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中国航空手册全集(经典资料)

时间:2011-04-08 11:19来源:蓝天飞行翻译 作者:航空 点击:


由于迎角的变化,机翼或者诱导阻力随速度变化的方式是非常不同的。在靠近失速速度时,机翼以几乎失速角度向相对风倾斜,且它的阻力非常大。但是在巡航飞行速度时,迎角接近为零,诱导阻力最小。达到巡航速度之后,速度的任何进一步增加的同时迎角变化很小,机翼的阻力增加直接和速度的增加成正比例。这里没有考虑速度超过260节时有关的压缩阻力因素。
总结一下这些变化,当速度从失速速度增加到永不超过速度(VNE)时,诱导阻力降低,寄生阻力增加。
当飞机稳定而水平的飞行时,必须建立平衡条件。通过配平飞机升力等于重量,发动机设定的推力等于飞机阻力而获得不加速状态的飞行。
当需要的功率或者推力等于发动机的最大可用功率或者推力时,就可以获得飞机的最大水平飞行速度。如图9-6

最小水平飞行速度通常不是由推力或者功率要求定义的,因为失速条件或稳定性和控制问题一般占主导地位。
爬升性能
爬升依赖于储备功率或者推力。储备功率是在超过一定速度下维持水平飞行所需要的功率后的可用功率。因此,如果一架飞机装配的发动机能够产生200总可用马力,在某一水平飞行速度上只要130马力,那么爬升可用的功率就是70(200-130=70)马力。
尽管术语“功率”和“推力”有时可以互换使用,错误的暗含了它们是同义语,在讨论爬升性能的时候区别这两个非常重要。功(Work)是力和移动通过的一段距离之乘积,通常独立于时间。功可以用几个标准来度量:最常用的单位称为“英尺磅”【国际标准单位是焦耳】。如果1磅质量升高1英尺,那么就完成了1英尺磅单位的功。机械功率的常用单位是马力;1马力是等效于在1分钟内把33000磅质量抬升1英尺的功率。术语“功率”暗含着产生功的速度或者每单位时间内的功单位,如此就是力的速度函数。“推力”也是功的一个函数,意思是促使一个物体速度的变化。这个力用磅来度量,没有时间和效率的因素。那么就可以这样说,在稳定爬升期间,爬升率是额外推力的函数。
当飞机处于稳定而水平的飞行或者以小爬升角飞行时,升力的垂直分量非常近似等于实际的总升力。升力非常接近等于重力的时候才能出现这样的爬升飞行。发动机的净推力可能向飞行航迹倾斜,但是为简明起见这里忽略这个影响。虽然飞机的重力是垂直的,重量的一个分量还是会沿航迹向后作用。如图9-7

如果假设飞机以小角度倾斜于航迹,处于稳定爬升,航迹方向上力的总和满足下列关系:
前向力=后向力
这个基本关系忽略了一些对于很高爬升性能的飞机重要的因素。(例如,更详细的考虑要计算推力相对于航迹的偏离,升力将不等于重量,进而诱导阻力发生变化)但是,这个基本关系将确定影响爬升性能的主要因素。
对于给定重量的飞机,这个关系意味着爬升角取决于推力和阻力之间的差异,或者额外推力。如图9-8.

当然,额外推力为零时,航迹的倾斜度也是零,飞机将处于稳定而水平的飞行。当推力大于阻力时,额外的推力将使得飞机爬升,爬升角取决于额外推力的大小。也就是说,当推力小于阻力时,推力的不足将得到下降角。
爬升角性能的最直接影响是障碍物间隙。它的最明显目的是可以用于从短的或者受限机场爬升越过障碍物。
当可用推力和要求推力之间存在最大差值的时候就会出现最大爬升角;例如,对于螺旋桨驱动的飞机,最大额外推力和爬升角将会发生在某一正好超过失速的速度上。因此,如果必须在起飞后越过一个障碍物,那么螺旋桨驱动的飞机在空速接近于(如果不是等于的话)起飞速度时将获得一个最大爬升角。
爬升性能中更为重要的是那些影响爬升率的因素。一架飞机的垂直速度取决于飞行速度和以及航迹的倾斜角。事实上,爬升率是航迹速度的垂直分量。

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