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飞机机动性的描述中的G是什么意思?

归档日期:08-03       文本归类:机动性      文章编辑:爱尚语录

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  我们可以通过这个公式看出一些我们有用的关系。从这个公式我们看出来升力与速度是平方倍数关系,知道这个关系有什么用?用处大极了。我们知道苏27飞机的最小平飞速度为200公里/小时,也就是说在这个速度下苏27能够产生等同于它自身重量的升力,升力与重量相比为1,苏27这时候只能以1G的过载老老实实地平飞。当它的速度达到400公里/小时,它的速度增加了(400/200=2)两倍,我们再用上述的关系来计算,2的平方为4,苏27在400公里/小时的时候可以产生4倍于自身重量的升力,或者叫有4G的可用过载,我们也就可以知道,苏27在400公里/小时做眼镜蛇机动时的最大过载也就是4个G。再继续,苏27飞在600公里/小时的时候,(600/200=3)速度增加了3倍,再套用这个平方关系,苏27在600公里/小时的时候可以产生9倍于自身重量的升力,苏27这时可以飞出9个G的过载。我们再来看看角点速度的概念:最大过载出现的最小速度,苏27在600公里/小时的时候刚刚能飞出9G,于是我们又知道了苏27的角点速度是600公里。再小的速度,苏27飞不出9G,再快的速度,对不起,苏27最大过载限制在9个G,无论是飞机还是飞行员都不可能承受大于9G的过载,机载计算机开始限制飞机的功角了。以后如果有人再问:苏27在500公里/小时的时候是个什么性能?现在你就能算出它在这时候的最大可用过载,有了过载、有了速度,你就能算出它在这个时候的转弯速率和转弯半径了。

  在物体圆周运动中,与物体运动方向一致或相反的力叫做切向力,与物体运动方向一致或相反的力与物体质量的比值叫切向过载。与物体运动方向垂直的力叫法向力,与物体运动方向垂直的力与物体质量的比值叫法向过载。所以,飞机的推力是切向力,阻力也是切向力。重力有时是切向力,有时是法向力,当飞机垂直上升或下降时它是切向力,当飞机平飞时,它是法向力。飞机的升力总是法向力。飞机的升力与重量的比值为法向过载,当法向过载大于1时,飞机就向升力方向转弯或爬升。过载越大,转弯或爬升的越快。

  飞机的飞行高度可以用飞机所具有的势能来表达,而飞机所具有的飞行速度则反映飞机所具有的动能,飞机在瞬时所具有的总机械能可以用以下公式计算:

  上述公式只反映了飞机在瞬间所具有的机械能,最多反映两架飞机在同一时间的初始能量,而飞机其后改变其能量的能量机动能力用单位剩余功率表示

  苏27飞机飞在2.35马赫时,产生的总阻力=其最大推力,两者相减,单位剩余功率为0,所以苏27再也没有加速能力。苏27飞机在某一速度下做最大推力的水平盘旋,飞行员向后拉杆使飞机产生功角,功角既产生升力也产生阻力,所产生的升力与其重量相比为法向过载,决定着飞机的转弯速率和转弯半径,所产生的升至阻力与该速度下的零升阻力相加,当小于推力时,飞机就会加速。当大于推力时,飞机就会减速。当等于推力时,飞机就会做定常盘旋(匀速水平盘旋)。做好水平盘旋的关键就是掌握好这个拉杆量。

  比如:在LockOn1.1中,F-15在500公里/小时做定常盘旋,所产生的过载是5G,把速度和G值代入上述公式可以得出,F-15在500公里/小时的定常盘旋转弯速率为19.8度/秒。苏27在500公里/小时的定常盘旋所产生的过载为4.7G。代入上述公式得出,苏27在500公里/小时的定常盘旋转弯速率为18.5度/秒。说明F-15在这个速度段做定常盘旋比苏27有优势,所以F-15要想方设法把苏27带入这种姿态。

  在不考虑黑视的情况下,假设飞机都是以9G转弯,我们分别用700公里/小时和800公里/小时来计算一下两个速度下的转弯速率。分别是25.8度/秒和22.6度/秒,700公里/小时的比800公里/小时的还要快。说明在同样过载的情况下,速度是越小越好。

  一架现代战斗机,最大过载也就是9个G了,飞的再快也不可能超过,所以,不要在超过出现9G的最小速度以上速度做机动。这个速度就是角点速度。对于F-15来说,假如F-15最小平飞速度是230公里/小时,3的平方为9,230公里/小时*3=690公里/小时。F-15的角点速度是690公里/小时。大于这个速度的飞行,其机头指向能力将反而下降。

  当然,在上述公式中,我们也可以看出在同样速度下,过载是越大越好,这是显而易见的道理,我们就不再做论证了。

  注意一下铅锤面公式中的爬升角函数值,当爬升角为0时(平飞),函数值为1。当飞机90度上升或者270度下降时,函数值为零。当飞机爬升至180度顶点准备倒扣时,函数值为-1。法向过载-(-1)就是加上1,所以,同样过载的情况下,从上面倒扣下来的飞机总是比抬头向上的飞机先指向对方。想像一下,当双方缠斗到速度都只有两、三百公里,可用过载都只有2-3G时,加1、减1此消彼长的差距有多么的大?所以高度是多么重要啊!越是速度慢,高度优势体现的越明显。

  飞机的空间机动性用飞机的转弯半径来表示,代表着飞机改变其空间位置的能力。

  从上述公式中可以看出,速度和转弯半径是平方倍数关系,速度增加,转弯半径以平方倍数增加。所以,在同样过载的情况下,速度是越小越好。但是千万要注意:过载也是由速度产生,速度小了,可用过载也就小了。飞在350公里/小时的苏27,其可用过载为3个G[(350/200)的平方],飞在400公里/小时的苏27其可用过载为4个G[(400/200)的平方]。分别代入上述公式发现,350的转弯半径是341米,而400的是325米。说明速度不是影响转弯半径的唯一因素。考虑转弯半径、转弯速率和黑视效果,一般飞在400-500公里/小时的飞机,其机动能力是比较中和的。

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