Литература

1. Кокунина Л.Х. Основы аэродинамики. Изд. 2-е., доп. М.: Транспорт , 1982.

2. Носов А.В., Смирнова С.Я. Опорные сигналы по предмету "Аэродинамика". Егорьевск: ЕАТУ ГА, 1990. 68 с.

3. Носов А.В. Аэродинамика летательных аппаратов. Методические указания по выполнению лабораторных работ. Изд. 2-е, испр. и доп. - Егорьевск: ЕАТК - филиал МГТУ ГА, 2013. – 40с.

4. Горшенин Д.С., Мартынов А.К. Методы и задачи практической аэродинамики. М.: Машиностроение, 1977.

5. Атмосфера стандартная. Параметры. ГОСТ 4401-81, изд-во стандартов, 1981.

ИПК Изд-во стандартов, 2004.

6. Динамика летательных аппаратов в атмосфере. Термины, определения и обозначения. ГОСТ 20058-80, изд-во стандартов, 1981.

7. Характеристики самолета геометрические. Термины, определения и буквенные обозначения. ГОСТ 22833-77, изд-во стандартов, 1987.

Методические указания по изучению тем курса

Введение

Аэродинамика ЛА, ее содержание и методы. Место предмета Аэродинамика ЛА в ряду специальных дисциплин, изучаемых в колледже. Связь с базовой наукой- механикой жидкости и газа. Связь с дисциплинами учебного плана.

С краткой историей развития аэродинамики, ее значением для развития авиации, вкладом отечественных и зарубежных ученых и конструкторов можно ознакомиться в рекомендуемой литературе. Необходимо помнить, что главной причиной развития ЛА является борьба за скорость, что ведет к совершенствованию аэродинамики ЛА.

Литература: [1, с. 3-6].

Раздел 1. Основы аэродинамики

Тема 1.1. Основные уравнения аэродинамики

Физико-механические свойства жидкостей и газов:

-основные параметры воздуха: давление, температура, плотность, единицы величин;

-физические свойства воздуха: инертность, вязкость, сжимаемость.

Атмосфера: состав воздуха, строение атмосферы, изменение параметров воздуха по высоте.

Международная стандартная атмосфера (МСА): понятие, параметры атмосферы на среднем уровне моря (начальные параметры), их изменение по высоте, применение в аэродинамике.

Основные сведения о потоке: поток, установившееся и неустановившееся движение потока, траектория частиц, линия тока, струйка.

Основные уравнения аэродинамики: уравнение неразрывности, уравнение Бернулли (вывод уравнений, формулировка, физическая сущность).

Обтекание тела потоком воздуха:

-аэродинамические спектры, их получение, элементы аэродинамического спектра, невозмущенный поток, возмущенный поток;

-пограничный слой: понятие, характер течения: ламинарное и турбулентное течение, профиль скоростей, застойная область, спутная струя, явление отрыва пограничного слоя.

Лабораторная работа 1. Определение скорости воздушного потока в аэродинамической трубе.

Лабораторная работа 2. Визуальные методы исследования обтекания тел дозвуковым потоком.

Изучение данной темы следует начать с повторения понятий параметров воздуха: температуры, давления, плотности, обратив внимание на то, что в аэродинамике наиболее важным параметром воздуха является плотность, т.к. она определяет величину аэродинамических сил.

По физическим свойствам воздуха необходимо знать, что инертность является причиной возникновения сопротивления движению тел, вязкость - причиной снижения скорости у поверхности тела за счет сил внутреннего трения, сжимаемость существенно изменяет аэродинамические силы при больших скоростях полета.

Нужно выяснить, как изменяются параметры воздуха по мере увеличения высоты полета, изучить основные слои атмосферы: тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу, экзосферу, обратив внимание на характер изменения параметров воздуха в том или ином слое, метеоявления и их влияние на полет ЛА.

Международная стандартная атмосфера (МСА) представляет собой некоторую условную воздушную среду, состояние которой соответствует среднегодовым параметрам воздуха для средних широт. Так как испытания ЛА проводятся в различных метеоусловиях и земных широтах и чтобы сравнить их летные характеристики, введено понятие МСА.

В приложении 6 приведены основные параметры МСА до высоты Н=15000 м.

По известным значениям давления и температуры, измеренным во время полета самолета, плотность воздуха подсчитывается по формуле

и по таблице (приложение 6) определяется высота полета согласно МСА.

При изучении основных сведений о потоке обратите внимание на то, что линия тока характеризует движение в данный момент времени, т.к. ее "заполняют" все новые частицы воздуха. Через каждую точку потока может проходить только одна линяя тока.

Понятие "струйка" помогает сложную задачу исследования пространственного обтекания свести к более простой. К отдельной струйке применимы фундаментальные законы природы: сохранения массы и энергии.

Используя закон сохранения массы и закон сохранения энергии к отдельной струйке вывести уравнение неразрывности и уравнение Бернулли

Раскрыть физическую сущность уравнений неразрывности и Бернулли: зависимость скорости от площади сечения, зависимость давления в струйке от скорости; уметь привести примеры практического применения в науке и технике, природе и быту.

При изучении аэродинамических спектров необходимо обратить внимание на пограничный слой - слой воздуха, в котором скорости частиц изменяются по нормали к поверхности значительно быстрее, чем вдоль потока.

По пограничному слою изучить:

- характер течения в пограничном слое, границу перехода ламинарного течения в турбулентное, факторы, влияющие на характер течения в пограничном слое;

- физическую сущность отрыва пограничного слоя, последствия отрыва и меры борьбы с ним;

- пути управления пограничным слоем.