к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Э Ю Я

Аэродинамические коэффициенты

Аэродинамические коэффициенты - безразмерные величины, характеризующие аэродинамические силу и момент, действующие на тело, движущееся в жидкой или газообразной среде. В аэродинамике цель моделирования - определение А. к. при испытании в аэродинамических трубах и др. эксперим. установках моделей, геометрически подобных натурным объектам. Если в модельных и натурных условиях критерии аэродинамич. подобия (Маха число M, Рейнольдса число Re, Струхаля число Sh и др.) одинаковы, а также соблюдается кинематич. подобие, то значения А. к. модели и натуры будут равны. А. к., как и их проекции на оси координат, не зависят от размерных физ. свойств среды и размеров тела, а зависят лишь от его формы, ориентации и безразмерных критериев аэродинамич. подобия, отношения уд. теплоёмкостей среды и др. Это позволяет определять нагрузки, действующие на натурный объект, по результатам модельных исследований. А. к. C_RA аэродинамич. силы R_A и m аэродинамич. момента M соответственно равны:

где -скоростной напор или динамич. давление,- плотность среды, в к-рой происходит движение; - скорость движения тела (или скорость невозмущённого набегающего потока в аэродинамич. трубе); S, l - характерные площадь и линейный размер обтекаемого тела. Проекции аэродинамич. силы и момента на оси скоростной и связанной систем координат соответственно (см. рис. 1, 2 к ст. Аэродинамические сила и момент), отнесённые к скоростному напору и геом. параметрам S и l, определяют значения А. к. лобового сопротивления , аэродинамич. подъёмной силы , аэродинамич. боковой силы , коэф. аэродинамич. моментов крена , рыскания и тангажа (всё в скоростной системе координат). В связанной системе аналогично определяются А. к. продольной нормальной , поперечной сил и соответствующих моментов . Величины и считаются положительными, когда направлены противоположно оси , остальные составляющие А. к. силы и момента положительны, когда их вектор направлен по соответствующей оси.

Выбор характерных геом. параметров (S, l), к к-рым принято относить силы и моменты, производится для разных летат. аппаратов разл. способами.

Рис. 1. Зависимость от угла атаки

Рис. 2. Зависимость от угла атаки

Рис. 3. Зависимость от угла атаки

Для самолёта S - площадь крыла в плане, включая подфюзе-ляжную часть. Для снарядов баллистич. ракет и слабооперенных летат. аппаратов - это площадь миделевого сечения, т. е. площадь наибольшего поперечного сечения корпуса (фюзеляжа). При определении и самолёта в качестве l принимается размах крыла, а для - его ср. аэродинамич. хорда. В ракетостроении в качестве l используется длина ракеты. А. к. тела заданной конфигурации при фиксированных значениях критериев аэродинамич. подобия и установившемся (стационарном) движении зависят от его ориентации к потоку (от углов атаки, скольжения и крена, рис. 1, 2).

При неустановившемся движении А. к. зависят также от величин, характеризующих ускорение тела и угловую скорость его вращения. Поскольку момент измеряется относительно принятого центра масс летат. аппарата, по виду зависимости (рис. 3), напр., можно судить о продольной статич. устойчивости аппарата. Зависимость 1 соответствует статически устойчивому аппарату, т. к. при отклонении от т. н. балансировочного угла атаки а, к-рому соответствует =0, возникает момент, возвращающий аппарат в прежнее положение, а кривая 2 - статически неустойчивому, поскольку действует момент, увеличивающий возникшее отклонение от балансировочного угла атаки. А. к. зависят также от чисел . Начало возрастания и максимум зависимости (M)(рис. 4) связаны с переходом скорости полёта через скорость звука (М=1) или с т. н. волновым кризисом. Немонотонность в ср. части зависимости от Re (рис. 5) связана с переходом от ламинарного режима обтекания к турбулентному.

Значения А. к. необходимы для определения основных лётных характеристик объекта - его сопротивления и подъёмной силы, а также для расчёта его устойчивости и управляемости.

Рис. 4. Зависимость от числа M.

Рис. 5. Зависимость от числа Re.

Осн. метод определения А. к. сложных по форме тел-эксперименты на моделях и натурных объектах, хотя расчётно-теоретич. методы с использованием ЭВМ получают всё большее развитие и позволяют решать всё более сложные задачи аэродинамики.

Литература по аэродинамическим коэффициентам

Фабрикант H. Я., Аэродинамика, M., 1964;
Аржаников H. С., Мальцев В. H., Аэродинамика, M., 1952;
Аржаников H. С., Садекова Г. С., Аэродинамика больших скоростей, M., 1965.

Ю. А. Рыжов

к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

Знаете ли Вы, что низкочастотные электромагнитные волны частотой менее 100 КГц коренным образом отличаются от более высоких частот падением скорости электромагнитных волн пропорционально корню квадратному их частоты от 300 тысяч кмилометров в секунду при 100 кГц до примерно 7 тыс км/с при 50 Гц.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира