飞行中的推力分析

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1、飞行中的推力分析安装在发动机节上的应变式传感器直接应用到机身测力（安装节推力），因此，衡量一个发动机，主要是净推力而不是总推力。不幸的是，由于不论以何种方式计算推进力，净推力，正如它定义的那样，并不总是与发动机安装节上的应用力，特别是在高速飞行时。为了直接测量得到净推力或总推力，考虑并将所有直接作用于发动机的重要的力计算在内，因此，将这些有直接价值的力合起来是需要的。图17示出了，在F-15战机中，作用在已安装的发动机上的一系列典型的力。假设这次试验的目的是计算总推力，依据如图17所示的力显然需要几个假设，因为有许多力是不可估

2、测的，或不能用ACTIVE项目仪表式的测量。例如，连接器的阻力和飞机界面摩擦力都是未知的，然而可以采取一些措施，以尽量减少其影响，使他们可以假定等于0磅。特别地，提供机体与电机连接的电缆和管道的自由运动使连接器阻力最小化。F-15ACTIVE飞机具有独特的背带系统，用于加固飞机密封在尾部的静态结构的喷气口的钛合金襟翼。该系统被认为是在设备和在本节后面讨论的简化总推力计算的环境压力间提供一个均衡的分布。没有简单的步骤可以用来确保消除入口密封反应，但考虑纵向变形和热膨胀的发动机，密封件的设计应适应的最低限度为0.25英寸。在没有其

3、他办法情况下，入口密封反应因此假定等于0磅。下面将要讨论的，一些证据表明存在非常高的总推力的情况可能会导致不可忽视的入口密封反应，但只有在最大（全增大）功率下飞行包线的一小部分。在使用的是飞机制造商的飞机发动机安装效果模型的F-15飞机情况下，喷气口阻力本质上是一种不可估测的通常计算力。安装效果模型也计算诸如发动机引气和马力提取等变量。然而，该模型提出了大型的计算增加了本身负担，其使用与减少复杂性推力的计算的思想，输入测得的数据或在飞机上显示实时数据的目标是不相符的。为方便起见，喷气口阻力是可以忽略的因素，因为在飞行包线上大部

4、分情况是增强动力的。然而，与在军用（最大非扩张）功率和更小的喷气口配置下，当速度接近1马赫时喷气口阻力戏剧性地急剧上升。但是，随着速度的增加，总推力也迅速上升，所以忽略喷气口阻力的影响将以最小化的百分数形式表现出来。使用此效果考虑，此分析中喷气口阻力假定等于到0磅。这种假设的影响将被“结果和讨论”一节中详细讨论。总推力计算其余部分的力是不可忽略的，然而，这些力信息都可以从F-15ACTIVE飞机的使用仪器数据流中计算出来的，因此，总推力现在将根据在发动机安装节上的轴向力应变计测量出来。总结如图17所示的力和忽视这些上面部分中假

5、设为零的力，下面的等式的结果：其中Fgross是总推力，Fmount是以发动机的轴向力测量计为基础的压力，Fram是发动机进气口平面冲击阻力项引起发动机进气流冲力，Ffacebody为发动机的表面面阻力所造成的流动压力，Fbodypressure是所得发动机尾部向前投影面积上的作用力并且包括周围环境压力的影响和发动机托架的压力。所有的力衡量单位都是磅。简化的假设解释过投影面积的入口面作用力和喷气口的压力相互抵消，发动机托架压力等于环境压力。由于这一假设，表面和机体（环境）的压力相互抵消，在F100系列发动机中，Ainlet，暴

6、露的发动机入口面横截面面积等于951.0平方英寸。环境压力P0，是可从飞机数据流中得知的一种位置校正的测量值。发动机进气口的静态压力P2，可从IDEEC计算机中做一种生产输出值，并是来自发动机的鼻锥探针的空间平均测量值。根据P0和P2现在是已知的，下面的等式可以构造：其中入口的横截面面积的测量单位是平方英寸，压力计量单位当然是磅/平方英寸。发动机进气口平面冲击阻力项，Fram，现在在式（1）右侧仍旧是未知变量。这个变量用真正的发动机入口质量流量，单位为磅/秒与发动机入口面速度，英尺/秒为单位相乘计算（下式中所示），从IDEEC

7、中使用输出参数这两个可以推导出如下图所示的公式。发动机质量流量在IDEEC内计算，因为在调度和稳定性设计中发动机质量流量是一个重要参数。然而，发动机的质量流量是来自IDEEC的在发动机校正格式配置中的输出值，并且必须被转换成真进口质量流量是用于该应用。这转换如下面的公式中所示：其中，WACC是IDEEC估计校正的质量流量以磅/秒为单位测量，Pt2是IDEEC的估计的发动机进气道总压，单位磅/平方英寸，当然Tt2也是可从IDEEC中测得的发动机入口合计温度，单位是°F。最后，根据标准大气计算以下两个所示的动态关系方程。首先，在其

8、中Vsonic是发动机入口声速，单位英尺/秒，M2是传入气流的马赫数。通过扩展这些项和使用适当的气体常数和用于空气的比热容比，以下方程可以导出：其中发动机的入口平面的速度现在完全是用先前定义的项表示。请注意，在式（6）和式（4）还有式（3）中，Tt2项取消。在式（1）中目前已