飛行時的外載荷及其平衡方程載荷因數(shù)主講人：徐峰《飛行原理》目錄contents01.飛行時的外載荷及其平衡方程02.載荷因數(shù)飛行時的外載荷及其平衡方程飛行時的外載荷及其平衡方程飛行中,作用在飛機上的外載荷有飛機重力W、空氣動力(氣動升力L、氣動阻力D、側(cè)向氣動力Z)和發(fā)動機推力P。外載荷組成平衡力系的條件是:外載荷的合力等于零，飛機在空中運動的自由度有六個,所以，作用在飛機上的外載荷達到平衡狀態(tài)就應滿足六個平衡方程，如圖所示。平衡方程飛行時的外載荷及其平衡方程如圖所示，當飛機在某一高度做水平勻速的巡航飛行，作用在飛機上的外載荷：飛機重力W、氣動升力L、氣動阻力D和發(fā)動機推力P是一個平衡力系，滿足以下六個平衡方程。飛機水平直線勻速飛行時，作用在飛機上外載荷的平衡關(guān)系飛行時的外載荷及其平衡方程如圖所示為飛機進行俯沖拉起時的受力情況。在拉起過程中，飛機以速度υ沿半徑為R的圓形軌跡做圓周運動，飛機飛行速度的大小雖然不變,但速度的方向卻在不斷地變化，所以，飛機俯沖拉起的運動是一個變速運動。運動速度方向的改變,說明在它的運動過程中存在向心加速度。俯沖拉起時的受載情況飛行時的外載荷及其平衡方程它的向心加速度為an=υ2/R。迫使飛機產(chǎn)生向心加速度的向心力F。等于飛機的質(zhì)量和向心加速度的乘積,方向沿Y,指向圓形軌跡的中心，即：

Fn=m×an=(W/g)×(υ2/R)由于飛機進行變速運動,在Y軸方向上存在加速度,升力L不再和重力W在Y方向上的分量Wcosθ平衡。除了克服重力在Y方向的分量外,還要為飛機的變速運動提供向心力。這樣可以得出:L=Wcosθ+(W/g)×(υ2/R)=W(cosθ+υ2/gR)式中：θ為2飛行速度矢量與水平線之間的夾角。飛行時的外載荷及其平衡方程當飛機由平飛進人俯沖時，是沿外凸的曲線作變速運動。如圖所示。在這種運動狀態(tài)下,為飛機曲線飛行提供向心力的是飛機重力在Y軸方向上的分量Wcosθ,重力在Y軸上的分量Wcosθ除了為飛機的曲線飛行提供向心力外,還要平衡升力L。得出升力和飛機重力之間的關(guān)系是:進入俯沖情況L=Wcosθ-(W/g)×(υ2/R)=W(cosθ-υ2/gR)荷載因數(shù)載荷因數(shù)除了飛機的重力外，作用在機體上的其它外載荷沿飛機機體坐標軸方向的分量與飛機重力之比稱為飛機在該方向的載荷因數(shù)，分別用nynxnz來表示。字母n的下標表示過載的方向。根據(jù)荷載因數(shù)的定義，ny應等于升力與飛機重力之比，即：ny=L/W荷載因數(shù)是為了說明各種飛行狀態(tài)下飛機的受力情況，而引入的一個無量綱的系數(shù)，也稱為飛機的過載，用字母n來表示。飛機升力L飛機重力w荷載因數(shù)飛機平飛時,Lo=W,所以,ny=1;而當飛機作俯沖拉起時，飛機的升力除了克服飛機的重力外,還要提供飛機做曲線運動的向心力，飛機的升力可以達到飛機重力的幾倍。這時過載ny是一個比1大得多的正值。當飛機進入俯沖時,升力L要比飛機重力W小,或者指向機體立軸的負方向。載荷因數(shù)ny小于1或為負值。除此之外，飛機在機動飛行中，比如進入俯沖、俯沖拉起、水平轉(zhuǎn)彎等，駕駛員操縱飛機使飛機的升力發(fā)生變化產(chǎn)生的過載稱為機動過載。飛機在飛行中遇到陣風，特別是垂直陣風，使飛機的飛行速度和迎角改變也會造成飛機升力的變化，這時