飞行原理 06.0_盘旋_V1.2

航空发表于 2011-9-22 09:47:33

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航空发表于 2011-9-22 09:48:07

飞行原理/CAFUC 盘旋 第六章 第六章第2 页 盘旋是飞机在水平面内的一种机动飞行。通常的盘 旋是指飞机连续转弯不小于360度的飞行。按盘旋的坡 度可把盘旋分为三种： ① 小坡度盘旋：坡度小于20度 ② 中坡度盘旋：坡度在20~45度 ③ 大坡度盘旋：坡度大于45度 第六章第3 页 ●大坡度盘旋 第六章第4 页 正常盘旋是指飞机不带侧滑，飞行高度、坡度、盘 旋半径等参数均不随时间改变的盘旋。本章着重讨论 正常盘旋。 盘旋的原理中包含了飞行高度、速度和半径不断变 化的各种转弯的共性知识。 第六章第5 页 本章主要内容 飞行原理/CAFUC 6.1 盘旋中的作用力 6.2 飞机的载荷因数 6.3 盘旋性能 6.4 转弯中的侧滑与盘舵协调 6.5 盘旋的操纵原理 6.6 侧滑对盘旋的影响 6.7 螺旋桨副作用对盘旋的影响 6.8 盘旋相关机动飞行简介 飞行原理/CAFUC W 6.1 盘旋中的作用力 第六章第7 页 飞机在空中做正常盘旋时, 受到四个力的作用： ●盘旋的受力  升力(L)  重力(W)  拉力(P)  阻力(D) 第六章第8 页 ●盘旋的运动方程 正常盘旋，要求飞机的姿态、 速度和油门相互配合协调。 根据正常盘旋的要求，可得：        P D R L mV L W 2 sin cos   高度不变 半径不变 速度不变 第六章第9 页 本章主要内容 飞行原理/CAFUC 6.1 盘旋中的作用力 6.2 飞机的载荷因数 6.3 盘旋性能 6.4 转弯中的侧滑与盘舵协调 6.5 盘旋的操纵原理 6.6 侧滑对盘旋的影响 6.7 螺旋桨副作用对盘旋的影响 6.8 盘旋相关机动飞行简介 飞行原理/CAFUC 6.2 飞机的载荷因数 第六章第11页 载荷因数（简称过载）：即载荷（除飞机本身重 量以外的其它作用力，包括发动机推力和气动 力）与飞机重力的比值。 W n L y  y 是指飞机升力与飞机重立轴方向的载荷因数n 力之比。 ●载荷因数的定义 第六章第12页 飞机的结构强度一般用飞机可以承受的最大载荷因数来加以 限制。 限制载荷因数：飞机结构必须能够承受限制载荷因数而无有 害的永久变形。 极限载荷因数：飞机结构必须能够承受极限载荷因数至少3 秒而不被破坏，为前者的1.5倍。 受力过大导致的机翼 变形 ●常用飞机类型的限制载荷因数 第六章第13页 ●常用飞机类型的限制载荷因数 类别 Category 限制载荷因数 正过载负过载 CCAR23 正常类3.8 1.5 实用类4.4 1.8 特技类6.0 3.0 CCAR25 运输类2.5 1.0 第六章第14页 由于平飞时升力等于重力，因此平飞时y等于1。n ●典型飞行状态的过载 I. 平飞 升力 拉力 重力 阻力 第六章第15页 ●典型飞行状态的过载 II. 上升 由于上升时升力小于重力，因此上升时y小于1。n       上 上   cos sin L W P D W 第六章第16页 ●典型飞行状态的过载 III. 下降 由于下降时升力小于重力，因此下降时y小于1。n         D W P L W   sin cos 第六章第17页 由盘旋的运动方程可得盘旋的载荷因数为： ●典型飞行状态的过载 IV. 盘旋 cos  1 y n 结论： 盘旋时载荷因数大 于1，盘旋时载荷因数 大小仅取决于坡度大 小，如果以90度坡度 正常盘旋，载荷因数 趋于无穷。 