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大家好

我是岳奎志

本次课程为

上升和下滑

上升和下滑

是飞机在空中飞行时

经常使用的动作

例如

飞机在起飞时

座舱里的飞行员

驾驶飞机

要进行上升飞行

飞机在降落时

飞行员驾驶飞机

要进行

下滑飞行

上升和下滑看起来很简单

但想飞好也很难

所以

我们要学好

上升 下滑的

航理知识

为此

在本次课之初

先制定一下

上升 下滑

学习目标

一共分为五条

1 分析飞机上升性能

2 分析飞机下滑性能

3 理解上升的操纵原理

4 理解下滑的操纵原理

5 分析平飞 上升

下滑的相互转换方法

当您明确本次课的学习目标之后

接下来

要学什么内容

您就清楚了吧

在讲本次课

主要内容之前

出一个小问题

考察一下您对

上升 下滑知识点的

认知储备情况

这个问题就是

飞机

在放起落架后

对下滑性能

有何影响

如果您不清楚

没关系

通过本次课

这个问题将得以解决

通过本次课

刚才制定的学习目标

也将得以实现

首先

我们分析飞机的

上升性能

一般情况下

上升

是指

飞机沿倾斜向上的轨迹作

上升高度的飞行

但

本课研究“

稳定上升”

即

飞机沿着倾斜向上的轨迹

做不带坡度

不带侧滑的

等速直线飞行

从飞行动力学角度

研究

飞机的

上升问题

首先从受力分析开始

把

空中进行上升的飞机

看成一个质点

此时飞机

受到

铅锤向下的重力G

受到

与来流方向相垂直

在飞机对称面内

指向座舱上方的升力Y

受到与机体纵轴

有一个

夹角

从后向前

推力P

受到阻碍飞机

飞行

与来流方向一致的

阻力X

在受力分析之后

下面

对飞机进行列方程

在航迹坐标系下

列得方程组如下所示

当

飞机上升时

迎角比较小

发动机安装角也比较小

那么α加上φ

近似等于0

所以

上式又可简化成

如下方程组

这个方程组中

推力P

等于阻力X

加重力G乘以sinθ

升力Y

等于重力G乘以cosθ

从这个公式中

我们可以知道

飞机在上升的时候

升力Y

等于重力G乘以cosθ

所以

在相同高度

和相同速度的

时候

上升的升力

比平飞

升力

小

上升所需的推力

比平飞大

是由

推力P等于

阻力X

加上重力G乘以sinθ

得出的

由

飞机在上升时

升力Y等于重力G乘以cosθ

可以推出

飞机上升所需速度

因为升力Y

又等于Cy乘以二分之一ρV方

S

所以

上升时

所需速度V上

等于根号下2G除以CyρS

再乘以根号下cosθ

所以

“V上”

又等于“V平”

乘以根号下cosθ

这里边的θ是指

上升角

当上升角度不大时

在一定高度

相同迎角的条件下

上升和平飞

所需速度

基本相等

因此

可用平飞

推力 阻力曲线

来分析

飞机的上升问题

飞机

在上升时

必须依靠

发动机的

剩余推力

来克服

重力的减速作用

当飞行员

向前推油门时

推力曲线上移

推力大于阻力

此时会产生

剩余推力

剩余推力为ΔP

等于

P减去X

等于G乘以sinθ

介绍完

上升所需速度和所需

推力之后

下面

再介绍

上升性能指标

上升性能指标

一共包括

4个方面内容

1 上升角和陡升速度

上升角

是飞机

上升轨迹与水平面之间的夹角

用符号θ来表示

上升角θ

=

arcsin((P-X)/G)

此时

（P-X）又等于ΔP

所以上升角又可以

写成

θ=arcsin(ΔP/G)

陡升速度

是飞机

上升角最大时

对应的飞机上升速度

称为陡升速度

第二个性能指标

是上升率和快升速度

上升率

是飞机在单位时间内

上升的高度

快升速度

是飞机

得到最大上升率时

对应的上升速度

它就是快升速度

第三个性能指标是

上升速度范围

飞机

通常在第一速度范围内

进行上升

这样比较安全

否则

如果在第二速度范围内

进行上升

那么飞机

很容易由于操纵不当

进入失速速度范围

所以

比较危险

第四个性能指标就是

升限

就是飞机

上升所能达到的高度

升限

又包含两个方面内容

一 理论升限

飞机

在给定重量

和最大油门条件下

上升率

为零时的高度

就是理论升限

实用升限

是把

最大上升率

减小到0.5m/s时

高度

如果对

超声速战斗机来说

最大上升率减小到

5m/s时对应的高度就是

实用升限

分析完上升性能之后

下面咱们再

分析下

下滑性能

下滑

通常是指

飞机沿着倾斜向下的轨迹

作下降高度的飞行

而本课研究

是“稳定下滑”

