Аэродинамическое сопротивление (лобовое сопротивление) - составляющая аэродинамич. силы RA, с к-рой
газ (воздух) действует на движущееся в нём тело (см. Аэродинамические сила
и момент). Возникает вследствие необратимого перехода кинетич. энергии тела
в тепловую. А. с.- одна из важнейших аэродинамич. характеристик летат. аппарата,
определяющих его лётно-техн. данные, в частности требуемую тягу двигат. установки.
Оно зависит от формы и размеров тела, его ориентации к направлению движения
(или к скорости набегающего потока), от скорости движения, а также от свойств
и состояния среды, в которой движется тело.
Характеризуется Аэродинамическое сопротивление безразмерным коэф.
Сха (см. Аэродинамические коэффициенты ).А. с. является
суммой проекций на ось 
распределённых по поверхности тела нагрузок, направленных по нормали (давление)
и касательной (вязкое трение) к этой поверхности. Рассеяние кинетич. энергии
и превращение её в тепловую происходит посредством образования вихрей, ударных
волн, аэродинамического нагрева поверхности.
В идеальной, несжимаемой жидкости вихреобразо-вание
и образование ударных волн невозможно, а поэтому, теоретически, не возникает
и Аэродинамическое сопротивление (см. Д' Аламбера-Эйлера
парадокс). Наличие вязкости в реальных средах приводит к А. с. трения, а
также к отрыву потока от тела, влияющему на распределение давления по поверхности
тела. Возникновение ударных волн изменяет величину и распределение давления
по поверхности тела, а также сказывается на сопротивлении трения (напр., стимулирует
переход от ламинарного течения к турбулентному). T. о., А. с. тела формируется
в сложном взаимодействии перечисленных явлений, и вклад этих явлений в создание
А. с. различен.
При дозвуковом течении осн. вклад в Аэродинамическое сопротивление вносят сопротивление трения и отрыв потока с вихреобразованием, причём для хорошо обтекаемых тел (крылья, тонкие тела вращения при малых углах атаки и скольжения) - сопротивление трения, а для плохо обтекаемых - отрыв потока, вихреобразование. Режим и характер вязкого течения зависят от Рейнолъдса числа Re (рис. 1).
В области дозвукового течения, когда возникают локальные зоны, где местная скорость течения достигает, а затем и превышает скорость звука, Сха быстро растёт (рис. 2).
Рис. 1. Зависимость коэффициента
аэродинамического сопротивления Сха от Rе при дозвуковых
скоростях.
Рис. 2. Зависимость Cxa
от числа М при коэффициенте подъемной силы Cya = 0. Заштрихованная
область - вклад волнового сопротивления, Mкр - значение числа Маха,
при котором начинают возникать зоны со сверхзвуковой скоростью (M > 1).
Аэродинамическое сопротивление, обусловленное диссипацией кинетич.
энергии летящего тела в ударных волнах,
наз. волновым сопротивлением; оно вносит основной вклад в А. с. при больших
сверхзвуковых скоростях для затупленных тел (например, спускаемых аппаратов).
Часть Аэродинамическое сопротивление, связанную с созданием подъёмной силы, наз. индуктивным сопротивлением. Оно, также как и волновое, изменяет распределение давления в результате
вихреобразования и отрыва потока. Сопротивление при нулевой подъёмной силе (для
симметричного крыла - при a=0)
иногда наз., в отличие от индуктивного, профильным сопротивлением. Тогда коэф.
Аэродинамическое сопротивление тела
где 
- коэф. сопротивления давления и трения, характеризующие профильное сопротивление,
- коэф. волнового,
- коэф. индуктивного
сопротивления.
Осн. метод определения А. с.- аэродинамический
эксперимент.
Ю. А. Рыжов
|
|
 |