第六章第18页 ●坡度与过载的关系 cos  1 y n 坡度越大，过载越大。 第六章第19页 本章主要内容 飞行原理/CAFUC 6.1 盘旋中的作用力 6.2 飞机的载荷因数 6.3 盘旋性能 6.4 转弯中的侧滑与盘舵协调 6.5 盘旋的操纵原理 6.6 侧滑对盘旋的影响 6.7 螺旋桨副作用对盘旋的影响 6.8 盘旋相关机动飞行简介 飞行原理/CAFUC 6.3 盘旋性能 第六章第21页 6.3.1 盘旋速度、拉力、功率、半径与时间 为保持高度不变，由盘旋运动方程可得   cos 2 W  Lcos  C 1 V 2S  L y L V V n C S V W 0 0 cos 1 cos  2      ① 盘旋所需速度 0 V 0 V 结论： 同样迎角下，盘旋所需速度大于平飞所需速度， 是的y倍。n 第六章第22页 D y D C V S P P n P D C V S 0 0 2 0 2 cos 1 cos 1 2 1 2 1          ② 盘旋所需拉力 为保持速度不变，由盘旋运动方程可得 y n 结论： 同样迎角下，盘旋速度大，阻力大，拉力大，盘旋 所需拉力是平飞所需拉力的倍。 第六章第23页 ③ 盘旋所需功率 3 0 y 0 y 0 y N  PV  P n V n  N n 根据功率的定义可得 3y n 结论： 同样迎角下，盘旋速度大，拉力大，盘旋所需功率 是平飞所需功率的倍，比平飞所需功率大得多。 第六章第24页 ④ 盘旋半径      g tg V L V g L L V g W L R mV        2 2 2 2 sin cos sin sin 结论： 盘旋半径与速度平飞成正比，与坡度正切成反比。 由盘旋运动方程可得 第六章第25页 ⑤ 盘旋时间    tg V V g T R     2 2 结论： 盘旋时间与速度成正比，与坡度正切成反比。 盘旋一周的时间等于周长与速度之比，所以 第六章第26页 ⑥ 盘旋的角速度 标准速率转弯是以3/秒 的速率进行转弯，盘旋一 周所需的时间为2分钟。 盘旋中将转弯侧滑仪小 飞机翼尖对准标准速率转 弯标记即可。 V g tg T     2  . 结论：保持坡度，增大速度就减小了转弯角速度。 第六章第27页 ●速度恒定盘旋性能分析 速度恒定， 坡度增加盘旋 半径更小，角 速度更大。 第六章第28页 ●坡度恒定盘旋性能分析 坡度恒定， 速度减小盘旋 半径更小，角 速度更大。 第六章第29页 6.3.2 盘旋拉力曲线 盘旋拉力曲线是由盘旋所需拉力曲线和可用拉力曲 线组成的，由平飞所需拉力曲线和盘旋方程，即可得到 不同坡度盘旋的所需拉力曲线。 P (Kg) V (Km/h) P 可用额定 第六章第30页 ① 同一速度盘旋，坡度增加，迎角增加，盘旋的 所需拉力增大。 ② 同一迎角盘旋，坡度愈大，对应的所需速度和 所需拉力也愈大。 ③ 同一坡度盘旋，迎角增大，所需拉力先减后 增，最小阻力迎角处，所需拉力最小，但不同 坡度的Vmd不同。 ④ 坡度愈大，盘旋的可用速度范围愈小。 ⑤ 盘旋坡度越大，飞机的失速速度越大，最小阻 力速度越大。 ●盘旋拉力曲线分析 第六章第31页 6.3.3 极限盘旋性能 ① 飞机结构强度限制 ② 失速边界限制 ③ 发动机功率限制。 ●限制因素 第六章第32页 本章主要内容 飞行原理/CAFUC 6.1 盘旋中的作用力 6.2 飞机的载荷因数 6.3 盘旋性能 6.4 转弯中的侧滑与盘舵协调 6.5 盘旋的操纵原理 6.6 侧滑对盘旋的影响 6.7 螺旋桨副作用对盘旋的影响 6.8 盘旋相关机动飞行简介 飞行原理/CAFUC 6.4 转弯中的侧滑与盘舵协调 第六章第34页 侧滑角：相对气流和飞机对称面之间的夹角。 