Аэродинамика (от греч. аег - воздух и dynamis - сила) - раздел гидроаэромеханики,
в к-ром изучаются законы движения воздушной (более общо - газообразной)
среды и её силового взаимодействия с движущимися в ней твёрдыми телами,
гл. обр. близкими по форме к используемым в авиации (крыло, удлинённое
тело вращения и т. п.) и в ракетно-космич. технике (корпус ракеты,
спускаемый аппарат и т. п.). Кроме собственно А. как общего раздела
гидроаэромеханики, развились её нек-рые спец. прикладные области. Так,
изучение движения самолёта в целом составило содержание А. самолёта, а
отд. вопросы, потребовавшие углублённого рассмотрения движений самолёта и
др. летат. аппаратов и их устойчивости, привели к появлению самостоят.
отрасли - динамики
полёта в атмосфере. Широкая область неавиац. применений А. получила
наименование промышленной А. К ней обычно относят теорию и расчёт
воздуходувок, ветровых двигателей, струйных аппаратов (напр., эжекторов)
и др.
Обширную область совр. прикладной А. составляет А. лопаточных машин -
насосов, компрессоров, турбин и А. реактивных двигателей. Изучение
движения тел в сильно разреженной атмосфере (на больших высотах) вызвало
появление нового раздела А.- динамики разреженных газов.
Интенсивное изучение вопросов до- и сверхзвуковых движений воздуха и
вообще газов привело к развитию самостоят. раздела гидроаэромеханики - газовой динамики. В А. как простейший её раздел входит аэростатика.
Теоретич. А. базируется на общих ур-ниях
гидроаэромеханики. При этом для изучения сравнительно простых вопросов движения
жидкости или газа вокруг тел и давления потока на них в А. довольствуются в
первом приближении ур-ниями движения несжимаемой жидкости, т. е. ур-ниями гидродинамики (случай малых скоростей, точнее Маха чисел 
), и сжимаемой идеальной жидкости (случай больших скоростей, точнее чисел
). При рассмотрении
более сложных вопросов - аэродинамического сопротивления и теплоотдачи
тел, а также для изучения деталей движения вблизи поверхности тел и в "следу"
за ними, в частности вопросов нарушения обтекаемости тел, в А. применяют ур-ния
движения вязких жидкости и газа (Навье - Стокса уравнения).
Наличие в реальных жидкостях и газах
внутр. трения (вязкости) вносит существ. поправки в А. идеальной жидкости. Возникает
отсутствующее в идеальной жидкости сопротивление (см. Д-Аламбера - Эйлера
парадокс); распределение давлений по поверхности обтекаемого тела, а следовательно,
и подъёмная сила искажаются пограничным слоем, возникающим на поверхности
тела из-за вязкости. При турбулентном режиме течения используются разл. ур-ния
переноса импульса, энергии и напряжения, трактуемые в теории турбулентности. Наиб. трудности вызывает изучение и расчёт вихревых и отрывных течений.
Осн. значение среди разделов А. имеют
теории крыла самолёта, винта гребного, самолёта и ротора (вертолёта), базирующиеся
на общем учении о подъёмной силе крыла бесконечного размаха в плоско-параллельном
потоке и крыла конечного размаха в пространственном потоке, а также на изучении
явления интерференции (взаимодействия) частей самолёта: крыла и фюзеляжа, крыла
и мотогондол, фюзеляжа и оперения и т. п. Особое значение в А. самолёта имеют
проблемы нестационарного течения, вибраций крыла и оперения (см. Аэроупругость). Большие скорости полёта приводят к значит. усложнению всех этих явлений
и требуют углубления теоретич. методов и значит. развития эксперим. техники.
Развитие ЭВМ и ряда разделов вычислит. математики позволило решить мн. задачи
теоретич. и прикладной А. численными методами.
Для определения численных значений коэфф.
сил и моментов, действующих на тело со стороны воздушного потока, проводят аэродинамический
эксперимент, для чего используются аэродинамические трубы., в к-рых
подвергаются обдувке модели частей самолётов и др. летат. аппаратов.
Лойцянский
|
|
 |
