Hmax
动升限
动升限Hmax.d： 飞机通过跃升
所能达到的最大 高度
M
俯冲性能
dV P Q mg sin
dt
m
Y mg cos
当 P-Q-mgsin0 时，飞机 达到最大速度，这个速度 称为俯冲极限速度Vjx
Vjx
2(P mg sin ) Cx S
Y
-Gsin <0
P V/x
Q 水平线
sin P P 1
G GK
常见飞机推重比
Mig-15 0.53
Mig-21/J-7 0.77
Mig-29 1.1
Su-27
1.4/空战 1.14/起飞
F-86
0.375
F-4
0.81
F-15
1.19
F-16A F-22
1.03 1.41/空战 1.17/起飞
飞机推重比发动机推重比
第二代飞机发动机响应时间 大约7～9s
cos )
ny
Y G
法向过载
俯冲改出段
1 dV sin d
V
ny cos
V
V1
ny cos1
ny 1
H V 2 V12
P=Q
2g
V12 [(ny cos1 )2 1]
2g ny 1
假设改出段的法向过载保持不变
从(V1,1)积分到(V, )
J-7:
V1=338m/s , 1=-90 ny=6: H=2565m ny=8: H=1784m
飞行员的感觉
➢ 定直平飞时，飞行员与座椅之间的压力为G1 ； ➢ 拉升时，飞行员所受重力为nyG1 ； ➢ 座椅给飞行员提供的支承力nyG1 ； ➢ 飞行员感觉被压在座椅上； ➢ 当ny>1，血液涌向下肢，会造成大脑缺血，当ny继续增
大，视网膜缺血，造成黑视； ➢ ny<1，会造成红视，红视比黑视更危险； ➢ 短时间飞行过程中，飞行员能承受的8左右的过载； ➢ 过载过大，可能会使结构遭到破坏。
拉杆 平尾偏转 飞机抬头 增大
限制
限制
ny
max
Cy
max
V 2S
2G
Cy增大
Y增大 ny增大
盘旋的限制条件
1. 人的生理条件及飞机结构强度的限制 2. 迎角及平尾偏角的限制 3. 满油门可用推力的限制
当以上三个条件达到时，称为极限盘旋状态。
极限盘旋的计算
Pmax
Q
3 推力限制
Cx
Cy
Y
ny
Cymax
平飞加减速性能
Y mg
m
dV dt
PQ
P
t V2 m dV
V1 P Q
数值积分法 图解积分法
J-7: H=5km t=40.3s , L=13.5km
平飞加减速性能分析
dV P Q g( P Q ) g( P 1 )
dt m
GY
GK
P 推重比 G 飞机加速能力由推重比与升阻比决定
第二代战斗机
➢ 三角翼、后掠翼 ➢ 武器：第一代空空导弹 ➢ 作战方式：视距内、尾
后攻击
➢ 二倍音速（高空高速）
传统飞机作战方式
第三代战斗机
➢ 布局：翼身融合、边条 ➢ 武器：近距、超视距空
空导弹
➢ 作战方式：格斗、超视
距空战
➢ 高机动性（失速迎角前
无忧虑机动）
现代飞机的作战方式
空战机动
现代飞机的作战方式Gc源自sG俯冲极限速度俯冲改出段
V1,1
R
弧线
m
dV dt
P Q mg
sin
m
V2 R
Y
mg
cos
几何关系
R ds / d
ds Vdt
运动关系
俯冲改出段
dV dt
(P Q mg sin ) / m
d
dt
g V
(Y G
cos )
dV dt
g sin
d
dt
g V
(ny
盘旋过程受力分析
Ycoss s
Y Ysins
PQ
Y cos s G
mV2 R
Y
sin s
铅垂方向 水平方向
G
盘旋半径与盘旋时间
Y cos s G
ny
Y G
1
cos s
T 2R 2V
V
g
n
2 y
1
mV2 R
Y
sin s
R V2
V2
gny sin s g n2y 1
盘旋的限制条件
1. 人的生理条件及飞机结构强度的限制 2. 迎角及平尾偏角的限制
抗荷服
Kh-7抗荷服
侧向过载
nz
筋斗
水平面内的机动
盘旋
• 盘旋：飞机连续改变方向，而高度保持不变； • 转弯：航向改变小于360； • 定常盘旋：盘旋过程中，飞行状态保持不变（除航
向）； • 正常盘旋：侧滑角为0的定常盘旋。
盘旋参数
• 盘旋半径
t1
• 盘旋一周所需要的时间
t2
t2 t1
减速板
H1,V1
跃升
进入段
H2,V2 退出段
跃升性能
能量法：假设跃升过程中P=Q，机械能保持不变
mgH1
1 2
mV12
mgH2
1 2
mV22
H
H2
H1
1 2
(V12
V22 )
H2max
H1
V2 1m in 2g
V2 2 m in 2g
E1m ax V22m in mg 2g
Hmax.d H
有哪些机动？
• 常规机动
• 过失速机动
– 平飞加减速
– 眼镜蛇
– 盘旋
– 尾冲
– 筋斗
– 赫伯斯特
– 斜筋斗
– 过失速筋斗
– 半筋斗
– ……
– 半滚倒转
– 战斗转弯（上升转弯）
– ……
高 Yo-Yo
低 Yo-Yo
桶滚
半筋斗
眼镜蛇机动
Su-30MKK
什么是机动性？
• 飞机改变飞行高度、飞行速度、飞行方 向的能力
过载／Load factor
• 过载n：飞机除重力之外
的合力与重力的比值
Y
• 过载分量
x
P
– 法向过载：ny＝Y/G
– 切向过载：nx ＝(P-Q)/G
V
水平线
– 侧向过载：nz ＝Z/G
• 定直平飞时：
Q
G
ny＝1 nx ＝0 nz ＝0
过载的产生
Y
x
P
Cy
V
Y
V
水平线
Q
ny
V2
G
R g(ny 1)
2 平尾偏角 及迎角限制
nymax 1 过载限制
极限盘旋过载
ny
平尾偏角及 迎角限制
过载限制 推力限制
V
非定常盘旋
转弯角速率 最大Cy
最大ny
退出盘旋
平飞加减速性能
• 条件：
– 水平直线飞行
• 指标：
– 亚音速飞机：从0.7Vmax加速到0.97Vmax – 亚音速飞机：从Vmax减速到0.7Vmax – 超音速飞机：从Vks到0.95Vmax之间
• 操纵：
– 加速：最大油门，最小阻力状态，高度保持不变 – 减速：最小油门，最大阻力状态（放减速板），保持高度
机动飞行性能
一些方向的定义
轴向／切向 航向（转动） 侧向
一些方向的定义
法向
轴向
纵向（转动） 切向（速度方向）
一些方向的定义
法向 横向（转动） 侧向
飞机如何机动?—纵向
飞机如何机动?—横航向
机动平面
第一代战斗机
➢ 多采用后掠翼布局 ➢ 武器以航炮为主 ➢ 作战方式以尾后攻击为主 ➢ 高亚音速或超音速