即飞机沿着

倾斜向下的轨迹

作

不带坡度

不带侧滑的

等速直线飞行

我们

在研究

下滑性能的时候

从飞行动力学角度

首先对飞机

要进行

受力分析

飞机

在下滑时

受到铅锤向下的重力G

受到

与来流方向相垂直

在飞机对称面内

指向座舱上方的升力Y

受到

与机体纵轴有一个夹角

从后向前的推力P

受到

阻碍飞机运动

与

飞机来流方向一致的

阻力X

飞机

在受力分析之后

对飞机

在航迹坐标系下

要进行列方程

可以得出

飞机

下滑运动方程组

如下所示

当

飞机闭油门时

即推力P=0时

又可以得到

闭油门时

下滑的运动方程组

如下所示

在此过程中

飞机在下滑的时候

可以知道升力Y

等于

重力G乘以cosθ

所以

我们可以知道

飞机在下滑的时候

所需的升力比平飞时

所需升力要小

又因为

升力Y等于

重力G乘以cosθ

所以我们可以推出

下滑

所需速度

V下

等于

根号下2Gcosθ/(CyρS)

它又等于V平

乘以根号下cosθ

当下滑角θ

非常小时

那么

cosθ也就等于1

所以

在下滑角非常小时

下滑所需速度

和平飞所需速度

大小近似相等

因此我们可以用

平飞

推力 阻力曲线

来分析飞机的

下滑性能问题

介绍完飞机

下滑运动方程之后

下面我们再介绍

下滑性能指标

分

三条

1 下滑角

是

下滑轨迹

与水平面之间的夹角

用θ来表示

下降率

下降率

是单位时间内

下降的高度

称为下降率

第三个

就是下滑距离

和远滑速度

下滑距离

指的是

下滑的

水平距离

远滑速度

是飞机在下滑时

能够达到

最远下滑距离

所对应的速度

就是远滑速度

当飞机发动机停车时

此时闭油门

飞机的远滑速度

就等于飞机的有利速度

飞机此时以有利速度飞行时

在

下降相同的高度

它能够

得到

最远的

下滑距离

介绍完

下滑性能指标之后

下面我们再

分析一下

飞行操纵对

下滑性能的影响

分三种情况

第一种是放襟翼

第二种是放起落架

第三种是发动机停车

发动机停车

属于特情处置

我们首先看

放襟翼

飞机

在下滑时

通常是要放襟翼的

这样

升力系数增大

同时阻力系数也增大

但是阻力增大的要多一些

所以

升阻比

减小

飞机此时

下滑角增大

下滑距离要缩短

下滑速度减小

飞机

在放襟翼

在下滑飞行中

为了不使下滑速度减小的

过多

放襟翼

下滑所用迎角

比不放襟翼

要

小一点

第二种

是放起落架

飞行操纵对下滑性能的影响

飞机在着陆的时候

在下滑

阶段

它是放起落架的

那么

放起落架之后

其

升力系数基本不变

但是起落架一放下

阻力增大了

阻力系数增大了

因此

升阻比减小

飞机的

下滑角

增大了

下滑距离就

缩短了

飞机

在

放起落架之后

下滑的

有利

迎角

增大

因而

飞机对应的

升力系数也就增大

飞机

下滑的

有利速度

就减小了

第三种情况是

发动机停车

发动机停车

属于特情

在发动机停车

之后

飞行操纵对下滑性能的影响

如何呢

当发动机停车后

飞机

没有推力了

此时

飞机的阻力

又增加了

所以

升阻比

减小

飞机的

下滑角增大

下滑距离

缩短

为了防止

飞机

在发动机停车之后

下滑进入第二速度范围

飞机

远滑速度

要比有利速度

稍大一些

这样

飞行

才能够比较安全

在介绍完

飞机的下滑性能之后

下面要讲飞机

上升操纵原理

操纵原理

是飞行员最关心的问题

上升操纵原理

常见的有

三种办法

第一种办法就是

用油门

改变上升状态

飞行员

首先要推油门

推力曲线上移

此时

升力

增大

飞机

转入上升

在此过程中

飞机的阻力也增大

飞机

阻力

加上

重力

在航迹方向的分量

它要等于推力

最终

稳定时

飞机的上升角

取决于

推油门的大小

稳定后

推力P减阻力 X

等于重力 G 乘以sinθ

结论就是

飞行员

只推油门

飞机基本保持

原速度上升

第二种

上升的操纵方法

就是

用驾驶杆

改变

上升状态

飞行员

从平飞要进入上升

他

第二种办法就是

只动杆

飞行员

