第三章 飞机限制边界

飞机性能工程airplaneperformanceengineering中国民用航空学院空中交通管理学院航务系DepartmentofFlightOperation,AirTrafficManagementCollege,CAUC为保证飞行安全，需要对飞机的飞行速度范围、高度范围、飞行载荷、飞行环境等提出一些限制，以免发生结构损坏、解体、失速等影响飞行安全的事故或事故征候。一、平飞速度包线二、机动限制边界三、飞机的使用限制飞机性能工程airplaneperformanceengineering中国民用航空学院空中交通管理学院航务系DepartmentofFlightOperation,AirTrafficManagementCollege,CAUC（2）三方面限制：失速限制、推力限制、稳定性限制a）失速限制（低高度）b）推力限制（高高度。高度越高，推力越小）c）稳定性限制飞机的最小平飞速度应是以上三个限制中最大的一个，即：Vmin=MAX（Vs，Vpower-limit，Vstabilify）1、平飞最小速度Vmin（1）定义：飞机能维持正常、稳定平飞的最小速度§1平飞速度边界飞机性能工程airplaneperformanceengineering中国民用航空学院空中交通管理学院航务系DepartmentofFlightOperation,AirTrafficManagementCollege,CAUC（3）影响因素：高度影响、重量影响a）高度越大，Vmin也越大。高度越大，Vs越大；高度越大，推力限制的最小速度也越大。b）重量越大，Vmin也越大。为保证飞机的平飞，L=W。1、平飞最小速度Vmin§1平飞速度边界飞机性能工程airplaneperformanceengineering中国民用航空学院空中交通管理学院航务系DepartmentofFlightOperation,AirTrafficManagementCollege,CAUC1、平飞最小速度Vmin（4）实用中的最小速度（波音规定）：为防止飞机意外进入失速，规定最小速度一般情况下不应当小于1.3Vs。除非在飞机刚起飞时，规定V2=1.2Vs。在一般情况下，1.3Vs要大于稳定性限制的最小速度，故波音规定1.3Vs为参考速度Vref。重量（千磅）160170180190200210220230Vref119123126130133136140143757-200着陆参考速度（着陆构型）§1平飞速度边界飞机性能工程airplaneperformanceengineering中国民用航空学院空中交通管理学院航务系DepartmentofFlightOperation,AirTrafficManagementCollege,CAUC1、平飞最小速度Vmin§1平飞速度边界重量增加飞机性能工程airplaneperformanceengineering中国民用航空学院空中交通管理学院航务系DepartmentofFlightOperation,AirTrafficManagementCollege,CAUC2、平飞最大速度Vmax（1）定义：飞机能维持正常、稳定平飞的最大速度（2）三方面限制：结构限制、推力限制、稳定性限制a）结构限制当飞行速度过大时，可能导致飞机表面单位面积上受力过大，撤坏飞机表面的蒙皮，甚至引起飞机的颤振、断裂，以至飞机的瞬间解体。DV设计俯冲速度飞机的最大限制速度，在使用中不允许超过这个速度，否则可能会引起飞机的永久变形或损坏。§1平飞速度边界飞机性能工程airplaneperformanceengineering中国民用航空学院空中交通管理学院航务系DepartmentofFlightOperation,AirTrafficManagementCollege,CAUC2、平飞最大速度Vmax（2）三方面限制：结构限制、推力限制、稳定性限制a）结构限制DFV最大演示速度只有试飞时才可能用到这个速度。大于设计俯冲速度。DFDVV设计巡航速度飞机在巡航时可用的最大速度。应比设计俯冲速度小20%。0.8CDVVCV/MOMOVM最大使用速度/马赫数：飞机在使用中可用的最大速度，小于设计巡航速度。MOCVV/0.80.8MOMOCDDFVMVVV§1平飞速度边界飞机性能工程airplaneperformanceengineering中国民用航空学院空中交通管理学院航务系DepartmentofFlightOperation,AirTrafficManagementCollege,CAUC2、平飞最大速度Vmax§1平飞速度边界（2）三方面限制：结构限制、推力限制、稳定性限制b）推力限制高度越高，推力限制最大速度就越小。重量越大，推力限制最大速度就越小。c）稳定性限制在马赫数接近1时，飞机的升力系数会突然减小，致使飞机低头下俯，为此需要进行马赫数配平。总之，飞机的最大平飞速度应是以上三个限制中最小的一个，即：Vmax=MIN（Vmo，Vpower-limit，Vstabilify）飞机性能工程airplaneperformanceengineering中国民用航空学院空中交通管理学院航务系DepartmentofFlightOperation,AirTrafficManagementCollege,CAUC2、平飞最大速度Vmax§1平飞速度边界重量增加飞机性能工程airplaneperformanceengineering中国民用航空学院空中交通管理学院航务系DepartmentofFlightOperation,AirTrafficManagementCollege,CAUC2、平飞最大速度Vmax§1平飞速度边界VMO/MMO飞机性能工程airplaneperformanceengineering中国民用航空学院空中交通管理学院航务系DepartmentofFlightOperation,AirTrafficManagementCollege,CAUC3、平飞速度包线将Vmin—Hp、Vmax—Hp图会在一张图中。