Аэродинамика что это – Аэродинамические характеристики — это… Что такое Аэродинамические характеристики?

  • 11.07.2020

Содержание

это… Основы и особенности аэродинамики

Аэродинамика – это область знания, изучающая движения потоков воздуха и их воздействия на твердые тела. Является подразделом гидро- и газодинамики. Исследования в этой области восходят к глубокой древности, ко времени изобретения стрел и планирующих копий, позволявших дальше и точнее посылать снаряд в цель. Однако потенциал аэродинамики полностью был раскрыт с изобретением аппаратов тяжелее воздуха, способных летать либо планировать на значительные расстояния.

аэродинамика это

С древних времен

Открытие законов аэродинамики в 20 веке способствовало фантастическому скачку во многих областях науки и техники, особенно в транспортной сфере. На ее достижениях созданы современные летательные аппараты, позволившие сделать общедоступным фактически любой уголок планеты Земля.

Первые упоминания о попытке покорения неба встречаются в греческом мифе об Икаре и Дедале. Отец с сыном соорудили крылья, похожие на птичьи. Это указывает на то, что еще тысячелетия назад люди задумывались о возможности оторваться от земли.

Очередной всплеск интереса к сооружению летательных аппаратов возник в эпоху Возрождения. Страстный исследователь Леонардо да Винчи много времени посвятил этой проблеме. Известны его записи, в которых объяснены принципы работы простейшего вертолета.

основы аэродинамики

Новая эпоха

Глобальный прорыв в науке (и аэронавтике в частности) совершил Исаак Ньютон. Ведь в основе аэродинамики лежит всеобъемлющая наука механика, родоначальником которой стал английский ученый. Ньютон первым рассмотрел воздушную среду как конгломерат частиц, которые, набегая на препятствие, либо прилипают к нему, либо упруго отражаются. В 1726 году он представил публике теорию сопротивления воздуха.

Впоследствии выяснилось, что среда действительно состоит из мельчайших частиц – молекул. Отражающую способность воздуха рассчитывать научились достаточно точно, а эффект «прилипания» считали несостоятельным предположением.

Удивительно, но данная теория нашла практическое применение спустя столетия. В 60-х, на заре космической эры, советские конструкторы столкнулись с проблемой расчета аэродинамического сопротивления спускаемых аппаратов «затупленной» сферической формы, при приземлении развивающих гиперзвуковые скорости. Из-за отсутствия мощных ЭВМ вычислить данный показатель было проблематично. Неожиданно выяснилось, что достаточно точно рассчитать величину сопротивления и даже распределение давления по лобовой части можно по простой формуле Ньютона, касающейся эффекта «прилипания» частиц к летящему объекту.

Развитие аэродинамики

Основатель гидродинамики Даниэль Бернулли описал в 1738 году фундаментальную взаимосвязь между давлением, плотностью и скоростью для несжимаемого потока, известную сегодня как принцип Бернулли, который также применителен к расчетам силы аэродинамического подъема. В 1799 году сэр Джордж Кэли стал первым человеком, который идентифицировал четыре аэродинамических силы полета (вес, подъемную силу, сопротивление и тягу), а также отношения между ними.

В 1871 году Фрэнсис Герберт Уэнам создал первую аэродинамическую трубу, позволяющую точно измерять аэродинамические силы. Неоценимые научные теории разработаны Жаном Ле Рондом Даламбером, Густавом Кирхгофом, лордом Рэлеем. В 1889 году Чарльз Ренард, французский инженер по аэронавтике, стал первым человеком, который научно рассчитал мощность, необходимую для устойчивого полета.

аэродинамика в действии

От теории к практике

В 19 веке изобретатели взглянули на крыло с научной точки зрения. И благодаря исследованиям механизма полета птиц была изучена аэродинамика в действии, которую позже применили к искусственным летательным аппаратам.

Особо в исследованиях механики крыла преуспел Отто Лилиенталь. Немецким авиаконструктором создано и испытано 11 типов планеров, в том числе биплан. Им же совершен первый полет на аппарате тяжелее воздуха. За относительно недолгую жизнь (46 лет) он совершил порядка 2000 полетов, постоянно совершенствуя конструкцию, которая скорее напоминала дельтаплан, чем самолет. Он погиб во время очередного полета 10 августа 1896 года, став и первопроходцем аэронавтики, и первой жертвой авиакатастрофы. Кстати, один из планеров немецкий изобретатель лично передал пионеру в изучении аэродинамики самолетов Жуковскому Николаю Егоровичу.

Жуковский не просто экспериментировал с конструкциями самолетов. В отличие от многих энтузиастов того времени, прежде всего он рассматривал поведение воздушных потоков с научной точки зрения. В 1904 году он основал первый в мире аэродинамический институт в Качино под Москвой. С 1918 года возглавлял ЦАГИ (Центральный аэрогидродинамический институт).

закон аэродинамики

Первые самолеты

Аэродинамика – это наука, позволившая человеку покорить небо. Без ее изучения было бы невозможно строить летательные аппараты, стабильно перемещающиеся в воздушных потоках. Первый самолет в привычном нам понимании изготовили и подняли в воздух 7 декабря 1903 года братья Райт. Однако этому событию предшествовала тщательная теоретическая работа. Американцы много времени посвятили отладке конструкции планера в аэродинамической трубе собственной разработки.

