時(shí)間:2017-08-30 14:36來源:藍(lán)天飛行翻譯公司 作者:民航翻譯 點(diǎn)擊:次
To view this page ensure that Adobe Flash Player version 9.0.124 or greater is installed. 那么對于滾轉(zhuǎn)比例系數(shù) 來說,雖然 可以很好的描述尾渦對后機(jī)的影響作用,也簡化了尾渦危險(xiǎn)遭遇模型的分析,但是 取值的確定卻比較困難;在模型分析中采用了 =1的理想情況,這在實(shí)際飛行中是不可能做到的,因?yàn)榇藭r(shí)要求飛行員的反應(yīng)時(shí)間為零,而且也僅僅只是能夠控制住飛機(jī)不再滾轉(zhuǎn),飛機(jī)仍然處于臨界危險(xiǎn)狀態(tài),所以必須要保證有相當(dāng)?shù)陌踩6龋?的取值只能是小于1的數(shù);而且只有通過大量飛行試驗(yàn)以及模擬機(jī)實(shí)驗(yàn)才可以比較好的確定 的安全取值;各種不同機(jī)型可能會(huì)略有差異。一般來講,進(jìn)行理論分析計(jì)算時(shí),考慮到要留給飛行員足夠的控制恢復(fù)能力,滾轉(zhuǎn)比例系數(shù) 取0.50應(yīng)當(dāng)是比較合適的。
4.2 尾渦消散模型
在尾流的形成及對飛機(jī)安全的影響中曾經(jīng)提到過,經(jīng)過對尾渦持續(xù)和消散現(xiàn)象的長期觀察發(fā)現(xiàn)尾渦形成及消散的一個(gè)重要特征:尾渦在形成后一段時(shí)間內(nèi)會(huì)維持其初始強(qiáng)度大小幾乎不變,然后以很快的速度消散;這是由于尾渦本身是一個(gè)不穩(wěn)定的流場結(jié)構(gòu),再加上近地面層、湍流的影響等因素導(dǎo)致這種情況的出現(xiàn)。同時(shí),影響尾渦持續(xù)強(qiáng)度和時(shí)間的參數(shù)很多,包括機(jī)型參數(shù)(翼展、機(jī)重、構(gòu)型、發(fā)動(dòng)機(jī)的位置等等),氣象參數(shù)(風(fēng)速、大氣溫度梯度、氣壓等等)以及消散過程(是渦流連接消散、渦流迸裂消散還是湍流消散)等;即使對每種機(jī)型每次進(jìn)近時(shí)的前面兩種參數(shù)可以準(zhǔn)確的測量,尾渦消散過程的方式仍然是隨機(jī)的發(fā)生,因此采用概率論的方法來研究和分析尾渦消散是比較合適的。
Greene 在1986年提出的近似的尾渦消散理論模型相當(dāng)復(fù)雜,它對中高空的尾渦消散進(jìn)行了較為精確的建模,主要是考慮了大氣分層的效應(yīng)、雷諾數(shù)以及大氣湍流的影響,但沒有把近地面層效應(yīng)包括在內(nèi);所以如果將其應(yīng)用到進(jìn)近著陸階段時(shí)不是很適合,相反還不如一些統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)公式來得直接?紤]到與前面的危險(xiǎn)遭遇模型相結(jié)合,本文在這里采用了一種較為簡單直觀的經(jīng)驗(yàn)公式來描述尾渦消散的重要特性;
經(jīng)驗(yàn)公式表達(dá)如下:
時(shí) (4-18)
時(shí) (4-19)
其中: 表示尾渦的起始總強(qiáng)度,
表示在t時(shí)刻尾渦的總強(qiáng)度
t 表示尾渦的消散時(shí)間,
表示尾渦形成及消散至 時(shí),其尾渦總強(qiáng)度并未改變。
是尾渦的消散率,用來描述尾渦消散速度的快慢。
那么,(4-18)式表示在 時(shí)間內(nèi),尾渦的強(qiáng)度沒有發(fā)生改變,仍然等于起始總強(qiáng)度, (4-19)式則表示當(dāng)消散超過 時(shí)間時(shí),尾渦的總強(qiáng)度以消散率為n的指數(shù)形式迅速消散。
在這里,對于不同的機(jī)型來講,尾渦起始總強(qiáng)度 、維持強(qiáng)度時(shí)間 都有差異,而消散率 與機(jī)型的類別卻關(guān)系不大,主要與周圍大氣環(huán)境有關(guān)。
在空氣動(dòng)力學(xué)上,對于尾渦的起始總強(qiáng)度 有一個(gè)理論公式:
(4-20)
對于維持強(qiáng)度時(shí)間 而言,由于影響尾渦消散的隨機(jī)因素太多,因此將其看作一個(gè)服從正態(tài)分布的隨機(jī)變量是合理的,其均值為 ,標(biāo)準(zhǔn)方差為 ,那么 的概率密度函數(shù)為
(4-21)
實(shí)際的測量數(shù)據(jù)表明維持強(qiáng)度時(shí)間確實(shí)是服從正態(tài)分布,表4-1所示的尾渦消散模型參數(shù)值是FAA的John.A.Volpe研究中心對各種常見機(jī)型進(jìn)行長期的觀測所得到的;
表4-1 幾種典型機(jī)型的尾渦消散模型參數(shù)表
飛機(jī)類別 落地階段 起飛階段 (當(dāng) =0.001)
落地 起飛
B737 12.1 32.7 6.3 24.6 70.2 44.1
DC-9 11.2 27.8 10.8 23.9 62.4 57.1
B707 10.3 32.0 7.8 33.8 63.9 57.8
DC-10 12.7 34.9 10.3
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