在飞机设计中,一般常用过载来评定飞机的机动性。飞机的过载(或过载系数)是指飞机所受除重力之外的外力总和与飞机重量之比。除特殊情况外,一般只考虑垂直方向上的过载。垂直方向上的过载可以表示为飞机升力Y与飞机重量G的比值,即
飞机机动性设计要求越高,过载ny就要求越大。高机动性要求的飞机,过载可高达9左右,因此要求飞机结构应能够承受相应的载荷。 一架飞机的机动性与推重比有关
为了提高飞机的机动性,就必须在最短的时间内改变飞机的运动状态,为此就要给飞机尽量大的气动力以造成尽量大的加速度。因此可以说,飞机所能承受的过载越大,机动性就越好。
为了实现更大的机动性,人们通过不懈的努力,通过使用推力矢量技术等途径,已经能够克服失速迎角的限制,进行过失速机动。例如眼镜蛇机动、钟摆机动、钩子机动、榔头机动、赫布斯特机动。[2]
飞机在每次飞行时,都必须经历加速和减速的飞行过程。例如,飞机起飞阶段的加速滑跑和中断起飞时的加速停止过程;起飞爬升第三段平飞加速段;航路爬升结束后由爬升速度加速到巡航速度的过程,以及空中交通管制中常用的让飞机做加、减速平飞来调整间隔等,都属于飞机速度机动性的研究范畴。通常情况下,飞机的加、减速过程,需要经过一定的距离和时间,也需要消耗一定量的燃油。[3]
平飞加速和减速性能反映飞机改变飞行速度的能力。平飞时增加或减小一定的速度所需的时间越短,则速度机动性能越好。对于亚音速飞机,一般采用从0.7Vmax加速到0.97Vmax的时间作为加速性能指标;把从减速到0.7Vmax的时间作为减速性能指标。[3]
提高飞机的加速能力可通过减小飞机重量,增大发动机的推力,提高飞机的升阻比等途径来实现。此外,对于喷气式发动机而言,由于压气机及涡轮等部件的转动惯量较大,发动机由小转速加速到大转速大约需要8s左右的时间,如果可以设法减小这一增加转速的所需时间,亦可改善飞机的加速性能。[3]
在飞机需要快速灭速时,为改机的减速性能,应尽量收小油门,减小发动机推力,同时可打开减速板或扰流板。
高度机动性反映的是飞机改变一定飞行高度的能力。通常把高度机动性与速度机动性结合在一起,统称为飞机在铅垂面内的机动飞行性能。
需要说明的是,飞机在正常的航路爬升和下降的飞行过程中,飞行高度虽然也随着飞行时间的变化而变化,但此时,飞行速度变化率和飞行航迹角变化率相对较小,因而被归入“准定常”飞行范畴。[3]