Во время первых полетов Фредерик В. Ланчестер, Мартин Вильгельм Кутта и Николай Жуковский выдвинули теории, которые объясняли циркуляцию воздушных потоков, создающих подъемную силу. Кутта и Жуковский продолжили разработку двумерной теории крыла. Людвигу Прандтлу приписывают развитие математической теории тонких аэродинамических и подъемных сил, а также работу с пограничными слоями.

Проблемы и решения

Важность аэродинамики самолетов возрастала по мере увеличения их скоростей. Конструкторы начали сталкиваться с проблемами, связанными со сжатием воздуха со скоростью, близкой или большей, чем скорость звука. Различия в потоках при таких условиях привели к проблемам управления воздушным судном, увеличению сопротивления из-за ударных волн и угрозе разрушения конструкции из-за аэроупругого флаттера. Отношение скорости потока к скорости звука было названо числом Маха по имени Эрнста Маха, который одним из первых исследовал свойства сверхзвукового потока.

Уильям Джон Маккуорн Ренкин и Пьер Анри Гугониот независимо друг от друга разработали теорию свойств течения воздуха до и после ударной волны, в то время как Якоб Акерет провел начальную работу по вычислению подъема и сопротивления сверхзвуковых аэродинамических поверхностей. Теодор фон Карман и Хью Латимер Драйден ввели термин «околозвуковой» для описания скоростей на границе 1 Маха (965-1236 км/час), когда сопротивление быстро растет. Впервые звуковой барьер был преодолен в 1947 году на самолете Bell X-1.

аэродинамика самолета

Основные характеристики

Согласно законам аэродинамики, для обеспечения полета в атмосфере земли любого аппарата важно знать:

  • Аэродинамическое сопротивление (ось X), оказываемое потоками воздуха на объект. Исходя из этого параметра подбирается мощность силовой установки.
  • Подъемную силу (ось Y), обеспечивающую набор высоты и позволяющую аппарату лететь горизонтально к поверхности земли.
  • Моменты аэродинамических сил по трем осям координат, действующих на летящий объект. Наиболее важным является момент боковой силы по оси Z (Mz), направленной поперек самолета (условно вдоль линии крыла). Он определяет степень продольной устойчивости (будет ли аппарат «нырять» или задирать нос вверх при полете).

Классификация

Аэродинамические характеристики классифицируются по условиям и свойствам воздушного потока, включая скорость, сжимаемость и вязкость. Внешняя аэродинамика – это исследование потока вокруг твердых объектов различной формы. Примерами являются оценка подъема и вибраций самолета, а также ударных волн, которые образуются перед носом ракеты.

Внутренняя аэродинамика – это исследование воздушного потока, перемещающегося через отверстия (проходы) в твердых объектах. Например, она охватывает изучение потоков через реактивный двигатель.

Аэродинамические показатели также могут быть классифицированы в зависимости от скорости потока:

  • Дозвуковой называют скорость, меньшую скорости звука.
  • Околозвуковой (трансзвуковой) – если присутствуют скорости как ниже, так и выше скорости звука.
  • Сверхзвуковой – когда скорость потока больше скорости звука.
  • Гиперзвуковая – скорость потока намного больше скорости звука. Обычно под этим определением подразумевают скорости с числами Маха выше 5.

Аэродинамика вертолета

Если принцип полета самолета основан на подъемной силе при поступательном движении, оказываемой на крыло, то вертолет как бы сам создает подъемную силу за счет вращения лопастей в режиме осевого обдува (то есть без поступательной скорости). Благодаря данной особенности геликоптер способен зависать в воздухе на месте и совершать энергичные маневры вокруг оси.

аэродинамика вертолета

Другие области применения

Естественно, аэродинамика применима не только к летательным аппаратам. Сопротивление воздуха испытывают все объекты, движущиеся в пространстве в газовой и жидкой среде. Известно, что водные обитатели – рыбы и млекопитающие – обладают обтекаемыми формами. На их примере можно проследить аэродинамику в действии. Ориентируясь на животный мир, люди также делают водный транспорт заостренной либо каплевидной формы. Это касается кораблей, катеров, подводных лодок.

лучшая аэродинамика

Значительное сопротивление воздуха испытывают транспортные средства: оно возрастает по мере увеличения скорости. Для достижения лучшей аэродинамики автомобилям придают обтекаемую форму. Особенно это актуально для спорткаров.

АЭРОДИНАМИКА — это… Что такое АЭРОДИНАМИКА?

  • аэродинамика — аэродинамика …   Орфографический словарь-справочник

  • Аэродинамика — (от греческого аer воздух и dynamis сила) 1) раздел механики сплошных сред, в котором изучаются закономерности движения жидкостей и газов (преимущественно воздуха), а также механическое и тепловое взаимодействие между жидкостью или газом и… …   Энциклопедия техники

  • АЭРОДИНАМИКА — (от греч. aer воздух и dynamis сила), раздел гидроаэромеханики, в к ром изучаются законы движения воздуха (или др. газа) и силы, возникающие на поверхности тел, относительно к рых происходит его движение. В А. рассматривают движение с дозвук.… …   Физическая энциклопедия

  • аэродинамика — и, ж. aérodynamique f. Научная дисциплина, изучающая законы движения воздуха и других газов и их взаимодействие с движущимися в них телами. БАС 2. <Аэрометрия> разделяется на Аэростатику, Пневматику и Аэродинамику. Ян. 1 296. Лекс. Ян. 1803 …   Исторический словарь галлицизмов русского языка

  • аэродинамика — Раздел механики сплошных сред, в котором изучаются закономерности движения газа, преимущественно воздуха, а также механическое и тепловое взаимодействие между газом и движущимися в нем телами. [ГОСТ 23281 78] Тематики аэродинамика летательных… …   Справочник технического переводчика

  • АЭРОДИНАМИКА — (от аэро… и греческого dynamis сила), наука о законах движения газов и взаимодействии их с твердыми телами. Сложилась в 1 й четверти 20 в. в связи с потребностями развивающейся авиации в аналитическом определении подъемной силы летательного… …   Современная энциклопедия

  • АЭРОДИНАМИКА — раздел аэромеханики, в котором изучаются законы движения газа (напр., воздуха) и силы, возникающие на поверхности обтекаемого газом тела. Сформировалась в 20 в. в связи с развитием авиации. Основные задачи аэродинамики: определение сил,… …   Большой Энциклопедический словарь

  • АЭРОДИНАМИКА — АЭРОДИНАМИКА, наука о движении газов и о силах, действующих на предметы, например, самолеты, движущиеся в воздушной среде. Авиаконструктор должен учитывать четыре важнейших фактора и их взаимосвязь: вес аппарата и груза, который должен быть… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • АЭРОДИНАМИКА — АЭРОДИНАМИКА, аэродинамики, мн. нет, жен. (от греч. aer воздух и dynamis сила) (научн.). Учение о сопротивлении воздуха при движении тел. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 …   Толковый словарь Ушакова

  • АЭРОДИНАМИКА — АЭРОДИНАМИКА, и, жен. Раздел аэромеханики, изучающий движение воздуха и других газов и взаимодействие газов с обтекаемыми ими телами. | прил. аэродинамический, ая, ое. А. нагрев (повышение температуры тела, движущегося с большой скоростью в… …   Толковый словарь Ожегова

  • Аэродинамика — это… Что такое Аэродинамика?

  • аэродинамика — аэродинамика …   Орфографический словарь-справочник

  • АЭРОДИНАМИКА — (от греч. aer воздух, и dynamis сила). Наука о законах движения газов. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. АЭРОДИНАМИКА греч., от aer, воздух, и dynamis, сила. Наука о законах движения газообразных тел …   Словарь иностранных слов русского языка

  • Аэродинамика — (от греческого аer воздух и dynamis сила) 1) раздел механики сплошных сред, в котором изучаются закономерности движения жидкостей и газов (преимущественно воздуха), а также механическое и тепловое взаимодействие между жидкостью или газом и… …   Энциклопедия техники

  • АЭРОДИНАМИКА — (от греч. aer воздух и dynamis сила), раздел гидроаэромеханики, в к ром изучаются законы движения воздуха (или др. газа) и силы, возникающие на поверхности тел, относительно к рых происходит его движение. В А. рассматривают движение с дозвук.… …   Физическая энциклопедия

  • аэродинамика — и, ж. aérodynamique f. Научная дисциплина, изучающая законы движения воздуха и других газов и их взаимодействие с движущимися в них телами. БАС 2. <Аэрометрия> разделяется на Аэростатику, Пневматику и Аэродинамику. Ян. 1 296. Лекс. Ян. 1803 …   Исторический словарь галлицизмов русского языка

  • аэродинамика — Раздел механики сплошных сред, в котором изучаются закономерности движения газа, преимущественно воздуха, а также механическое и тепловое взаимодействие между газом и движущимися в нем телами. [ГОСТ 23281 78] Тематики аэродинамика летательных… …   Справочник технического переводчика

  • АЭРОДИНАМИКА — (от аэро… и греческого dynamis сила), наука о законах движения газов и взаимодействии их с твердыми телами. Сложилась в 1 й четверти 20 в. в связи с потребностями развивающейся авиации в аналитическом определении подъемной силы летательного… …   Современная энциклопедия

  • АЭРОДИНАМИКА — раздел аэромеханики, в котором изучаются законы движения газа (напр., воздуха) и силы, возникающие на поверхности обтекаемого газом тела. Сформировалась в 20 в. в связи с развитием авиации. Основные задачи аэродинамики: определение сил,… …   Большой Энциклопедический словарь

  • АЭРОДИНАМИКА — АЭРОДИНАМИКА, наука о движении газов и о силах, действующих на предметы, например, самолеты, движущиеся в воздушной среде. Авиаконструктор должен учитывать четыре важнейших фактора и их взаимосвязь: вес аппарата и груза, который должен быть… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • АЭРОДИНАМИКА — АЭРОДИНАМИКА, аэродинамики, мн. нет, жен. (от греч. aer воздух и dynamis сила) (научн.). Учение о сопротивлении воздуха при движении тел. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 …   Толковый словарь Ушакова

  • АЭРОДИНАМИКА — АЭРОДИНАМИКА, и, жен. Раздел аэромеханики, изучающий движение воздуха и других газов и взаимодействие газов с обтекаемыми ими телами. | прил. аэродинамический, ая, ое. А. нагрев (повышение температуры тела, движущегося с большой скоростью в… …   Толковый словарь Ожегова

  • Аэродинамика что это? Значение слова Аэродинамика

    Значение слова Аэродинамика по Ефремовой:

    Аэродинамика — Научная дисциплина, изучающая законы движения воздуха, других газов и их взаимодействие с движущимися в них телами.

