ОСНОВИ АЕРОДИНАМІКИ ТА ДИНАМІКИ ПОЛЬОТУ

частина І

АЕРОГІДРОГАЗОДИНАМІКА

Електронний посібник

ГОЛОВНА	ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ	АНОТАЦІЯ
ДОДАТКИ	СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ	УКЛАДАЧІ

ВСТУП

Аерогідрогазодинаміка є комплексною наукою, яка вивчає закони руху і рівноваги рідини і газів та їх взаємодію з обтічними твердими тілами або граничними поверхнями.

Механіка рідкого тіла називається гідромеханікою, а механіка газоподібного тіла (повітря) – аеромеханікою. Закони гідромеханіки і аеромеханіки для малих швидкостей течії одинакові (при цьому, крім загальних законів, існують закони, властиві лише газу або тільки рідині). За порівняно великих дозвукових швидкостей спостерігається прояв стисливості газів. Аеромеханіка великих швидкостей суттєво відрізняється від гідромеханіки як методами досліджень, так і фізичними результатами. В гідромеханіці стисливість рідини враховується лише під час вирішення окремих спеціальних задач (наприклад, під час розрахунку гідравлічного удару або підводного вибуху).

	Гідромеханіка ділиться на три частини: гідростатику, кінематику рідини і гідродинаміку.
Гідростатика вивчає закони рівноваги рідини і твердих тіл, повністю або частково занурених в рідину. Кінематика рідини вивчає закони руху рідини як суцільного рухомого середовища незалежно від дії на неї будь-яких сил. Гідродинаміка вивчає закони руху рідини з врахуванням сил, діючих на неї, а також силову взаємодію між рідиною і твердими тілами за їх відносного руху.

Аеромеханіку за аналогією з гідромеханікою також розділяють на три частини: аеростатику, кінематику газу, аеродинаміку.

Аеродинаміка розвивалася паралельно з розвитком літальних апаратів (повітряних шарів, дерижаблів, аеропланів, літаків), так як створення надійних літальних апаратів вимагало ретельного вивчення питань взаємодії повітря з рухомими в ньому тілами.

На теперішній час аеродинаміка, як складова частина аерогідрогазодинаміки, стала самостійною наукою і включає теоретичну, експериментальну і прикладну частини.

Під час розгляду руху газів з високими швидкостями, рівновеликими зі швидкістю звуку, замість терміну аеродинаміка використовується термін газова динаміка (це спеціальний розділ аеродинаміки, який вивчає закони руху газу з великими дозвуковими і надзвуковими швидкостями).

Подальший розвиток авіації і ракетної техніки поклав початок новому напряму аеродинаміки – аеродинаміки великих швидкостей в зоні високих температур і аеродинаміки розрідженого газу, що отримало назву гіпер- і супераеродинаміки.

Аеродинаміка спільно з іншою наукою – динамікою польоту – складають теоретичну основу авіації і ракетної техніки.

Засновниками механіки рідини, звідки бере свій початок аеродинаміка, вважають Леонарда Ейлера і Даніеля Бернуллі.

Основи сучасної аеродинаміки створені працями вчених М. Є. Жуковського, С. А. Чаплигіна, Людвіга Прантля та іншими.

З точки зору конструкції, одним із уникальних літальних апаратів, який має можливість здійснювати вертикально зліт і посадку на обмежені за розміром площі, є вертоліт.

Піднімальна сила вертольота створюється одним або декількома несучими гвинтами (НГ). Перші серійно випущені вертольоти з’явилися в середині 50-х років і отримали загальне і заслужене визнання. Відмінності в льотних якостях від інших літальних апаратів зробили вертольоти унікальними транспортними, пасажирськими і бойовими засобами.

Винахід, створення і виробництво сучасних вертольотів з високими льотно-технічними характеристиками стало можливим завдяки ретельним і ефективним дослідженям, які проводили провідні вчені і конструктори в галузі авіаційного транспорту і особливо щодо розвитку аеродинаміки та динаміки польоту вертольота.

Динаміка польоту вивчає рух літальних апаратів у повітрі. Вона дає можливість розв’язати дві взаємопов’язані задачі. По-перше, визначається траєкторія і закони руху вертольота як матеріальної точки за відомих сил і моментів, які діють на вертольот. Друга задача дозволяє визначати величини та напрямки необхідних сил і моментів для забезпечення руху вертольота за заданою траєкторією. Розмір і напрямки дії аеродинамічних сил та характер руху вертольота залежать від активного керування вертольота пілотом. Динаміка польоту є прикладною наукою, яка дозволяє прогнозувати рух вертольота за заданими законами і режимами керування, які здійснює пілот, і навпаки, визначає, який закон керування необхідний для здійснення заданого руху вертольота. Таким чином, динаміка польоту як наука дає теоретичне обґрунтування техніки пілотування вертольота.

Кожен пілот зобов’язаний знати аеродинаміку та динаміку польоту вертольота, щоб чітко розуміти фізичну сутність аеродинамічних явищ, які притаманні польоту саме вертольота.

На початок

Наступна тема