董新民, 陈勇

(空军工程大学 航空航天工程学院, 陕西 西安 710038)

飞机等表速运动方程与稳态爬升参数计算

董新民, 陈勇

(空军工程大学 航空航天工程学院, 陕西 西安 710038)

为了揭示等表速飞行的内在机理,建立了飞机等表速运动方程,提出了等表速爬升运动参数计算方法。对比等表速和等真空速爬升公式,提出了功率因子的概念,以反映飞机等表速与等真空速爬升所需单位剩余功率之间的关系。针对等表速等推力、等表速等梯度、等表速等升降速度3种典型爬升方式,应用飞机等表速运动方程给出了稳态运动参数计算方法。计算结果表明,3种爬升方式均存在稳态爬升剖面,稳态运动参数与表速呈一一对应关系。

飞机运动方程; 等表速; 功率因子; 稳态爬升剖面

0 引言

等表速爬升是飞机航线飞行中最常见的飞行动作[1-2]。等表速飞行能够确保飞机爬升升力不随高度变化,飞机姿态和轨迹易于控制,保证飞行安全。但目前飞机运动方程都是基于真空速建立的,给等表速运动的分析和计算带来了很大困难。国内外学者对飞机爬升性能及相关参数计算进行了深入研究[2-5]。美国空军飞行动力实验室总结了飞机起飞、爬升、巡航、转弯、下降和着陆等全飞行剖面运动参数的计算方法[6]。文献[7]建立了无人机巡航、爬升和下滑的轨迹优化模型。文献[8]以最短时间为指标,研究了大型军用运输机纵向飞行剖面的高度、速度和等效能量变化规律。文献[9-10]基于能耗最低、时间最短等指标研究了飞机爬升轨迹优化问题。……