    Значение слова Аэродинамика по Ожегову:

    Аэродинамика — Раздел аэромеханики, изучающий движение воздуха и других газов и взаимодействие газов с обтекаемыми ими телами

    Аэродинамика в Энциклопедическом словаре:

    Аэродинамика — раздел аэромеханики, в котором изучаются законы движениягаза (напр., воздуха) и силы, возникающие на поверхности обтекаемого газомтела. Сформировалась в 20 в. в связи с развитием авиации. Основные задачиаэродинамики: определение сил, действующих на обтекаемое газом тело, распределение давления на его поверхности и скоростей в газе, егообтекающем.

    Значение слова Аэродинамика по словарю Ушакова:

    АЭРОДИНАМИКА
    аэродинамики, мн. нет, ж. (от греч. aer — воздух и dynamis — сила) (науч.). Учение о сопротивлении воздуха при движении тел.

    Значение слова Аэродинамика по словарю Брокгауза и Ефрона:

    Аэродинамика (греч.) — наука о законах, по которым происходит движение газообразных тел или газов, со включением описания приборов, которыми эти законы экспериментально доказываются, равно как и машин, в которых применяется в технике движение газов. — Главнейшим законом в А. является применяемое также к жидкостям (см. Гидростатика) положение Торричели, что скорость, с которой газ вытекает из отверстия в стенке сосуда, зависит от высоты столба воды или ртути, которым изменяется сжатие или упругость газа, и притом скорость будет такова, что при учетверенном давлении она удвоится, при удевятеренном — утроится и т. д. Газы различной плотности, как, напр., водород и углекислота, вытекают при одинаковом давлении с различной скоростью. Так, напр., газ, который в шестнадцать раз легче атмосферного воздуха, будет в 4 раза скорее вытекать, чем последний. газ, который легче в девять раз, будет проходить в три раза скорее. Таким образом, скорости истечения для одних и тех же газов относятся между собой, как квадратные корни из их высот давления, для различных же газов при одном и том же давлении, как квадратные корни из их удельных весов. При истечении газов имеет место так же сжимание струи (contractio venae), как и в капельно-жидких телах (см. Истечение). Явление всасывания происходит так же при истечении газов, равно как и при истечении жидкостей. На этом основан опубликованный Клеманом и Деформом (в 1826 г.) аэродинамический парадокс, который на опыте можно наблюдать, если, напр., выдувать из воронки свернутую воронкообразно бумажную трубку. Бумага эта вместо того, чтобы вылететь или отстать, наоборот прижимается к стенкам воронки. Это происходит вследствие того, что при выдувании воздух, находящийся между бумажной трубкой и бумагой, увлекается отчасти вдуваемой воздушной струёй. вследствие этого между бумагой и воронкой воздух разрежается и наружное воздушное давление прижимает бумагу к стенкам. На том же основано устройство пульверизаторов — иньекторов новейшего времени. Относительно приборов, которые служат для собирания газов и удаления их — см. Газометр, Мехи и Вентилятор. Подобно жидкостям, газы представляют сопротивление каждому телу, движущемуся в них, и сопротивление это значительнее, чем больше поверхность движущегося тела и чем больше его скорость. Если из двух тел одинакой величины и тяжести одно движется вдвое быстре другого, то оно должно не только вытестнить вдвое больший объем воздуха, чем тело движущееся медленнее, но и придать этому объему воздуха двойную скорость, так что ему придется преодолевать вчетверо большее сопротивление, чем телу, движущемуся вдвое медленнее. Из этого следует, что сопротивление увеличивается пропорционально квадрату скорости, на самом же деле это увеличение идет еще скорее. Отсюда очевидно, почему для легких и объемистых тел ускоренное движение при падении переходит в равномерное. На последнем основано действие парашюта (см. это сл.). Движущиеся воздушные массы могут передавать свое движение также твердым телам. На этом основано устройство мельниц.

    Определение слова «Аэродинамика» по БСЭ:

