аэродинамические сила и момент

АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ СИЛА И МОМЕНТ - величины, характеризующие силовое воздействие жидкой или газообразной среды на движущееся в ней тело. А. с. и м. зависят от формы и размеров тела, его ориентации по отношению к направлению движения, от его скорости, свойств и состояния среды (жидкости, газа, плазмы), а также от угловых скоростей и ускорения движения. Определение А. с. и м., действующих на тела разл. формы при заданных условиях полёта, является одной из осн. задач аэродинамики.

Силовое воздействие среды на тело сводится к силам давления и трепия, распределённым по поверхности тела. Такая пространственная система сил может быть приведена к равнодействующей этих сил - аэродинамич. силе ик паре сил с моментом М, наз. аэродинамич. моментом. А. с. и м. определяются ф-лами

где интегралы берутся по всей внеш. поверхности тела -векторы проекций давления и напряжения трения на нормаль к элементу поверхности ; r - радиус-вектор элемента поверхности, проведённый из точки, относительно к-рой вычисляется момент. В аэродинамике обычно пользуются проекциями А. с. и м. на оси т. н. скоростной и связанной ортогональных правых систем координат.

В скоростной системе координат (рис. 1), к-рой удобно пользоваться при пост. скорости полёта, Х_а - сила лобового или аэродинамического сопротивления есть проекция R_А на ось х_а и направлена противоположно вектору скорости полёта, Y_а - аэродинамич. подъемная сила и Z_a - аэродинамич. боковая сила - проекции R_А на оси у_а и z_a соответственно. Составляющие аэродинамич. момента M по тем же осям скоростной системы координат будут: M_ха - аэродинамич. момент крена, М_уа - аэродинамич. момент рыскания и M_zа- аэродинамич. момент тангажа. Составляющие момента положительны при совпадении с направлением соответствующей оси.

Рис. 1. Проекции аэродинамической силы и момента в скоростной системе координат; - угол атаки, - угол скольжения.

В связанной с летящим телом системе (рис. 2) координат ось х совпадает с продольной осью летат. аппарата и направлена вперёд по его движению.

Рис. 2. Проекции аэродинамической силы и момента в связанной системе координат, обозначения, как на рис. 1.

Разложение M в связанной системе аналогично скоростной, а составляющие R_A по осям этой системы наз. X - аэродинамич. продольной силой, Y - аэродинамич. нормальной силой и Z - аэродинамической поперечной силой.

Лит.: 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.

   <<      Предметный указатель      >>