向后拉驾驶杆

飞机

此时迎角增大

飞机升力增大

飞机转入上升

又因为由于迎角增大

飞机的阻力也同时增大

阻力加上重力

在航迹方向的

分量

要大于飞机的推力

因为飞机

油门没有动

要大于飞机的

推力

所以飞机

开始减速上升

稳定时的上升角

取决于

飞行员拉杆量的大小

稳定后

推力P 减阻力X

等于重力 G 乘以sinθ

所以可以得出结论

飞行员

只拉杆

飞机将

减速上升

第三种

上升的操纵办法

就是用

油门

驾驶杆

配合改变上升状态

从平飞到上升

此时是油门 驾驶杆

同时使用

飞行员

首先推油门至预定位置

同时柔和的

向后带杆

飞机逐渐转入上升

当

接近预定

上升角时

适当迎杆

使飞机稳定在

预定的

上升角

介绍完

上升操纵原理之后

下面咱们再介绍

下滑操纵原理

下滑

操纵的办法

同样

也有3种

第一种

用油门改变下滑状态

飞行员

从平飞转下滑的时候

首先要

收油门

收油门之后

推力曲线下移

飞机的

升力减小了

飞机开始转入

下滑

在下滑的时候

飞机的阻力

同时也减小

此时

阻力

减去

重力在航迹方向的

分量

它要等于飞机的推力

在此过程中

稳定时的下滑角

取决于

飞行员

收油门的大小

稳定后

阻力X

减去推力P

等于重力G

乘以sinθ

得出的结论就是

飞行员

只收油门

飞机基本

保持原速度下滑

第二种

下滑的操纵方法

就是用

驾驶杆

改变下滑状态

在此过程中

飞行员油门是不动的

驾驶杆

只动驾驶杆

飞行员

从平飞转下滑

此时他

向前推杆

向前推杆之后迎角减小

飞机的

升力

减小

飞机开始转入下滑

又因为迎角减小

飞机的阻力也开始减小

阻力

减去

重力在航迹方向的

分量

它要

小于飞机的推力

所以

飞机

稳定时的下滑角

取决于推杆量的大小

飞机

此时下滑是加速下滑

稳定之后

阻力减去推力

要等于重力乘以sinθ

结论就是

飞行员

只向前推杆

飞机将

加速下滑

第三种

下滑操纵方法

就是用

油门 驾驶杆

配合改变

下滑状态

此时飞行员

油门和驾驶杆同时使用

要进行下滑时

飞行员首先要

收油门至预定位置

同时柔和的

向前迎杆

飞机

逐渐转入下滑

在

接近预定下滑角时

飞行员

再柔和的

向后带杆

以使飞机

稳定在预定的下滑角

进行下滑

在飞机

无论是上升

还是

下滑时

飞行员

通常是

油门和驾驶杆同时配合使用

在同时配合使用的时候

飞行员

才能够

操纵

如鱼得水

在介绍完

下滑的

操纵原理之后

下面

再介绍

平飞

上升 下滑的

相互转换

一共有

四种情况

一 由平飞转上升

飞机一开始是平飞

飞行员

首先

要

柔和的

向前推油门

同时

柔和的

向后带杆

飞机

开始

转入上升

当接近预定上升角时

飞行员

再适当的柔和向前迎杆

使飞机

稳定在预定的上升角

进行上升

第二种转换

情况就是

由

上升转平飞

飞机

由上升转平飞时

飞行员首先要

收油门

同时

柔和的向前迎杆

当飞机的上升角

接近于

零的时候

飞行员

再柔和的

向后带杆

保持飞机

平飞

第三种转换情况

就是

平飞转下滑操纵

飞行员

驾驶飞机

首先进行平飞

然后下滑

此时也是油门

和驾驶杆

同时配合使用

飞行员在平飞的时候

要

先

收油门

同时

向前迎杆

飞机开始转入下滑

当

下滑角

快接近预定下滑角时

飞行员

再

柔和的向后带杆

使飞机

稳定在预定的下滑角

进行下滑

第四种

转换

就是

由下滑转平飞

此时飞行员也是油门 驾驶杆

同时配合使用

在下滑时

飞行员首先要

推油门

使推力增大

同时

柔和的向后带杆

当飞机的下滑角

快

接近零时

飞行员再向前迎杆

使飞机

保持平飞

讲到这里

本次课程即将结束

最后

对本次课

进行一下小结

本次课

我们讲了飞机的上升性能

飞机的

下滑性能

又介绍了

飞机上升的操纵原理

有三种常见的办法

又介绍了飞机的下滑

操纵原理

同样也有三种办法

然后又介绍了

平飞

上升 下滑的

相互转换方法

本次课程

到此结束

谢谢