    Аэродинамика — раздел гидроаэромеханики, в котором изучаются законы движения воздуха и силы, возникающие на поверхности тел, относительно которых происходит его движение. В А. рассматривают движение с дозвуковыми скоростями, т. е. до 340 м/сек (1200 км/ч).
    Одна из основных задач А. — обеспечить проектные разработки летательных аппаратов методами расчёта действующих на них аэродинамических сил. В процессе проектирования самолёта (вертолёта и т.п.) для определения его лётных свойств производят т. н. аэродинамический расчёт, в результате которого находят максимальную, крейсерскую и посадочную скорости полёта, скорость набора высоты (скороподъёмность) и наибольшую высоту полёта
    («потолок»), дальность полёта, полезную нагрузку и т.д.
    Специальный раздел А. — аэродинамика самолёта — занимается разработкой методов аэродинамического расчёта и определением аэродинамических сил и моментов, действующих на самолёт в целом и на его части — крыло, фюзеляж, оперение и т.д. К А. самолёта относят обычно и расчёт устойчивости и балансировки самолёта, а также теорию воздушных винтов. Вопросы, связанные с изменяющимся нестационарным режимом движения летательных аппаратов, рассматриваются в специальном разделе — динамика полёта.
    Как самостоятельная наука А. возникла в начале 20 в. в связи с потребностями авиации. Рождавшаяся авиация требовала разработки теории и создания методов расчёта подъёмной силы крыла, аэродинамического сопротивления самолёта и его деталей, тяговой силы воздушного винта. Одно из первых в мировой науке теоретических исследований этих вопросов содержится в работах русских учёных К. Э. Циолковского
    «К вопросу о летании посредством крыльев» (1891) и Н. Е. Жуковского «К теории летания» (1891). Теория, позволяющая рассчитать подъёмную силу крыла бесконечного размаха, была разработана в начале 20 в. в России Н. Е. Жуковским и С. А. Чаплыгиным, в Германии В. Куттой и в Англии Ф. Ланчестером. В 1912 появились работы Н. Е. Жуковского, излагающие вихревую теорию воздушного винта. Разработанная Н. Е. Жуковским и С. А. Чаплыгиным теория решёток, состоящих из крыльевых профилей, дала возможность учесть взаимное влияние лопастей винта и явилась основой для расчёта колёс и направляющих решёток турбомашин. Первой работой по динамике полёта следует считать мемуар Н. Е. Жуковского
    «О парении птиц» (1892), в котором дано теоретическое обоснование «мёртвой петли», впервые осуществленной русским лётчиком П. Н. Нестеровым в 1913.
    Одновременно с разработкой теории полёта для получения численных значений аэродинамических характеристик создаются специальные аэродинамические лаборатории, ставшие базой экспериментальной А., создателями которой можно считать Н. Е. Жуковского, французского учёного Ж. Эйфеля и немецкого учёного Л. Прандтля. В 1902 Н. Е. Жуковский основал аэродинамическую лабораторию МГУ, а в 1904 аэродинамический институт в Кучине. В 1909 была создана аэродинамическая лаборатория Ж. Эйфелем в Париже и несколько позднее Л. Прандтлем в Гёттингене. По предложению Н. Е. Жуковского в 1918 был создан Центральный Аэрогидродинамический институт (ЦАГИ), который и в настоящее время является одним из крупнейших в мире центров аэродинамических исследований.
    В развитие А., кроме Н. Е. Жуковского и С. А. Чаплыгина, большой вклад внесли советские учёные В. П. Ветчинкин, А. А. Дородницын, М. В. Келдыш, М. А. Лаврентьев, Г. И. Петров, Л. И. Седов, А. Н. Туполев, С. А. Христианович, Б. Н. Юрьев и др., немецкие учёные Л. Прандтль, Г. Шлихтинг, А. Буземан, английские учёные Г. Глауэрт, Ф. Ланчестер, А. Фейдж, американские учёные Т. Карман, Х. Драйден, Х. Тейлор и многие др.
    В соответствии с методами решения возникающих задач А. делится на теоретическую и экспериментальную. Первая ищет решение путём теоретического анализа основных законов гидроаэромеханики, сформулированных в форме уравнений Л. Эйлером, Ж. Лагранжем, М. Навье, Г. Стоксом и др. Решение (интегрирование) этих уравнений для большинства практически важных задач даже в наше время возможно только при допущении, что вязкость воздуха равна нулю (замена воздуха «идеальным» газом).
    Однако решение упрощённых таким образом уравнений даёт результаты, противоречащие опыту. Например, сила аэродинамического сопротивления шара оказывается равной нулю (ДАламбера — Эйлера парадокс). Возникшее противоречие в известной степени было разрешено Л. Прандтлем, предложившим разделить пространство, в котором наблюдаются возмущения, вызванные движущимся телом, на две области: область, близкую к поверхности тела, где существенно влияние вязкости, т. н. Пограничный слой, и область вне пограничного слоя, где воздух можно рассматривать как идеальный газ.
    Гипотеза Прандтля и разработанные им уравнения движения газа в пограничном слое (1904) в дальнейшем были развиты в работах многих учёных, в том числе советских (Л. Г. Лойцянский, А. А. Дородницын и др.), и дали возможность получить решение большого числа задач. Предложенная схема не полностью соответствует реально существующим течениям. кроме того, разработанные методы не позволяют теоретически рассчитать течение в случае турбулентного пограничного слоя и для тел сложной формы. В этих случаях приходится применять эмпирические методы, разрабатываемые на основе экспериментального изучения моделей рассматриваемого течения.
    При помощи анализа основных законов течения воздуха теоретическая А. разработаны вопросы подобия теории и моделирования, которые позволяют определить аэродинамические силы, действующие на летательный аппарат, в результате испытания маломасштабной модели этого аппарата. Теория моделирования позволяет также определить и условия, в которых должна испытываться модель. Этот раздел теоретической А. является основой экспериментальной А., главная задача которой состоит в получении численных значений аэродинамических сил, действующих на аппарат, путём испытания модели на специальных установках. В экспериментальной А. широко пользуются законом обращения движения, в соответствии с которым сила, действующая на тело, движущееся со скоростью v, равна силе, действующей на то же тело, закрепленное неподвижно и обдуваемое воздушным потоком с той же скоростью v.
    Установки, на которых исследуют силы и моменты, действующие на неподвижно закрепленную модель — аэродинамические трубы, являются основной частью экспериментальной базы аэродинамических лабораторий. Методы аэродинамических измерений позволяют детально исследовать силы, действующие на модель, а также распределение значений скорости, плотности и температуры воздуха перед моделью и за ней.
    При увеличении скорости полёта и приближении её к скорости звука необходимо учитывать сжимаемость среды. Сверхзвуковой полёт тела характеризуется рядом особенностей: возникают ударные волны, увеличивающие аэродинамическое сопротивление, летящее тело нагревается от трения о воздух и в результате излучения газа за ударной волной. при полёте с большой сверхзвуковой скоростью происходят диссоциация и ионизация газа в ударных волнах. Все эти вопросы, связанные с движением тел со скоростью, превышающей скорость звука, обычно относят к разделу гидроаэромеханики, называются газовой динамикой.
    Широкая область неавиационных приложений А. входит в науку, называемую промышленной аэродинамикой. В ней рассматриваются вопросы, связанные с расчётом воздуходувок, ветровых двигателей, струйных аппаратов (эжекторов), вентиляционной техники (в частности, кондиционирования воздуха), а также вопросы, связанные с аэродинамическими силами, возникающими при движении наземного транспорта (автомобилей, поездов), и ветровыми нагрузками на здания и сооружения.
    В СССР, кроме ЦАГИ, большая научно-исследовательская работа в области А. ведётся в ЦИАМе, в научно-исследовательских институтах АН СССР, в отраслевых научно-исследовательских институтах, в Московском, Ленинградском и других университетах, Московском и Харьковском авиационных институтах, в МВТУ, в Военно-воздушной инженерной академии им. Н. Е. Жуковского и других высших учебных заведениях. В США общее руководство исследованиями в области А. осуществляет NASA (Национальный комитет по аэродинамике и исследованию космического пространства), располагающий крупными лабораторными центрами в Моффетт-Филде (штат Калифорния), Ленгли-Филде (штат Виргиния) и др., а также в Калифорнийском и Массачусетсском технологических институтах, исследовательских институтах ВВС, ВМС и лабораториях крупных фирм, производящих самолёты, ракеты и вооружение. Крупные центры исследований в области А. имеются в Англии, Франции, Японии и других странах.
    Результаты научных исследований публикуются в периодических изданиях: «Известия АН СССР. Механика жидкости и газа» (с 1966). «Журнал прикладной механики и технической физики» (с 1960). «АIAA Journal» (N. Y., с 1963 — переводится на рус. яз.).
    «Journal of the Royal Aeronautical Society» (L., с 1897).
    Лит.: Фабрикант Н. Я., Аэродинамика, ч. 1, М.-Л., 1962: Прандтль Л., Гидроаэродинамика, пер. с нем., 2 изд., М., 1951. Мартынов А. К., Экспериментальная аэродинамика, 2 изд., М., 1958. Пышнов В. С., Аэродинамика самолета, М., 1943. Остославский И. В., Титов В. М.. Аэродинамический расчет самолета, М., 1947. Глауэрт Г., Основы теории крыльев и винта, пер. с англ., М.-Л., 1931.
    М. Я. Юделович.



