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第七节 民用飞机的性能（第1页）

第七节民用飞机的性能

民航对飞机性能的要求包括很多方面，从飞行性能到经济性、舒适性、可靠性等，都提出了很高的要求。其中最重要的是必须能满足完成规定任务的飞行性能，在此基础上才谈得到经济性、舒适性等。本节主要介绍飞机的载重性能和飞行性能。

一、飞机的载重性能

飞机的载重能力，是航空运输经营者最关心的性能。载重能力越强的飞机，往往其自身重量也越大。我们需要了解飞机各种重量的关系，在使用中可以灵活运用，减少没必要的重量，增大业务载重量。

（一）飞机的几种重量

1。最大起飞重量（MTOW）

指飞机起飞时结构允许的最大重量。业务载重能力越大的飞机，最大起飞重量一般也越大，如最大的客机空客A-380最大起飞重量为560吨。目前世界上最大的飞机是苏联安东诺夫设计局（现乌克兰安东诺夫航空科研技术联合体）研制的安-225“梦幻”运输机，最大起飞重量为640吨（一说700吨），该机仅生产一架，最初是为运载“暴风雪”号航天飞机而设计的军用运输机，苏联解体后，已于2001年成功转为民用型（见图2-146）。

图2-146世界最大的飞机“安-225”

2。最大着陆重量（MLW）

指飞机在着陆时允许的最大重量。最大着陆重量主要是考虑到着陆时起落架和地面间碰撞的冲击力对飞机结构的影响，最大着陆重量小于最大起飞重量，大型飞机二者之间的差别较大，中小型飞机差别较小，甚至没有差别。如波音747-400ER的最大起飞重量达418。65吨，最大着陆重量只有289。85吨，二者相差128。8吨。飞机重量必须小于最大着陆重量才能保证着陆安全，有时在起飞后飞机出现故障，重量又比较大时，不得不进行空中放油降低重量后紧急着陆。

3。最大无燃油重量（MZFW）

指飞机没有燃油时的最大重量。由于民用飞机在机翼内储存了大量燃油，飞行中飞机将产生足够的升力来平衡重力，也包括平衡机翼内那部分燃油的重力。升力主要由机翼产生，并通过翼根传递到机身，翼根就会受到很大的应力，因此必须有足够的结构强度。而平衡在机翼内的燃油那部分重力是不需要传给机身的，最大无燃油重量其实也就是翼根结构强度允许的承力限度，是机翼传递升力到机身的最大限度。如果飞机重量超过这个值，超过的只能是燃油重量，尽管飞行中要产生克服它的升力，但这部分升力不会传递给机身，不影响翼根受力。这和前面谈到的机翼下吊装发动机有减轻翼根受力的功能是一个道理。

使用空机重量（OEW）：指飞机上除燃油和业载之外的全部重量，包括机组人员、机上设施以及全部服务所需用品的重量。

业载（PL）：指飞机可以用来赚取利润的商业载荷，航空运输中只有这一部分重量会付给航空公司运费，它包括旅客、行李和货物三部分。民航在计算飞机载荷时，旅客重量往往是一个估算值，我国民航将每名旅客估算为75公斤。行李和货物混装在飞机货舱，为充分利用有限的货舱容积，一般利用集装设备来装运。

飞机最大载油量是油箱容积确定的，为油箱容积与燃油密度的乘积。

（二）飞机几种重量间的关系

飞机的各种重量里，最大起飞重量和最大无燃油重量是受到飞机结构强度限制的，无论什么情况下都不允许超过。

航空公司希望在不超过飞机重量限制、不影响飞机续航能力的情况下，尽可能多地装载商业载荷，这样可以降低运营成本，提高经济效益。我们知道，在使用空机重量里已经包含了机上服务设施和机组人员，只需要装上不超过重量限制的业载和燃油，就可以进行商业飞行了。由此可见，在不超过限制的情况下，适当减少燃油装载量，可多装业载。

