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标题: [原创] J-10飞机最大飞行速度的计算 [打印本页]

作者: wbj888 时间: 2010-1-15 17:50 标题: J-10飞机最大飞行速度的计算

（这个文章我也发在sina网里了，名字WPS121）

歼-10的飞行最大速度的计算
央视新闻台前几天播了一个关于“李中华试飞歼-10的最大表速的试飞的专题片”，上面提供了一个精确的数字9600kg/平方米，和距离地面1000米的高度，由这两个数字就可以计算出歼-10飞机的最大速度。
公式：
根据伯努利方程得出的风－压关系，风的动压为
wp=0.5·ro·v² (1)
其中wp为风压[kN/m²]，ro为空气密度[kg/m³]，v为风速[m/s]。

WP=9600*9.8=94080  N/m²
ro（1500米）=1.03792kg/m³
ro（10000米）=0.381978kg/m³

附录（1）海拔高度、气压、空气密度、含氧量、水沸点对照表
海拔高度
（m）气压
(mmbar) 空气密度
（g/m3）含氧量
（g/m3）相当于海平面（％）水沸点
（℃）
7000 420 573 133 47 77
6000 481 644 149 52 80
5000 549 719 166 59 84
4000 624 820 186 65 87
3000 707 892 206 73 90
0 1013.2 1292 260 100 100

附录（2）
陕西阎良西安地区海拔高度450米左右

怎么得出的ro，自己画个图就测量出来了，这个就不解释了（太简单）

计算出李中华在1500米的时候速度为425.78米/秒，1.4马赫的音速。
F推力=F 阻力（最大速度时）
假设飞机在1500米和10000米时发动机推力不变。
可以计算出
J-10飞机在10000米的时候速度为702.38米/秒，2.31马赫音速。
综合考虑由于飞机在高空时发动机效率会大幅度下降，
所以J-10飞机的最大飞行速度在2.2马赫为最佳。

声明：我不是要炫耀一下我个人的计算能力或者计算水平，这个是一个常识性的计算。
         我想要说明的是J-10不是神话故事里面的飞机，不要夸大它的作战能力，同时作为央视和生产设计试飞人员，要对数据更加的敏感，任何不起眼的确切数字都可以让潜在的敌人，得到他想要的数据。

作者: digitallifexx 时间: 2010-1-15 17:57

计算能力很强，不过我觉得更牛的是文笔，文章写得不错。一般来说，玩SM的高手，很多是医生、刑警和军人。

的确是这样，对于行内人来说，根据一些很简单的数据就可以推算大概的情况了，八九不离十。这种属于情报分析的范畴。当初小日本就是根据一张运油火车的相片推算出大庆油田的大概位置和大致的年产油量。而上次也看到一个分析，就是根据一张飞机的相片，根据其外形比例推算飞机的大概性能。在经济政治上也是如此，比如四万亿投资一下来，马上很多牛人就知道哪些股票会涨了。

作者: flyfly 时间: 2010-1-15 19:05

你的计算太粗糙了，飞机的最大速度和很多因素有关，包括气动外形，发动机种类等等。F-16的推重比好于J-10，但是它的气动外形主要为亚音速优化，因此最大速度不超过2Ma。反之60年代的协和式客机用推重比5的发动机实现了2Ma的超音速巡航。另外如果飞机的结构能够承受，可以靠飞到高空再往下俯冲的办法得到更高的速度。

作者: lhl4l 时间: 2010-1-18 15:45

学到东西了，呵呵！发动机、飞机气动布局等应该对飞机速度影响很大吧

作者: 真好啊 时间: 2010-1-18 17:49

其实也没啥说的，就是觉得楼主挺强的，我是算不出来，我知道结果就行了。

作者: jkjhk 时间: 2010-1-18 20:05

随便补充下飞机满油飞、装什么武器飞、什么任务飞最大最速都是不同的不过精神可嘉

作者: buliesi 时间: 2010-1-18 22:37

楼主落伍了……只能说你看新闻不看全，学术也不严谨
首先你的数据环境没有任何描述，包括油量、空载满载？，实际大气压力（不要以为全球都一样的标准），以及飞机的飞行状态，平飞还是俯冲？这些都有直接影响
其次是你看新闻只看了一般还是给漏了
这个专题说的是“低空大表速”，意味着什么楼主自己应该明白，所以你计算得出的数据有点可笑了

