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飛行員航空知識手冊 航空知識手冊全集

時間:2011-04-08 11:31來源:網絡 作者:航空 點擊:


由于迎角的變化,機翼或者誘導阻力隨速度變化的方式是非常不同的。在靠近失速速度時,機翼以幾乎失速角度向相對風傾斜,且它的阻力非常大。但是在巡航飛行速度時,迎角接近為零,誘導阻力最小。達到巡航速度之后,速度的任何進一步增加的同時迎角變化很小,機翼的阻力增加直接和速度的增加成正比例。這里沒有考慮速度超過260節時有關的壓縮阻力因素。
總結一下這些變化,當速度從失速速度增加到永不超過速度(VNE)時,誘導阻力降低,寄生阻力增加。
當飛機穩定而水平的飛行時,必須建立平衡條件。通過配平飛機升力等于重量,發動機設定的推力等于飛機阻力而獲得不加速狀態的飛行。
當需要的功率或者推力等于發動機的最大可用功率或者推力時,就可以獲得飛機的最大水平飛行速度。如圖9-6

最小水平飛行速度通常不是由推力或者功率要求定義的,因為失速條件或穩定性和控制問題一般占主導地位。
爬升性能
爬升依賴于儲備功率或者推力。儲備功率是在超過一定速度下維持水平飛行所需要的功率后的可用功率。因此,如果一架飛機裝配的發動機能夠產生200總可用馬力,在某一水平飛行速度上只要130馬力,那么爬升可用的功率就是70(200-130=70)馬力。
盡管術語“功率”和“推力”有時可以互換使用,錯誤的暗含了它們是同義語,在討論爬升性能的時候區別這兩個非常重要。功(Work)是力和移動通過的一段距離之乘積,通常獨立于時間。功可以用幾個標準來度量:最常用的單位稱為“英尺磅”【國際標準單位是焦耳】。如果1磅質量升高1英尺,那么就完成了1英尺磅單位的功。機械功率的常用單位是馬力;1馬力是等效于在1分鐘內把33000磅質量抬升1英尺的功率。術語“功率”暗含著產生功的速度或者每單位時間內的功單位,如此就是力的速度函數。“推力”也是功的一個函數,意思是促使一個物體速度的變化。這個力用磅來度量,沒有時間和效率的因素。那么就可以這樣說,在穩定爬升期間,爬升率是額外推力的函數。
當飛機處于穩定而水平的飛行或者以小爬升角飛行時,升力的垂直分量非常近似等于實際的總升力。升力非常接近等于重力的時候才能出現這樣的爬升飛行。發動機的凈推力可能向飛行航跡傾斜,但是為簡明起見這里忽略這個影響。雖然飛機的重力是垂直的,重量的一個分量還是會沿航跡向后作用。如圖9-7

如果假設飛機以小角度傾斜于航跡,處于穩定爬升,航跡方向上力的總和滿足下列關系:
前向力=后向力
這個基本關系忽略了一些對于很高爬升性能的飛機重要的因素。(例如,更詳細的考慮要計算推力相對于航跡的偏離,升力將不等于重量,進而誘導阻力發生變化)但是,這個基本關系將確定影響爬升性能的主要因素。
對于給定重量的飛機,這個關系意味著爬升角取決于推力和阻力之間的差異,或者額外推力。如圖9-8.

當然,額外推力為零時,航跡的傾斜度也是零,飛機將處于穩定而水平的飛行。當推力大于阻力時,額外的推力將使得飛機爬升,爬升角取決于額外推力的大小。也就是說,當推力小于阻力時,推力的不足將得到下降角。
爬升角性能的最直接影響是障礙物間隙。它的最明顯目的是可以用于從短的或者受限機場爬升越過障礙物。
當可用推力和要求推力之間存在最大差值的時候就會出現最大爬升角;例如,對于螺旋槳驅動的飛機,最大額外推力和爬升角將會發生在某一正好超過失速的速度上。因此,如果必須在起飛后越過一個障礙物,那么螺旋槳驅動的飛機在空速接近于(如果不是等于的話)起飛速度時將獲得一個最大爬升角。
爬升性能中更為重要的是那些影響爬升率的因素。一架飛機的垂直速度取決于飛行速度和以及航跡的傾斜角。事實上,爬升率是航跡速度的垂直分量。

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