β 相对气 流方向 ●侧滑和侧滑角 第六章第35页 ① 飞行轨迹偏离飞机的对称 面，从操纵上讲主要是飞行 员只压盘或压盘过多所引 起，它形成内侧滑。 ② 飞机对称面偏离飞行轨迹， 从操纵上讲主要是飞行员只 蹬舵或舵量过大所造成的。 它形成外侧滑。 内侧滑（Slip） 外侧滑（Skid） 相对气流 相对气流 ●侧滑产生的原因 盘旋中，盘的作用是使飞机 带坡度，舵的作用是使飞机不产 生侧滑。 第六章第36页 ●侧滑仪的显示 外侧滑盘舵协调内侧滑 第六章第37页 ●内外侧滑相关视频 第六章第38页 本章主要内容 飞行原理/CAFUC 6.1 盘旋中的作用力 6.2 飞机的载荷因数 6.3 盘旋性能 6.4 转弯中的侧滑与盘舵协调 6.5 盘旋的操纵原理 6.6 侧滑对盘旋的影响 6.7 螺旋桨副作用对盘旋的影响 6.8 盘旋相关机动飞行简介 飞行原理/CAFUC 6.5 盘旋的操纵原理 第六章第40页 6.5.1 进入阶段的操纵原理 加油门并适当顶杆，以增大飞行速度，当速度增大至规定值， 手脚一致地向盘旋方向压盘蹬舵。压盘是为了使飞机带坡度，以 升力水平分力作为向心力，使飞机作曲线运动。蹬舵是为了使飞 机绕立轴偏转，避免产生侧滑。 在压盘的同时，需 要向后带杆以增大升 力，保持升力垂直分 力不变。 飞机快到预定坡 度时，应及时提前回 盘，使飞机稳定在预 定坡度。回盘应至中 立或过中立。同时相 应回舵保持无侧滑。 第六章第41页 加油门、顶杆，增大飞行速度至规定值，而后手脚 一致地向进入方向压盘蹬舵，同时逐渐带杆增大迎角 以保持高度，达到预定坡度前，回盘回舵。 ●进入阶段操纵原理总结 第六章第42页 6.5.2 盘旋稳定阶段的操纵原理 在稳定阶段，需要飞行员及时发现和修正各种偏差。 ① 保持高度 在保持坡度的前提下，用杆保持高度。 ② 保持速度 在保持坡度与高度的前提下，正确地使用杆和油 门保持速度。 ③ 随时消除侧滑 保持盘舵协调，不使飞机产生侧滑。 第六章第43页 ④ 盘旋中的盘舵量 盘量： 盘旋中，两翼相对气流速度不同，外翼升力大于内翼升力，需 反方向压盘修正。小坡度盘旋，盘一般在中立位置，大坡度盘 旋，压反盘的量增大，以保持坡度为准。 内侧翼尖 运动路径 外侧翼尖 运动路径 第六章第44页 舵量： 盘旋时，飞机绕立轴转动，产生盘旋反方向的方向阻转力 矩；同时两侧机翼阻力差也产生盘旋方向的反偏转力矩。需蹬 舵修正。 ④ 盘旋中的盘舵量 第六章第45页15度坡度标准转弯率正常盘旋仪表指示 以地平仪为中心，交叉扫视 其他仪表。 ⑤ 合理地进行注意力的分配 第六章第46页 ⑥ 正确的坐姿 第六章第47页 用杆保持好坡度和高度，用舵保持飞机不带侧滑， 用油门保持速度。杆、舵、油门三者正确的配合是做好 盘旋的关键。 ●保持阶段操纵原理总结 第六章第48页 6.5.3 改出阶段的操纵原理 向盘旋的反方向压盘，减小飞机坡度，同时向盘旋的反方向蹬 舵，逐渐制止飞机偏转；飞机坡度减小，升力垂直分力逐渐增大， 需逐渐向前顶杆 保持高度，同时 柔和收油门，保 持速度不变。当 飞机接近平飞状 态时，将盘和舵 回到中立位置。 第六章第49页 提前一定角度，向盘旋反方向手脚一致地压盘、蹬 舵，逐渐减小飞机坡度，并防止侧滑，随着坡度的减 小，向前顶杆，并收小油门，飞机接近平飞状态时，将 盘和舵回到中立，保持平飞。 ●改出阶段操纵原理总结 第六章第50页 6.5.4 风对盘旋的影响 稳定的风会使飞机随风飘移，改变飞机的地面轨迹。 第六章第51页 ●不同风向对盘旋的地面轨迹的影响 第六章第52页 ●风对盘旋坡度的影响 有顺风分量 时，地速增 加，盘旋半 径有增加趋 势，坡度应 该增加以保 持半径不 变。顺风分 量最大时， 盘旋坡度最 大。 逆风反之。 第六章第53页 本章主要内容 飞行原理/CAFUC 6.1 盘旋中的作用力 6.2 飞机的载荷因数 6.3 盘旋性能 6.4 转弯中的侧滑与盘舵协调 6.5 盘旋的操纵原理 6.6 侧滑对盘旋的影响 6.7 螺旋桨副作用对盘旋的影响 6.8 盘旋相关机动飞行简介 飞行原理/CAFUC 协调转弯外侧滑内侧滑 6.6 侧滑对盘旋的影响 第六章第55页 外侧滑侧力向内，其垂直分力使盘旋高度降低，水平分力使盘 旋半径减小。侧滑导致的两翼升力差促使飞机坡度增加。 内侧滑侧力向外，其垂直分力将使盘旋高度增加，水平分力 使盘旋半径增大。侧滑导致的两翼升力差促使飞机坡度减小。 ●侧滑对盘旋的影响 第六章第56页 ●盘旋过程中的侧滑指示 外侧滑盘舵协调内侧滑 结论： 应在坡度正确的前提下修正侧滑。左侧滑蹬左舵，右侧滑蹬右舵。 第六章第57页 本章主要内容 飞行原理/CAFUC 6.1 盘旋中的作用力 6.2 飞机的载荷因数 6.3 盘旋性能 6.4 转弯中的侧滑与盘舵协调 6.5 盘旋的操纵原理 6.6 侧滑对盘旋的影响 6.7 螺旋桨副作用对盘旋的影响 6.8 盘旋相关机动飞行简介 飞行原理/CAFUC 6.7 螺旋桨副作用对盘旋的影响 第六章第59页 螺旋桨副作用导致左右盘旋的盘舵量不同，盘旋坡 度越大，盘舵量差异越明显。以右转桨为例： 第六章第60页 飞机旋转角速度较小，进动作用不大，加油门 引起的反作用力矩和滑流扭转力矩较明显，飞机有 左滚和左偏趋势。故进入右盘旋的盘舵量相对较 大，进入左盘旋的盘舵量相对较小。 ① 进入阶段 第六章第61页 飞机保持恒定的旋转角速度，进动作用较明显。 右盘旋中，进动使机头垂直下移，产生外侧滑，导致 坡度增大。因此，左右盘旋舵量不同。 ② 稳定阶段 第六章第62页 收油门使反作用力矩和滑流扭转力矩减弱，飞机 有右滚和右偏趋势。因此，改出右盘旋，盘舵量稍 大，而改出左盘旋，盘舵量稍小。 ③ 改出阶段 第六章第63页 本章主要内容 飞行原理/CAFUC 6.1 盘旋中的作用力 6.2 飞机的载荷因数 6.3 盘旋性能 6.4 转弯中的侧滑与盘舵协调 6.5 盘旋的操纵原理 6.6 侧滑对盘旋的影响 6.7 螺旋桨副作用对盘旋的影响 6.8 盘旋相关机动飞行简介 飞行原理/CAFUC 6.8 盘旋相关机动飞行简介 第六章第65页 为了提高飞行员的基本驾驶术，训练飞行中还广泛使 用各种机动飞行。这些机动飞行基本上都与盘旋有关。 第六章第66页 6.8.1 S形转弯 第六章第67页 6.8.2 懒八字（Lazy Eight） 第六章第68页 ●懒八字（Lazy Eight） 第六章第69页 6.8.3 急上升转弯（Chandelle） 第六章第70页 6.8.4 大坡度螺旋下降（Steep Spiral） 第六章第71页 本章小结 飞行原理/CAFUC  盘旋的运动方程  载荷因数的定义和不同飞行状态的载荷因数  盘旋速度、拉力、功率、半径、时间与角速度  盘旋拉力曲线和分析结论  转弯中侧滑产生的原因  盘旋的三个阶段及操纵原理  螺旋桨副作用对盘旋的影响

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