什么是飞机飞行性能?

[拼音]：feiji feixing xingneng

[外文]：aircraft performance

描述飞机质心运动规律的诸参数，包括飞机的速度、高度、航程、航时、起飞、着陆和机动飞行等性能。飞机作定常（加速度为零）直线运动时的性能称为基本飞行性能，包括最大水平飞行速度、最小水平飞行速度、爬升率、升限和上升时间等。

在一定飞行高度上，飞机所能达到的最大定常水平飞行速度，常用马赫数表示，是飞机的重要性能指标之一，对军用飞机尤为重要。飞机飞行所受的外力(图1 )有升力Y、阻力Q、发动机推力P和重力G，V为飞行速度，θ为航迹倾角。定常水平飞行（简称平飞）时，θ＝0°。当发动机的安装角很小时，可认为推力与阻力作用在一条直线上，这时推力与阻力平衡，即P＝Q;升力和重力平衡，即Y=G。为确定最大水平飞行速度，可用作图法，作出在一定飞行高度上发动机满油门可用推力与速度的关系曲线和平飞阻力与速度的关系曲线。与两曲线在右方的交点相对应的速度，就是这一高度的最大水平飞行速度(Vmax)（图2）。飞机在巡航(可持续进行的速度、高度等参数基本不变的一种比较经济的飞行状态)时的速度称巡航速度，常为最大水平飞行速度的70％～80％。

在一定飞行高度上能维持飞机定常水平飞行的最小速度。Vmin越小，飞机的起飞、着陆和盘旋性能越好。按Y＝G的条件可以得出

式中Cy为飞机的升力系数（见空气动力特性），ρ 为空气密度，S为机翼面积。当迎角达临界值时，升力系数最大值Cymax，对应的最小速度为

这个关系式表明升力系数取值不同便可得到不同的最小速度，Cymax的值越大，可使Vmin的值越小。但一般在飞行中并不使升力系数达到Cymax，而是略小于此值就不再降低速度，以避免失速。实际上，当Cy达到比Cymax小的某一值时就会出现不希望的抖振现象，预示飞机即将失速。为了安全，通常用这时的升力系数来确定Vmin。这是按Y＝G的条件来确定最小速度。而维持等速平飞的条件除Y＝G外，还需要P＝Q。因此，在高空发动机推力大大降低的情况下，最小速度还受到发动机推力的限制。由最小水平飞行速度到最大水平飞行速度的间隔，称为飞机的飞行速度范围。

在一定的飞行重量和一定的发动机工作状态下，飞机在单位时间内上升的高度。在定常水平飞行中推力等于阻力(假设飞行航迹与推力同一方向)，通常在 Vmin与Vmax之间发动机的推力除了克服定常水平飞行的阻力外，还有一部分剩余推力(ΔP＝P-Q)，可用以爬升。剩余推力达最大值时，航迹倾角θ也达到最大值。当ΔP与V之积达到最大值时，可以得到最大爬升率。不同飞行高度的最大爬升率和最大航迹倾角是不同的。提高最大爬升率可以使飞机迅速上升到所需要的或有利的高度，这对战斗机尤为重要。为此，除设法减小阻力和降低飞机重量外，重要的措施是加大推力。

飞机能进行平飞的最大飞行高度，有理论升限与实用升限两个概念。理论升限是飞机能维持等速平飞的最大高度，在此高度上飞机只能以唯一的速度作等速平飞。随着高度的增加，剩余推力越来越小，最大爬升率也随之变小渐至为零，所以要达到爬升率为零的高度所需要的时间将为无穷大，因此用定常直线上升的办法实际上达不到这样的高度，故称这一高度为理论升限。在实践中规定最大爬升率略大于零的某一定值（对喷气飞机通常取5米/秒）所对应的高度为实用升限。对战斗机来说，升限高有由高度优势用俯冲的办法转为速度优势的可能，对于轰炸机和侦察机则易于避免地面炮火的攻击。除理论升限和实用升限外还有动升限，它是飞机通过跃升（见机动飞行）动作所能达到的最大高度。动升限大于理论升限，但飞机在动升限上不能维持直线平飞。

飞机从一个高度爬升到另一高度所需的时间。在爬升过程中采用相应高度的最大爬升率，便可得到最短的上升时间。由于最大爬升率随高度增加而下降，所以高度越高，爬升单位高度所需要的时间就越长。