    АЭРОДИНАМИКА — это… Что такое АЭРОДИНАМИКА?

  • аэродинамика — аэродинамика …   Орфографический словарь-справочник

  • АЭРОДИНАМИКА — (от греч. aer воздух, и dynamis сила). Наука о законах движения газов. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. АЭРОДИНАМИКА греч., от aer, воздух, и dynamis, сила. Наука о законах движения газообразных тел …   Словарь иностранных слов русского языка

  • Аэродинамика — (от греческого аer воздух и dynamis сила) 1) раздел механики сплошных сред, в котором изучаются закономерности движения жидкостей и газов (преимущественно воздуха), а также механическое и тепловое взаимодействие между жидкостью или газом и… …   Энциклопедия техники

  • АЭРОДИНАМИКА — (от греч. aer воздух и dynamis сила), раздел гидроаэромеханики, в к ром изучаются законы движения воздуха (или др. газа) и силы, возникающие на поверхности тел, относительно к рых происходит его движение. В А. рассматривают движение с дозвук.… …   Физическая энциклопедия

  • аэродинамика — и, ж. aérodynamique f. Научная дисциплина, изучающая законы движения воздуха и других газов и их взаимодействие с движущимися в них телами. БАС 2. <Аэрометрия> разделяется на Аэростатику, Пневматику и Аэродинамику. Ян. 1 296. Лекс. Ян. 1803 …   Исторический словарь галлицизмов русского языка

  • аэродинамика — Раздел механики сплошных сред, в котором изучаются закономерности движения газа, преимущественно воздуха, а также механическое и тепловое взаимодействие между газом и движущимися в нем телами. [ГОСТ 23281 78] Тематики аэродинамика летательных… …   Справочник технического переводчика

