第三章飞机性能工程飞机限制边界.ppt

1、第3章：飞行限制边界和运行限制。思考：飞机能在任何高度飞行吗？速度有限吗？以确保飞行安全，避免结构损坏、解体、失速等事故或影响飞行安全的事故征兆。有必要对飞行速度范围、高度范围、飞行载荷、飞行环境等提出一些限制。1水平速度边界2机动飞行和阵风载荷3抖振边界4飞机使用限制5跑道强度限制飞机起飞和着陆重量第3章飞行限制边界和操作限制1水平速度边界飞机在一定高度水平飞行，其速度由油门位置控制；油门对速度调节有限制，降低速度，至少能保持平稳飞行；增加速度受到最大节气门位置的限制。水平飞行速度有最大和最小速度界限，也受其他因素的限制，这些因素构成了水平飞行速度界限。(2)三个限制：Vmin=最大值(Vs

2、，Vpower-limit，V stabilify)，1 (1)最小速度VMIN FAFRE水平飞行，(1)定义：飞机能保持正常稳定水平飞行的最小速度，1水平飞行速度边界，1水平飞行最小速度Vmin，(1水平飞行速度边界，a)失速限制(1)最小速度受失速速度限制。(2)三个限制：(1)最小速度Vmin，水平飞行1，水平飞行速度边界1，(2)三个限制：(b)当推力受限时(在高空)，速度降低，所需推力增加，可用推力增加，其左交点限制最小速度。1。最小速度Vmin，1水平飞行，1水平飞行速度边界，(2)三个限制，和(c)稳定性限制。一些飞机在达到临界迎角之前会摇晃并失去纵向稳定性。由抖动升力系数确定

3、的速度是抖动限制的最小速度。(3)影响因素：1 .水平飞行的最小速度Vmin，1；1.水平飞行速度的边界。海拔越高，推力限制的最小速度越大。a)高度的影响，高度越大，它越小，Vs越大；b)重量影响重量、升力、CLmax、Vmin的增加。(3)影响因素：1 .水平飞行的最小速度Vmin，1。水平飞行的最小速度VMIN，实践中的最小速度(波音规定):为了防止飞机意外进入失速，规定最小速度一般不应小于1.3Vs。除非飞机刚起飞时V2=1.2V。一般来说，1.3V大于稳定极限的最小速度，所以波音公司指定1.3V作为参考速度Vref。757-200着陆参考速度(着陆配置)，1级飞行速度边界，2级飞行最大

4、速度Vmax，(1)定义：当飞行重量和高度固定时，发动机在最大极限工作状态下可以达到的稳定和直线飞行速度。1级飞行速度边界，(2)极限：推力极限：发动机最大推力极限。2、最大速度Vmax、1水平飞行、1水平飞行速度边界、(3)影响因素：a)高度影响，Vemax随h的增加而减小，平流层下降较快。FRE变化，FAV，h=，2，水平飞行的最大速度VMAX，(3)影响因素：a)高度影响，1水平飞行速度边界，随着高度的增加，低高度：Vemax，但因此VT，M高高度：Vemax，但因此VT，M，2，水平飞行的最大速度VMAX，1，3。理论速度包络线和上限，以及Vmin-Hp和Vmax-Hp将绘制在一张图表

5、中。1级飞行速度边界，飞机可以飞行速度、高度范围的理论计算。3。理论速度包络和上限，1。水平速度边界，(1)影响：权重越大，包络范围越小。(2)理论上限：理论上飞机可以飞行的最大高度。A)R/C=0，爬升率为零，飞行时间为无穷大，这是不现实的。b)不稳定，只能以一种速度飞行。可用推力下降到与所需推力相切的高度，剩余推力为0，爬升梯度为0，Vmax=Vmin=VE。4.使用飞行包线和一级飞行速度边界。为了安全，实际飞行不能达到理论飞行包线的边界。在低速时，必须有速度裕度；必须在高速下观察强度和稳定性的极限。(1)最小允许速度；4)利用飞行包线和水平速度边界将最小速度定义为失速前的抖振速度；如果抖

6、动不明显，1.07Vs为最小允许速度。4.使用飞行包线，1级飞行速度边界，(2)最大允许速度受强度限制，并限制动压：如果速度太高，飞机表面将受到动压Q的很大影响，这将导致永久变形，降低可操作性(副翼不利影响)，甚至蒙皮脱落，断裂甚至解体。指定最大等效空速Vemax=常数。为了方便飞行员的操作，将其转换为仪表速度：VMO=常数，仪表速度为常数，马力=临界速度，在高海拔地区，同一Ve的M数很大，会出现局部冲击波、抖动、反控制等现象。4。使用飞行包线、1级飞行速度边界和(3)最大允许M数。为避免上述现象，请指定一个最大允许M值：MMO=常数，MMO不变，马力=推力，推力在36089英尺后不随高度变化