最大业载要受到最大无燃油重量限制，还要受到客货舱容量限制。受最大无燃油重量限制时，最大业载为最大无燃油重量与使用空机重量之差，即MZFW-OEW，装载达到这个值时，翼根处受力将达到安全限制的极限。受客货舱容积限制时，对客机来说，最大业载为全部旅客的重量加上装满货仓货物的重量，对货机来说就是货舱容积与货物密度的乘积。世界最大的客机空客A-380的最大业载为90。8吨，世界最大的飞机安-225“梦幻”运输机最大业载为250吨。如果遇到承载密度很小的货物时，即使装满了货舱，货物重量也很轻，会在一定程度上影响航空运输的经济性，影响航空公司的收入。为减轻类似情况对航空运输的影响，民航出台了“轻泡货物”的规定，如果每6000立方厘米货物重量不到1公斤，按1公斤计收运费。

小贴士

安-225“梦幻”运输机在运载体积过大无法装入货舱、重量不超过限制的物体时，还采用“背运”的方式，如背运“暴风雪”号航天飞机（见图2-147）。

图2-147安-225背运航天飞机

为保证飞机的航程，飞机必须加足够量的燃油，为获得最大航程，还需按最大燃油量来加油。飞机的最大燃油量主要受油箱容积限制，最大油量为油箱容积与燃油密度的乘积，如空客A-380受油箱容积限制，最大燃油量约为245吨（310立方米）。

最大燃油量和最大业载往往还会互相牵制，这也就决定了飞机的使用者想多运载业载就必须少装燃油，想多装燃油增加航程就必须少拉业载。以波音747-200飞机为例，它的最大起飞重量（MTOW）为378吨，最大无燃油重量（MZFW）为238吨，使用空机重量（OEW）为170吨，受油箱容积限制最大燃油量为168吨。飞机的最大业载MZFW-OEW=238-170=68吨，如果装上这些业载，最大无燃油重量就为238吨，此时最大燃油量受最大起飞重量限制为MTOW-MZFW=378-238=140吨。如果要将飞机加满燃油，则最大业载为MTOW-OEW-最大燃油量=378-170-168=40吨。

在实际运营中，飞机很少将燃油加满，即使在不影响业载的情况下，也很少全油起飞（如上面例子中加140吨油的情况）。通常加油量为执行任务的航程、备份航程的需要并加上一定备份油量即可，下一段航程需要的燃油可在下一个起飞机场加注。

二、飞机的飞行性能

民用飞机在执行航空运输飞行任务时，完整的飞行过程包括起飞、上升、巡航、下滑（下降）、进近和着陆六个过程，衡量飞机的飞行性能，往往也就是看它在这几个过程里的表现。

（一）起飞性能

起飞是指飞机从加速滑跑到抬前轮离地，并上升到一定高度的运动过程。起飞性能主要包括起飞离地速度、起飞滑跑距离和起飞距离。

飞机起飞过程中离地瞬间的速度叫起飞离地速度。飞机要从地面升至空中，必须要产生足够的升力才能实现这个过程，从升力公式可知，要产生足够的升力必须有一定的速度和适当的迎角，起飞离地速度就是为产生升力而需要的速度。这个速度越大，说明飞机起飞过程中需要加速的时间越长，所需跑道就越长，对机场条件的依赖程度越大，起飞性能越差。一般来说，飞机起飞重量越大，起飞所需升力也越大，起飞离地速度就越大。随着飞机动力装置性能越来越好，飞机的加速性越来越好，有时尽管离地速度大，但加速时间短，所需跑道也不长，起飞离地速度已不再是衡量飞机起飞性能的主要因素。

起飞距离指飞机从跑道上开始滑跑到离地并上升到一定高度（10。7米，35英尺）所经过的水平距离，包括地面的起飞滑跑距离和空中段距离。起飞滑跑距离的长短决定了飞机对机场跑道的依赖程度，这个距离越短，说明飞机对机场条件依赖性越小，起飞性能越好。起飞空中段距离的长短表明飞机对机场净空条件的依赖程度，这段距离越短，对机场净空条件依赖越小。一般来说，起飞滑跑距离越短，空中段距离也越短。现在航空制造技术的发展，要求飞机朝大型化、高速化等方向发展，不得以增加起飞滑跑距离和起飞距离为代价。

相关链接

为降低对机场的依赖，英国曾研制出可垂直起降的“鹞”式战斗机，起飞着陆可以不需要跑道（见图2-148）。使用中发现追求“零距离”起降所付出的代价太大，实战意义不大，故该机型没有得到很好的发展，现已全部退役。

图2-148“鹞”式战斗机

（二）上升性能

通常说的上升是指飞机沿倾斜向上的轨迹所作的等速直线飞行，飞机的上升性能包括上升角、上升率和升限。