  • АЭРОДИНАМИКА — (от аэро… и греческого dynamis сила), наука о законах движения газов и взаимодействии их с твердыми телами. Сложилась в 1 й четверти 20 в. в связи с потребностями развивающейся авиации в аналитическом определении подъемной силы летательного… …   Современная энциклопедия

  • АЭРОДИНАМИКА — раздел аэромеханики, в котором изучаются законы движения газа (напр., воздуха) и силы, возникающие на поверхности обтекаемого газом тела. Сформировалась в 20 в. в связи с развитием авиации. Основные задачи аэродинамики: определение сил,… …   Большой Энциклопедический словарь

  • АЭРОДИНАМИКА — АЭРОДИНАМИКА, наука о движении газов и о силах, действующих на предметы, например, самолеты, движущиеся в воздушной среде. Авиаконструктор должен учитывать четыре важнейших фактора и их взаимосвязь: вес аппарата и груза, который должен быть… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • АЭРОДИНАМИКА — АЭРОДИНАМИКА, аэродинамики, мн. нет, жен. (от греч. aer воздух и dynamis сила) (научн.). Учение о сопротивлении воздуха при движении тел. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 …   Толковый словарь Ушакова

  • Газодинамика — Википедия

    Материал из Википедии — свободной энциклопедии

    Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 30 марта 2017; проверки требуют 11 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 30 марта 2017; проверки требуют 11 правок. Конденсация пара в сверхзвуковых областях с пониженной температурой при околозвуковом полете. В задней части облака (на фотографии не видна) образуются ударные волны, в которых поток тормозится (эффект Прандтля — Глауэрта)

    Газодина́мика (или га́зовая дина́мика) — раздел механики, изучающий законы движения газообразной среды и её взаимодействия с движущимися в ней твёрдыми телами. Чаще встречается под названием аэродина́мика (от др.-греч. ἀηρ — воздух и δύναμις — сила), но включает в себя не только аэродинамику, но и собственно газовую динамику. Последняя исторически возникла как дальнейшее развитие и обобщение аэродинамики, и именно поэтому часто говорят о единой науке — аэрогазодинамике. Как часть физики, аэрогазодинамика тесно связана с термодинамикой и акустикой.

    Формальное исследование аэродинамики в современном смысле началось в восемнадцатом веке, хотя наблюдения фундаментальных понятий, таких как аэродинамическое сопротивление были описаны гораздо раньше. Большинство первых исследований в аэродинамике были направлены на достижение полета воздушного судна, что было впервые продемонстрировано Отто Лилиенталем в 1891 году[1]. С тех пор использование аэродинамики посредством математического анализа, эмпирических приближений, экспериментов в аэродинамической трубе и компьютерное моделирование сформировало рациональную основу для развития полета воздушных судов и ряда других технологий. Последние работы в области аэродинамики были сосредоточены на проблемах, связанных со сжимаемым потоком, турбулентностью и пограничными слоями.

    Раздел гидроаэромеханики, в котором изучаются законы движения воздуха и силы, возникающие на поверхности тел, относительно которых происходит его движение. В аэродинамике рассматривают движение с дозвуковыми скоростями, то есть в нормальных условиях до 340 м/с (1200 км/ч).

    Прикладные задачи аэродинамики:

    • распределение давления на поверхности тела;
    • определение сил и моментов, действующих на обтекаемое газом тело;
    • распределение скоростей в воздушном потоке, обтекающем тело;
    • расчёт вентиляции;
    • расчёт пневмотранспорта.

    Специальный раздел аэродинамики — аэродинамика самолёта — занимается разработкой методов аэродинамического расчёта и определением аэродинамических сил и моментов, действующих на самолёт в целом и на его части — крыло, фюзеляж, оперение и т. д. К аэродинамике самолёта относят: расчёт устойчивости, балансировки самолёта, теорию воздушных винтов, теорию крыла. Вопросы, связанные с изменяющимся нестационарным режимом движения летательных аппаратов, рассматриваются в специальном разделе — динамике полёта.

    Результаты аэродинамики находят многообразные применения в самолётостроении, авиастроении, автомобилестроении и в различных летательных аппаратах.

    Основателем современной аэродинамики и аэрогидродинамики считается великий русский учёный Николай Егорович Жуковский.[2] В 1902 году он руководил сооружением аэродинамической трубы всасывающего типа при механическом кабинете Московского университета, в которой осевым вентилятором создавался воздушный поток со скоростью до 9 м/с.[3] В 1904 году возглавил первый в Европе аэродинамический институт, созданный на средства Д. П. Рябушинского в посёлке Кучино под Москвой. В 1905-м году 15-го ноября Николай Егорович Жуковский дал формулу для расчёта подъёмной силы, являющейся основой всех аэродинамических расчётов самолёта.[4] С 1918 года возглавлял ЦАГИ (Центральный аэрогидродинамический институт).[5]

    Газовая динамика возникла как дальнейшее развитие аэродинамики и имеет дело с ситуациями, в которых условия существенно отличаются от нормальных.

