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为何不选择提升飞机飞行高度(飞行包线飞机的速度和高度限制原则)

为何不选择提升飞机飞行高度(飞行包线飞机的速度和高度限制原则)在做剧烈机动时,仰角传感器测量得到的飞机仰角经常不够精确和及时,同时也受风力影响较大,不如过载值来的方便快捷。显然,当在一定高度(空气密度)和一定速度下,飞机可以获得的最大升力是有限的,当飞机升力接近最大正过载时,就说明飞机已经接近失速仰角,飞机的升力与速度成正比,所以最小速度也就等价于在最大升力系数时,升力能够与重力相平衡的最小速度。此外,升力还与空气密度成正比,因此随着高度升高,空气密度下降,最小速度也随之上升。因此图中此曲线逐渐弯曲。1. 飞机结构设计完成后,其最大正过载和最大负过载实际上就已经被确定了,任何超越最大过载的使用均被视为对结构造成了一定损伤,在旧的结构安全思想中要求对所有关键结构进行探伤,而在新的结构安全思想中除了检查外,还要求相应的减少飞机结构寿命,并引入载荷谱作为计算依据。2. 特别的,在小速度情况下,飞机实际上是到不了最大允许过载的,但过载值的测量比其他临界状态值

为何不选择提升飞机飞行高度(飞行包线飞机的速度和高度限制原则)(1)

每一种飞机都有自己的最大速度、最小速度和最大高度的限制,那么,这些限制背后的原则是什么呢?

最省事的回答是:当飞机出厂时,厂家会在飞机手册给出像题图那样的飞行包线图,或者显然这个回答是绝(bu)对(fu)正(ze)确(ren)的回答。

A. 速度/高度图。注意图中给出的是马赫数。空气动力学分析中,定性分析时,马赫数与速度代表的含义基本一致,定量分析中马赫数比绝对速度更有效,本文为方便起见,不做区分。

为何不选择提升飞机飞行高度(飞行包线飞机的速度和高度限制原则)(2)

1. 最小速度。就是飞机能维持平稳飞行的最小速度。

飞机的升力与速度成正比,所以最小速度也就等价于在最大升力系数时,升力能够与重力相平衡的最小速度。此外,升力还与空气密度成正比,因此随着高度升高,空气密度下降,最小速度也随之上升。因此图中此曲线逐渐弯曲。

1. 飞机结构设计完成后,其最大正过载和最大负过载实际上就已经被确定了,任何超越最大过载的使用均被视为对结构造成了一定损伤,在旧的结构安全思想中要求对所有关键结构进行探伤,而在新的结构安全思想中除了检查外,还要求相应的减少飞机结构寿命,并引入载荷谱作为计算依据。

2. 特别的,在小速度情况下,飞机实际上是到不了最大允许过载的,但过载值的测量比其他临界状态值更容易测量,因此加入了这些特殊情况下的临界过载值,以便于监测飞机是否达到了临界状态。

显然,当在一定高度(空气密度)和一定速度下,飞机可以获得的最大升力是有限的,当飞机升力接近最大正过载时,就说明飞机已经接近失速仰角,

在做剧烈机动时,仰角传感器测量得到的飞机仰角经常不够精确和及时,同时也受风力影响较大,不如过载值来的方便快捷。

为何不选择提升飞机飞行高度(飞行包线飞机的速度和高度限制原则)(3)

3. 在飞机接近最大速度时,情况略有不同。如前所述,飞机最大速度是受限于速压和热障,而这两个限制条件本质上是与阻力有关,而阻力除了与速度相关,和飞机姿态也很有关系。

为何不选择提升飞机飞行高度(飞行包线飞机的速度和高度限制原则)(4)

虽然平飞时,飞机可以更大的速度飞行,但当飞机的仰角较大时,飞机会在更低的速度时达到速压或热障极限。

直接测量飞机阻力非常困难,因此,直接控制大速度下飞机的可用过载,可以更好的避免速压或热障带来的结构损伤。

来源:知乎


为何不选择提升飞机飞行高度(飞行包线飞机的速度和高度限制原则)(5)


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