7、。4、使用飞行包线，1级飞行速度边界，(4)使用速度包线，4、使用飞行包线，1级飞行速度边界，(5)服务上限，座舱压力极限：在实际飞行中，还应考虑飞机内外的压力差。757-200要求不超过8.6磅/平方英寸，即不超过42000英尺。在实际飞行中，规定飞机保持一定的爬升能力上限。(100英尺/分钟或300英尺/分钟)；5.水平飞行性能范围的划分：1.水平飞行速度的边界：(1)划分原则：在飞行包线范围内，根据飞机的稳定性和机动性将飞行区域划分为两个范围。第一性能范围(正常控制区域)和第二性能范围(异常控制区域)。问：什么是稳定？什么是可操作性？5。水平飞行性能范围的划分，1级飞行速度边界，(2)平

8、衡特性，正常控制区：稳定性，Va，FRE，F0，飞机加速度。弗吉尼亚，FRE，F0，飞机减速。异常控制区：不稳定，Vb，FRE，F0，飞机加速。5。水平飞行性能范围的划分，水平飞行速度的1个边界，(3)操纵特性：水平飞行加速、Va，正常控制区：在Va上平衡，如果要加速，增加油门，FA，F0，做v。同时，d，最后达到新的平衡。异常控制区：Vb，在Vb上是平衡的，如果要加速，增加油门，FA，F0，并使v .但是d，f，加速度增加，它就不能恢复平衡。只能再次减小油门，使F0，减小加速度，最后达到平衡。5。水平飞行性能范围的划分，1级飞行速度边界，(3)控制特性：上升，正常控制区：拉杆，增加迎角，飞机

9、减速，减少阻力，增加剩余推力，增加SIN=f/w，异常控制区：推杆，迎角减小，飞机加速，阻力减小，剩余推力增加，sin=F/W增加。逆向思维，不习惯，1级飞行速度边界，2机动飞行和阵风载荷，3抖振边界，4飞机使用限制，5飞机起飞和着陆重量的跑道强度限制，第3章飞行限制边界和操作限制，2机动飞行和阵风载荷，1。机动飞行，定义：加速飞行，即改变速度和方向的运动，飞机在一定高度稳定飞行，加速度为0。它可以用于：加速水平飞行；轨迹的切向加速度；测量飞机的速度和机动性：机动飞行和阵风载荷：1.机动飞行；LW，同时增加飞机的坡度，使升力的垂直分量等于飞机的重量，并水平转弯。向后拉拉杆，增加迎角，使LW和剩

10、余推力作为向心力，使飞机轨迹向上弯曲：1、法向加速度，测量飞机的高机动性，测量飞机的方向机动性，2、机动飞行和阵风载荷，1。机动飞行时，过载ny反映了曲线运动的机动性。过载的限制因素：空气动力极限飞机结构强度极限，2机动飞行和阵风载荷，1。机动飞行，(1)空气动力极限载荷，当马力、瓦特和瓦特不变时，ny近似与Ve2成比例。负过载时，CLmax是正过载时CLmax的0.7倍。2机动飞行和突风载荷，1。机动飞行。结构极限载荷。为了防止结构损伤和残余变形，FAR25.337规定，在设计飞机时，正过载不得小于2.5，也不一定要大于3.8。负过载应不小于-1.0伏，并在VCVD之间线性下降至0。机动飞行

11、和阵风载荷，1。机动飞行，(3)机动飞行包线，2机动飞行和阵风载荷，1。机动飞行，(4)特征点，VA设计机动速度，2机动飞行和阵风载荷，1。机动飞行，(4)特征点，穿越紊流气流的失速速度不得小于VB。1。机动飞行，(4)特征点，2机动飞行和阵风载荷，设计巡航速度飞机在巡航期间的最大可用速度。它应该比设计的潜水速度低20%。设计俯冲速度飞机的最大速度限制在使用中不允许超过这个速度，否则可能导致飞机永久变形或损坏。1，机动飞行，(4)特征点，2，机动飞行和阵风载荷，1，机动飞行，2，机动飞行和阵风载荷，1，机动飞行，(5)机动飞行极限，在机动飞行期间，过载不得超过机动包络上的过载极限。例如，当最大