作者: zgh80966 时间: 2010-1-18 23:03

歼十战机创造了中国飞机“低空大表速”的新纪录，他的最大飞行速度应不会低于歼八吧

作者: buliesi 时间: 2010-1-18 23:06

其实“低空大表速”不是为了试验飞机的速度极限。。。。
而是结构强度的极限
所以才说楼主搞错了原则性的问题，本末倒置了

作者: 德国博朗 时间: 2010-1-19 15:49

个人认为歼-10b是歼-10家族中的多用途型号。种种改进如提高低速性能，增强雷达，加装光电设备都是将单纯作为空优任务的歼-10变成有多重任务能力的多功能战机这一改进路线与f-16很相似。使国产第三代战机平台物尽其用。

作者: runot2far 时间: 2010-1-19 16:17

引用:

原帖由 buliesi 于 2010-1-18 23:06 发表
其实“低空大表速”不是为了试验飞机的速度极限。。。。
而是结构强度的极限
所以才说楼主搞错了原则性的问题，本末倒置了

楼上各位，慢点批评，再好好看看楼主的计算过程，要批评也要批评到点子上。、
如果飞机在不同高度的最大表速下推力都不发生变化的话，流体力学……忘得几乎光光的了，但风压式子应该是没错的，最大速度下推力等于阻力也是没错的，楼主的计算没有错，的确可以从1千米高度推算1万米高度的最大表速。
但是很遗憾，推力，准确地说，应该是可用推力，和速度有关，而且是近乎线性关系的，所以，仅凭推力等于阻力是求不出来最大速度的，需要知道可用推力和速度关系的具体系数。而这些系数我好像记得和升力系数，空气密度以及机翼面积有关？不行，全忘光了，总之，楼主的计算问题就出在这里。
假设推力T=MV，这个M嘛，不好意思，不知道了，取个名字推力系数？哈哈，不是那个推力系数了。
阻力Q按风压乘以J10横截面积，可能还有别的，不管了，假定为阻力系数P，Q=0.5·ro·Pv² ，最大速度时T=Q，则V=2M/roP，也就是说，最大平飞速度和空气密度，横截面积成反比，和推力系数（仮）成正比……一个什么用都没有的式子。
再添一句，一般我们所说的发动机最大推力是指发动机在地面，静态下测得的，和飞机飞行中的推力不是一个概念，当然可以做参考，好像也有式子可以算——真是全忘了。
对了，上面的我的算式可能也有错，发动机可用推力还和高度有关。总之，不同高度，不同速度下的飞机可用推力是不同的，楼主的错误关键就在这里。
终于找到图了（贴不上来，大家自己看://bbs.ccit.edu.c n/kepu/100k/read.php?tid=6231
——看起来我还是记错了不少，在一定高度下推力基本不受速度影响，但是推力受高度影响，虽然阻力也受高度影响，但与其说是高度，不如说是空气密度，而推力显然受高度影响更明显，计算时两者恐怕不能消去。
但是知道了1千米的最大速度，有经验的人应该可以大致推出来高空的最大速度吧，楼主的前半截计算是有意义的。

[ 本帖最后由 runot2far 于 2010-1-19 17:05 编辑 ]

作者: scg4444 时间: 2010-1-19 16:34

这个计算方法不太严谨吧，低空大表速难在结构强度，不在最高速度……

但根据DSI进气道推断，2M以上是毫无疑问的……

作者: wbj888 时间: 2010-1-20 16:33

引用:

原帖由 runot2far 于 2010-1-19 16:17 发表

楼上各位，慢点批评，再好好看看楼主的计算过程，要批评也要批评到点子上。、
如果飞机在不同高度的最大表速下推力都不发生变化的话，流体力学……忘得几乎光光的了，但风压式子应该是没错的，最大速度下推力等于 ...

大家都是搞工程计算的，严谨自然是最基本的原则了，我把这个计算的方式罗列在这个上面并不是要炫耀什么，我想说的是数据的重要性，内行的人可以通过一些发布的数据做出更加复杂的计算，得出一架飞机的整体气动性能，这些并不复杂。
我希望这样的计算可以激发每个人的对待技术的态度，我之所以没有给出更加严谨的计算，就是过于复杂的计算不是每个人都可以弄得明白的，给出这样简单计算方式，可以为一些人做一做科普宣传而已（这个是我的目的）。目的达到了。

[ 本帖最后由 wbj888 于 2010-1-20 16:34 编辑 ]

作者: xiaojian7978331 时间: 2010-1-20 16:53

不是很懂，但是楼主说的有一点我还是比较赞成的那就是媒体的保密问题，我想这才是我们要注意的事情！

作者: buliesi 时间: 2010-1-20 19:18

引用:

原帖由 runot2far 于 2010-1-19 16:17 发表

楼上各位，慢点批评，再好好看看楼主的计算过程，要批评也要批评到点子上。、
如果飞机在不同高度的最大表速下推力都不发生变化的话，流体力学……忘得几乎光光的了，但风压式子应该是没错的，最大速度下推力等于 ...

