Аэродинамические сила и момент

АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ СИЛА И МОМЕНТ, величины, характеризующие воздействие газообразной среды на движущееся в ней тело (например, на самолёт). Силы давления и трения, действующие на поверхности тела, могут быть приведены к равнодействующей R этих сил, называемой аэродинамической силой, и к паре сил с моментом М, называемым аэродинамическим моментом. Аэродинамическую силу раскладывают на составляющие в прямоугольной системе координат (рис. 1), связанной либо с вектором скорости тела v (поточная система), либо с самим телом (связанная система). В поточной системе сила, направленная в сторону, противоположную вектору v, называется аэродинамическим сопротивлением Х, перпендикулярная к вектору v и лежащая в вертикальной плоскости - подъёмной силой Y, а перпендикулярная к ним обеим - боковой силой Z. В связанной системе координат аналогом первых двух сил являются тангенциальная Т и нормальная N силы.

Аэродинамический момент играет важную роль при расчёте движения летательных аппаратов, определяя их устойчивость и управляемость, и представляется в виде трёх проекций на оси координат, связанные с телом (рис. 2): М_х (момент крена), М_у (момент рыскания) и M_z (момент тангажа). Знаки моментов положительны, когда они стремятся повернуть тело соответственно от оси у к оси z, от оси z к оси х, от оси х к оси у. Аэродинамическая сила и момент зависят от формы и размеров тела, свойств и состояния среды, в которой происходит движение, от скорости центра масс тела и его ориентации к направлению скорости, от угловой скорости вращения, а в некоторых случаях и от ускорения движения тела. Определение аэродинамической силы и момента для тел различной формы и при всевозможных режимах полёта - одна из главных задач аэродинамики и аэродинамического эксперимента.