12、过载使飞机转弯时，最大坡度限制在66.4。实际飞行的坡度是1530度。2.机动飞行和阵风载荷；2.阵风信封。当水平飞行时，对称的向上(向下)垂直阵风使()产生ny1(ny1)。2。机动飞行和阵风载荷，2。阵风包线，FAR关于阵风U大小的相关规定需要考虑。客串为VD，客串为VC，客串为VB，2机动飞行和阵风载荷，2阵风包线，客串为VD，客串为VC，客串为VB，阵风包线图：2机动飞行和阵风载荷，1阵风包线，2机动飞行和阵风载荷，2阵风包线，当风速较小时，范围较大。实际上，大于VB的速度被认为是通过湍流气流的速度。1水平飞行速度的边界2机动飞行和突风载荷的边界3抖振的边界4飞机使用跑道强度的极限5飞

13、机起飞和着陆重量的极限第3章飞行的极限边界和操作极限3抖振边界飞机水平飞行的最小允许速度是由抖振迎角限制的抖振速度，在低速时有抖振边界。在高速时，冲击波导致边界层分离，并且还有抖振速度。3抖振边界，1。在给定高度和重量的情况下，水平飞行的抖振边界：1，颤振升力系数随m数的变化关系：3，抖振边界：1。水平飞行的抖振边界，相同的重量对应两个交点：低速抖动m，高速抖动m，当高度不变时，无抖振的速度范围减小；当重量不变时，高压无抖振速度范围减小。3抖振边界，1。水平飞行中的抖振边界。这些数字可用于确定：(1)给定HP和w，确定水平飞行中抖振极限的最大值和最小值m；给定w，确定1g水平飞行的最大高度和相

14、应的m数；给定w和m，确定水平飞行的最大高度；给定马力和马力，确定水平飞行的最大重量；给定马力，确定水平飞行的最大重量和米。3抖振边界，2机动飞行抖振边界。当马力和重量不变时，飞机可以在低抖振和高抖振之间无抖振飞行，但当载荷变化时，可能会产生新的抖振。一个权重有一个水平飞行的CL，对应一个ny抖动，最后可以确定ny和m之间的关系。图集1，P38，1水平飞行速度边界2机动飞行和阵风载荷3抖振边界4飞机使用限制5飞机起飞和着陆重量的跑道强度限制，第3章飞行限制边界和操作限制，1。重量限制，4飞机使用限制，2。重心极限，飞机的重心不能超过规定的重心范围。在飞行过程中，飞机的中心位置是不断变化的，所以

15、起飞时允许的重心范围应该进一步减小。如757-200:3。环境封套，4。飞机使用限制，机场高度限制，飞行高度限制，4。过载限制，当襟翼关闭时，当襟翼释放时，4。飞机使用限制，5。发动机使用限制，4。飞机使用限制，6。襟翼使用限制，4。飞机使用限制。飞机使用限制，8，顺风限制，10，防冰，9，跑道坡度限制，强度限制，4飞机使用限制，1水平飞行速度边界，2机动飞行和阵风载荷，3抖振边界，4飞机使用限制，5飞机起飞和着陆重量的跑道强度限制，第3章飞行限制边界和操作限制，4飞机起飞和着陆重量的跑道强度限制，Acn(飞机分类编号)，PCN(路面分类编号)。1990年6月，国际民航组织附件14“机场”的第

16、一版引进了美国国家机场核心计划系统。它提供了一个标准的国际飞机道面分级系统，用于替代世界上使用的各种分级系统，如S、T、TT、LCN、AUW和WL。国际民航组织建议使用人工神经网络和人工神经网络来评估路面等级，并确定受路面强度限制的飞机起飞和着陆重量。跑道强度限制了飞机的起飞和着陆重量。1.PCN和PCN反映了路面的承载能力。PCN越大，路面的承载能力越强，允许飞机起飞和降落的重量越大。PCN 90/R/B/X/T，PCN 38/F/A/X/U，跑道的PCN由建设部门提供，可在机场的细则中找到。表示方法如下：PCN后面的数字代表跑道的坡度号，与路面厚度和路面材料(水泥路面或沥青路面)有关，第一

17、个字母可以是r或f，r(刚性)代表刚性路面(硬路面)，即水泥路面；代表柔性路面，即沥青路面。1.PCN，PCN 35/R/B/X/T，4跑道强度限制飞机起飞和着陆重量，1。第二个字母可以是A、B、C、D中的一个，它反映了路基的强度。A、高强度地下土壤、B、中等强度地下土壤、C、低强度地下土壤、D、极低强度地下土壤、4、飞机起飞和着陆重量的跑道强度极限、1、PCN、PCN 35/R/B/X/T，第三个字母可以是X、Y、Z和W中的一个，表示允许的轮胎压力。目前，飞机轮胎压力大多为218磅/平方英寸，属于中压轮胎。个别型号(如MD82)使用高压轮胎。如果飞机需要在砾石路上起飞和降落，应使用低压轮胎(如B737200和Be146100，可选择安装)。4跑道强度对飞机起飞和着陆重量的限制，1。PCN，PC