所以才说几位觉得自己是依靠严谨的工作态度来计算的各位落伍了
不是说你们的态度不认真
只是想说你们还需要重新看一遍新闻
首先，有个专题里已经很明确的说明了J10达到了2.2马赫的最大速度
这个是非常勉强才达到的，而且是最大表速
现代条件下，飞机的最大航速本来就无秘可保
美国的F22，F35也早就公布了他们的数据
难道这个会影响到它们的生存？
战机保密的应该是雷达、电控等数据
几位对保密的概念还有所欠缺
所以飞机还需要再通过复杂的计算获得这一信息么？

然后我们再看看这个值是在什么条件下获得的？
看来两位还是没看明白我反复在提的“低空大表速”
“低空大表速”一般是用在测试飞机结构强度的时候用到的
如果真是搞这个专业的，一看这个词就会明白是在打开加力的情况下从高空向下俯冲
在此过程中利用战机自身的最大速度+地形引力从而获得战机的极限速度（通常是最大表速）
目的是测试战机在最大表苏下结构强度是否符合设计目标——而不是测试最大速度
所以在这一过程中获得的数据，尤其是速度数据
你还必须减去地心引力的影响，才是战机真实的最大速度

首先作为单发战斗机来说，J10又不是双高用途，不要求达到J8那样的高速能力，J8的记录是2.6马赫
然后J10的最大表速在2.2马赫左右，那么它实际平飞状态下的开加力肯定不会超过2马赫
有资料指出，J10能够短暂达到超音速，这意味着什么各位体会一下吧？
J10作为一款单空优战斗机（现在有对地的趋势……）其定位和中国的实际工业基础决定了其实际能力
没必要过高要求或者“泼冷水”
站在这个时代背景下，J10还是一款符合中国国情的战斗机，如果把屁股换一下就好了（碎碎念）

作者: polarbear627 时间: 2010-1-20 20:21

嗯确实原则性问题~~
毕竟还是应该多分析下全部系统而不是单个去说~
我们现在的空中狗斗一般都是发生在跨音速区域
所以 J10的鸭子布局才有发展！

作者: weilongyao0 时间: 2010-1-20 21:00

楼主都是哪里接过来的资源啊
真精细，但是外行只能看个门道了呵呵

作者: runot2far 时间: 2010-1-21 02:27

引用:

原帖由 buliesi 于 2010-1-20 19:18 发表

所以才说几位觉得自己是依靠严谨的工作态度来计算的各位落伍了
不是说你们的态度不认真
只是想说你们还需要重新看一遍新闻
首先，有个专题里已经很明确的说明了J10达到了2.2马赫的最大速度
这个是非常勉强才达 ...

是的，如果是低空大表速的话，上面推的公式一个也用不上。因为全都是求平飞最大速度的，要求高度一定，而且，正如你所说，推力还得加上重力的分力，还有，最大表速和最大速度应该不是一个概念，在俯冲状态下的最大表速时，飞机的加速度应该不等于0，所有推力还不是和阻力相等。不过，嘻嘻，我想到了一个好题目，楼主要不要估算一下，既然知道了最大表速下的风压，当时的空气密度，再上网查查歼10的最大速度，拿它做当时的速度应该问题不大，如果再知道了歼10的最大横截面积（大致的就行吧，实在不行就找幼师或者F-16的），有了这几个数据，能不能推算的歼10的正面抗压强度？
嘛，网上有位大牛天龙，就是这行的高手，我觉得多些这样的朋友也很不错哦。

作者: jimmyair 时间: 2010-1-21 04:27

我只想说坛子里面物理学者很多啊，初高中我的物理很差，进来看看就行了，不发表言论

作者: johnchyx 时间: 2010-1-21 12:04

理论有点高深，看的不太懂，努力学习中。好好学习，天天向上

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