    В отличие от классической аэродинамики, газовая динамика имеет дело с такими задачами, в которых сжимаемость газа становится существенным фактором, влияющим на его поведение. В первую очередь, это — задачи о движении газовых потоков со скоростями, близкими или превышающими скорость звука в газе, что приводит к появлению значительных перепадов давления и ударных волн. Другим примером служат те процессы в газовых средах, которые сопровождают экзотермическими (горение, взрыв) или эндотермическими (диссоциация) химическими реакциями: в этих случаях из-за изменения средней молекулярной массы газа и процессов энерговыделения модель идеального газа неприменима.

    Возникновение газовой динамики относится к середине и второй половине XIX века и связано с основополагающими работами К. Доплера, Г. Римана, Э. Маха, У. Дж. Ранкина и П.-А. Гюгонио[6]. Бурное развитие данный раздел механики переживает в XX веке; среди многих имён учёных, внёсших значительный вклад в развитие газовой динамики, следует назвать С. А. Чаплыгина, Дж. Тейлора, Л. И. Седова, Я. Б. Зельдовича.

    • Годунов С. К., Забродин А. В., Иванов М. Я., Крайко А. Н., Прокопов Г. П.  Численное решение многомерных задач газовой динамики. — М.: Наука, 1976. — 400 с.
    • Дейч М. Е.  Техническая газодинамика. — М.: Энергия, 1974.
    • Дейч М. Е., Филиппов Г. А.  Газодинамика двухфазных сред. — М.: Энергоатомиздат, 1981.
    • Дейч М. Е., Зарянкин А. Е.  Гидрогазодинамика. — М.: Энергоатомиздат, 1984.
    • Киреев В. И., Войновский А. С.  Численное моделирование газодинамических течений. — М.: Изд-во МАИ, 1991. — 254 с. — ISBN 5-7035-0148-2.
    • Крайко А. Н.  Вариационные задачи газовой динамики. — М.: Наука, 1979. — 447 с.
    • Мизес Р.  Математическая теория течений сжимаемой жидкости. — М.: ИИЛ, 1961. — 588 с.
    • Соу С.  Гидродинамика многофазных сред. — М.: Мир, 1971.
    • Falkovich, G. Fluid Mechanics, a short course for physicists (англ.). — Cambridge University Press, 2011. — ISBN 978-1-107-00575-4.

    Аэродинамика Википедия

    Аэродинамика – от греческого ἀήρ (air-воздух) + δυναμική (dynamics-воздействие) – наука, изучающая движение воздушных масс и их воздействие на тела, находящиеся в потоке. Аэродинамика проявляется везде, где есть воздух, а он на Земле есть практически везде. Ураганы и пульверизаторы, полет самолетов и птиц, работа пневматических инструментов, добыча газа из скважин, «крученый мяч» в футболе и «японская» подача в волейболе – всё подчиняется законам аэродинамики. До недавнего времени даже существовали вычислительные устройства на аэродинамических принципах. Аэродинамика является частью науки «механика сплошной среды» и вплотную примыкает с одой стороны к механике жидкости и к газодинамике с другой. Термин аэродинамика в настоящий момент практически стал синонимичен термину газодинамика, разница в том, что в газодинамике изучаются движение газов всех видов, а не только воздуха. Формально изучение аэродинамики началось в 18 столетии, хотя основные понятия, например сила сопротивления, появились значительно раньше. Множество усилий было направлено на реализацию возможности полета аппарата тяжелее воздуха, что было впервые достигнуто в 1891 г. Отто Лилиенталем. С тех пор аэродинамические законы, используя через математический анализ, эмпирические аппроксимации, трубный эксперимент и численное моделирование создали базис для развития полетов аппаратов тяжелее воздуха и других сопутствующих технологий

    История[ | ]

    Начало (с древнейших времен до эпохи возрождения)[ | ]

    Одним из самых древних, но постоянных стремлений человечества было стремление подняться в воздух. Это желание — парить в высоте — можно увидеть ещё в творчестве древних греков – миф о Дедале и Икаре один из самых романтичных и самых беспощадных, ибо уже тогда люди стали понимать, что воздушная стихия не прощает ошибок. Но именно в эти времена в работах Архимеда и Аристотеля впервые появляются основополагающие понятия науки о взаимодействии с воздухом – непрерывность сплошной среды, сила сопротивления, градиент давления. Первыми документальными свидетельствами попыток человек подняться в воздух можно считать первые проекты летательных машин, которые относятся к середине 80-х гг. XV века. Автором этих  многочисленны проекты аппаратов с машущими крыльями — орнитоптеров является итальянский инженер, художник, архитектор, скульптор Леонардо Да Винчи. Естественно, что за образцом для подражания им были взяты птицы и их машущий принцип полета. Но уже ко второму десятилетию XVI века он понимает тупиковость развития этой идеи. Он попытался вместо машущего крыла использовать архимедов винт, создав проект вертикально взлетающего летательного аппарата, но и тут его ждала неудача. И после этого в его работах появляются приборы, изучающие свойства воздуха. Это можно считать началом аэродинамики – человечество прекратило слепо копировать природу, а начало изучать опорную среду – воздух.

    Развитие (XVII-XVIII вв)[ | ]
    Из Италии в Англию[ | ]

    Продолжение эти  исследования получили в XVII в. в работах Галилео Галилея. Изучая законы падения тел и движения маятника, который служил в то время инстру

    admin

    E-mail : admin@volonter61.ru

    Отправить ответ

    avatar
      Подписаться  
    Уведомление о