「飛機的故事」飛行力學知識科普042期：給定高度下的久航速度和遠航速度

遠航的航怎麼寫

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在給定高度下一定的可用燃油量所能獲得的最大航程和最大航時所對應的速度分別稱為遠航速度和久航速度。

前面已提到，平飛航程和航時與千米耗油量qk及小時耗油量qh相關，而qk及qh與發動機的單位耗油率qN有關。qN與發動機轉速及飛行狀態有關。但對各種常用的巡航飛行狀態而言，qN的變化不大，因此在初步的分析中，可假設qN為常數。

小時耗油量越小，則平飛航時越長。

小時耗油量與需用推力成正比，由此可見當需用推力最小時，可獲得最長續航時間，也就是說對噴氣式飛機有利速度即為久航速度。

因此續航時間最長所對應的飛行狀態應該是最小需用推力狀態，也就是最大升阻比狀態。以平飛有利速度飛行オ能獲得最大平飛航時。

另外飛行高度增加，平飛所需推力曲線向右移，則對應的久航速度也增加。

同樣，在給定的可用燃油量下，要得到最遠航程，就要求千米耗油量最小。當（P/V）最小時，千米耗油量最小。在平飛所需推力曲線圖上，過原點作直線與該曲線相切，切點對應的速度即為遠航速度，如圖示：

由圖可見，遠航速度大於有利速度。

考慮單位耗油率變化的影響，實際最大航程所對應的飛行速度要大於遠航速度。渦輪噴氣發動機的單位耗油率要隨發動機轉速、飛行高度和速度的變化而變化。發動機以額定轉速工作時單位耗油率最小，而且在額定轉速附近，單位耗油率變化不大。以遠航速度飛行，雖然所需推力最小，但這時需要大大降低發動機的轉速，使得單位耗油率很大，而且這個影響要大於飛行速度增加使推力增加帶來的影響。但是如果發動機以額定轉速運轉，雖然單位耗油率很小，但飛行速度增加使得（P/V）很大。因此在額定轉速對應的速度和遠航速度之間，必然存在一個速度，在該速度下飛行，（P/V）最小，也就是使千米耗油量最小。這個速度稍大於遠航速度，稱為千米耗油量最小的速度（即圖中B點對應的速度），以這個速度飛行，航程最大。

對超聲速飛機，在某些飛行高度上，會出現兩個遠航速度：

一個速度在跨聲速區，稱為跨聲速遠航速度；

另一個速度在超聲速區，稱為超聲速遠航速度。

出現這種情況是因為在高空飛行時，某些超聲速飛機的需用推力曲線出現了轉折點，由原點引出的直線有可能與平飛需用推力曲線兩次相切，因而有兩個最小千米耗油量，對應了兩個遠航速度，如圖所示。

對這種超聲速飛機，要增大巡航航程，在某個高度以下以跨聲速遠航速度飛行，而在超過該高度後，應以超聲速遠航速度飛行。該高度按具體飛機確定。

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文字與圖片來源：《飛機飛行力學》（清華大學出版社出版）、部分圖片來自網路。

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