Параметры торможения

При обтекании тела воздухом струйки деформируются , в результате чего и скорость и давление каждой точке на поверхности тела будет отличаться от скорости и давления невозмущенного потока.

Рис. 1.6. Параметры торможения потока

В точке А (рис. 1.6), называемой критической точкой, скорость потока становится равной нулю, а параметры воздуха (давление, температура и плотность) будут максимальными. Они называются параметрами торможения.

Выведем формулы для определения параметров торможения. Для этого запишем уравнение Бернулли для двух сечений струйки:

,

,

Где — динамическая добавка температуры

Выразим эту формулу через число М полета:

М = ,

где — скорость звука, V – скорость набегающего потока.

.

Из термодинамики известны следующие соотношения между параметрами воздуха:

Для воздуха коэффициент адиабаты К=1,41 и формулы для определения параметров торможения приобретают следующий вид:

Взаимодействие внешней среды
с обтекаемым телом

Системы координат,
применяемые в аэродинамике

Для изучения аэродинамических сил и решения задач аэродинамическому расчёту самолёта применяется скоростная система координат (поточная)

В скоростной системе координат главной является ось ОХ_a, которая направлена по вектору скорости полёта (скоростная ось). Ось ОY_a перпендикулярна оси ОХ_a и лежит в плоскости симметрии самолёта. Ось OZ_a перпендикулярна плоскости X_aOY_a и направлена в сторону правого крыла.

Ось OY_a называется осью подъёмной силы.

Ось OZ _a— боковая ось.

При изучении характеристик устойчивости и управляемости самолёта и для расчёта самолёта на прочность применяется связанная система координат. Начало координат располагается в центре масс самолёта, а оси жёстко соединены с самолётом и являются его главными осями инерции.

Рис.1.7. Скоростная и связанная системы координат

Ось OX направлена вдоль продольной оси самолёта к его носу и называется продольной осью. Ось OY перпендикулярна OX и лежит в плоскости симметрии самолёта. Она называется нормальной осью. Ось OZ, перпендикулярная плоскости XOY и направленная в сторону правого крыла, называется поперечной осью.

Земная система координат применяется при изучении движения самолёта относительно Земли. Начало координат берётся в произвольной точке на поверхности Земли.

Ось направлена по направлению ускорения свободного падения, а оси и направлены произвольно, но так, чтобы они составляли правую прямоугольную систему координат.

Положение самолёта в потоке воздуха определяется углами скольжения и атаки.

Углом скольжения называется угол между направлением потока и плоскостью симметрии самолёта.

Углом атаки называется угол между продольной осью самолёта и проекцией вектора скорости потока на плоскость симметрии самолёта.

Положение самолёта в пространстве характеризуется углами рысканья, тангажа, крена.

Углом рысканья называется угол между проекцией траектории (осью в земной системе координат) и проекцией продольной оси самолёта ОХ на горизонтальную плоскость.

Углом тангажа называется угол между продольной осью самолёта и горизонтом.

Углом крена называется угол между вертикальной плоскостью, проходящей через продольную ось самолёта, и нормальной плоскостью самолёта ( ).

Силы и моменты, возникающие при полёте самолёта в скоростной системе координат имеют следующие названия:

X — сила лобового сопротивления;

Y — подъёмная сила;

Z — боковая сила;

Мх — момент крена;

My — момент рысканья (путевой момент);

Mz — момент тангажа (продольный момент) пикирующий и кабрирующий.