（1）影响：重量越大，包线范围越小。（2）理论升限：在理论上飞机能飞的最大高度。a）R/C=0，爬升率为零，飞行时间无限长，不实用。b）不稳定，只能在一个速度下飞行。§1平飞速度边界飞机性能工程airplaneperformanceengineering中国民用航空学院空中交通管理学院航务系DepartmentofFlightOperation,AirTrafficManagementCollege,CAUC3、平飞速度包线§1平飞速度边界飞机性能工程airplaneperformanceengineering中国民用航空学院空中交通管理学院航务系DepartmentofFlightOperation,AirTrafficManagementCollege,CAUC3、平飞速度包线（4）舱压限制：在实际飞行中，还应考虑飞机内外的压力差限制。757-200要求不大于8.6磅/平方英寸，既飞行高度不高于42000ft。§1平飞速度边界（3）实际升限：在实际飞行中，规定飞机保留了一定爬升能力的升限。飞机性能工程airplaneperformanceengineering中国民用航空学院空中交通管理学院航务系DepartmentofFlightOperation,AirTrafficManagementCollege,CAUC§1平飞速度边界时间高度时间爬升率飞机性能工程airplaneperformanceengineering中国民用航空学院空中交通管理学院航务系DepartmentofFlightOperation,AirTrafficManagementCollege,CAUC3、平飞速度包线§1平飞速度边界飞机性能工程airplaneperformanceengineering中国民用航空学院空中交通管理学院航务系DepartmentofFlightOperation,AirTrafficManagementCollege,CAUC1、过载对飞行的影响在机动飞行（转弯）时，飞机需要倾斜压坡度，是飞机产生向心力。此时飞机的升力大于重力（过载大于1）。221;coscos11tan1()1;yLLnnWLF2222211;1;FWnmgnmvRRvn§2机动限制边界飞机性能工程airplaneperformanceengineering中国民用航空学院空中交通管理学院航务系DepartmentofFlightOperation,AirTrafficManagementCollege,CAUC1、过载对飞行的影响转弯坡度越大，过载越大；向心力也越大；转弯半径越小；转弯时间越短。221;coscos11tan1()1;yLLnnWLF2222211;1;FWnmgnmvRRvn§2机动限制边界飞机性能工程airplaneperformanceengineering中国民用航空学院空中交通管理学院航务系DepartmentofFlightOperation,AirTrafficManagementCollege,CAUC1、过载对飞行的影响但飞机的过载也不能太大，否则可能会导致飞机的结构损坏。在一定飞行速度下，过载越大，受过载限制的高度也就越低。§2机动限制边界飞机性能工程airplaneperformanceengineering中国民用航空学院空中交通管理学院航务系DepartmentofFlightOperation,AirTrafficManagementCollege,CAUC1、重量限制飞机的重量不能超过相应的限制重量。既：§3飞机的使用限制;TOWMTOW;LDWMLDW;ZFWMZFW;TXWMTXW2、重心限制飞机的重心不能超过规定的重心范围。在飞行过程中，飞机的中心位置是在不断变化的，因此，起飞配平时允许的重心范围应当再缩小一些。如757-200：飞机性能工程airplaneperformanceengineering中国民用航空学院空中交通管理学院航务系DepartmentofFlightOperation,AirTrafficManagementCollege,CAUC§3飞机的使用限制3、环境包线如757-200：飞机性能工程airplaneperformanceengineering中国民用航空学院空中交通管理学院航务系DepartmentofFlightOperation,AirTrafficManagementCollege,CAUC4、过载限制§3飞机的使用限制襟翼收上时：1.02.5(75);n。5、发动机使用限制一般情况下，最大起飞推力只能用5分钟（也有一些发动机最多可用10分钟）。襟翼放出时：02.0;n6、襟翼使用限制7、起落架使用限制飞机性能工程airplaneperformanceengineering中国民用航空学院空中交通管理学院航务系DepartmentofFlightOperation,AirTrafficManagementCollege,CAUC飞机性能工程airplaneperformanceengineering中国民用航空学院空中交通管理学院航务系DepartmentofFlightOperation,AirTrafficManagementCollege,CAUC飞机性能工程airplaneperformanceengineering中国民用航空学院空中交通管理学院航务系DepartmentofFlightOperation,AirTrafficManagementCollege,CAUC飞机性能工程airplaneperformanceengineering中国民用航空学院空中交通管理学院航务系DepartmentofFlightOpera