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《能量機動理論和飛行包線圖》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、實用標準文案能量機動理論和飛行包線圖文中所述的內(nèi)容都是以美國空軍飛行教官伯尹德發(fā)明的能量機動理論和美國航空科技為準;如果有其他國家或其他人發(fā)明自己所謂的理論或者規(guī)范,那本文并不適用。也不要用老式戰(zhàn)機的設(shè)計規(guī)律或者老式戰(zhàn)機的空戰(zhàn)方法來照套后來出現(xiàn)的能量機動理論。能量機動理論并不是什么“新創(chuàng)”的理論,它的本質(zhì)就是能量守恒定律。也就是說,能量機動理論提供了一個簡化的數(shù)學公式和圖表,方便的進行戰(zhàn)機能量的計算。現(xiàn)在的戰(zhàn)斗機通過機頭的探測儀器,可以探測出飛機的迎角、側(cè)滑角等,即可計算得得到氣流的方向、得到飛機的速度矢量。同時,飛機上的過
2、載傳感器也就能計算出在速度矢量上的過載和垂直于速度矢量上的過載(這兩者也可以用切向加速度和法向加速度來表示,但是由于不同資料對切向加速度和法向加速度的定義存在不同,所以這里不采用這種容易讓人混淆的表示方法)。速度矢量上的過載在這里稱為(Nx),也就是飛機是在加速還是減速。同時,在垂直于速度矢量上過載還可以進行分解,那就是側(cè)力過載(Ny)和升力過載(Nz)。當側(cè)滑角為0或者接近為0時,Ny為0或者接近為0;那就還剩下Nz這個升力過載。也就是說,在忽略側(cè)滑的情況下,著重討論阻力和升力,速度方向過載(Nx)和升力過載(Nz)。然后
3、我們畫一個圖,在一定高度和速度下,縱坐標是角速度,也就是升力過載對應(yīng)的角速度,而速度方向過載通過-200ps,-400ps等間接方式表示。這其實就是我們最常見的能量機動飛行包線圖。也就是說,所謂的能量包線圖的實質(zhì)是表示飛機速度矢量上加速度和升力加速度兩者之間的變化關(guān)系圖(在一定外形、重量、高度、速度條件下)。文檔大全實用標準文案能量包線圖上的縱坐標是盤旋角速度(TurnRate)。橫坐標是速度,或者用馬赫數(shù)(Mach)作為坐標。由右下到左上的間距直線是轉(zhuǎn)彎半徑值(TurnRadius)。由左上到右下的間距線是飛機上的過載傳感
4、器測得的升力過載(CockpitG),并不包含重力。能量包線是飛機在某個高度的飛行轉(zhuǎn)彎參數(shù),不同高度包線是不同的。文檔大全實用標準文案可以看出來在海平面能量機動性能最好,飛行高度越高,轉(zhuǎn)彎性能越差。這段爭議較大,與理解包線關(guān)系也不大,可以跳過。--------------由于飛機在飛行中還會受到重力或者地面滑跑時還是地面的支持力,所以飛機實際飛行時的合力=阻力+升力+重力三者的矢量之和。例如:一架飛機如果在飛行包線圖上能飛9g過載,20度的盤旋角速度,在實際水平盤旋飛行時,升力方向的9g還要與重力的1g進行矢量相加才能得到盤
5、旋的向心加速度。也就是說,這架飛機在真實的現(xiàn)實水平盤旋中,是約8g向心加速度,大概18度/秒左右。文檔大全實用標準文案一架飛機如果在飛行包線圖上最小盤旋半徑是1050英尺,過載是1.7g,在實際水平盤旋飛行時,升力方向的1.7g還要與重力的1g進行矢量相加才能得到盤旋的向心加速度。也就是說,這架飛機在真實的現(xiàn)實水平盤旋中,是約1.3g向心加速度,實際盤旋半徑大概是1400-1500英尺。再例如:飛機由水平盤旋改垂直向下盤旋,那向心加速度就是10g,這就是所謂的利用重力空戰(zhàn)。如果飛機改為垂直向上盤旋,那向心加速度就只剩8g了,
6、此時飛機的盤旋性能減弱了。再再例如:飛機要保持平飛,此時就必須依靠1g的升力過載,并且要垂直向上與重力1g抵消,才能保持平飛。也就是說能量飛行包線圖上的保持平飛的速度不是包線的最左端(這里不考慮飛機加減速),而是包線圖上1g過載的地方。也就是說,1g過載的圖上顯示有8度的盤旋角速度,一點都不奇怪,因為1g升力-1g重力=0,所以平飛;升力的8度盤旋角速度-8度的重力盤旋角速度=0,所以平飛。再再再例如:另外一種包線圖,也就是剩余功率為0時的1g過載包線圖上,排除飛控、機體強度等限制,最上端為何代表最高平飛高度?通過上述解釋,
7、就很容易理解了。飛行包線圖上的過載是升力方向過載而不是合力的總過載。在包線圖的最高點,升力過載1g-重力1g=0,飛機就保持速度平飛了。如果你都看懂了,那就繼續(xù)。如果還沒完全理解,請認真理解上面1-3樓內(nèi)容后,再往下看。文檔大全實用標準文案能量包線圖給出了一種簡化了的能量換算方法。對于推重比1左右飛機來說,阻力產(chǎn)生的過載可以在大約-1g至5g之間,而升力產(chǎn)生的過載-3g至9g。利用飛機的剩余功率來獲得向心力,也就是說迎角的大小決定了兩者的轉(zhuǎn)化的程度。如果迎角小剩余功率還有剩余,但是此時的升力小,向心力不夠;如果迎角太大,剩余
8、功率為負,向心力大,盤旋角速度大,盤旋半徑小,有利于空戰(zhàn),但是飛機會很快減速。而飛行員通過拉桿的大小來決定這種剩余能量轉(zhuǎn)化的程度。而狗斗的機動,實際就是飛行員通過向左或向右偏桿來控制升力的方向,前拉桿或后拉桿來控制升力的大小。而升力過載最大有9g,這是改變物體運動狀態(tài)最有效的東西,它是改變