Аэродинамические силы и моменты

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»

Институт № 3 «Системы управления, информатика и электроэнергетика»

Кафедра 304 «Вычислительные машины, системы и сети»

РЕФЕРАТ

на тему: «Аэродинамические силы и моменты.»

Выполнила студентка группы:

М3О – 111Б – 21

Аитова Алина Валерьевна

Научный руководитель:

д.т.н.,         проф. Зайцев А.В.

Москва

2021

Оглавление

Введение        3

Системы координат        4

Аэродинамические силы и их моменты        6

Подъёмная сила        11

Сила лобового сопротивления        16

Аэродинамическая интерференция        20

Заключение        21

Список литературы        22

Введение

Авиация и ракетно-космическая техника имеют огромное значение в жизни каждого человека. Нашу жизнь невозможно представить без самолётов, спутников. Появление летательных аппаратов открыло перед человечеством огромное количество возможностей. Мы можем добраться до других континентов всего за несколько часов. А с помощью МКС мы можем столько всего изучить. Именно поэтому так важно изучать авиационную и ракетно-космическую технику.

Аэродинамика – это наука об общих законах движения газа (преимущественно воздуха), а также о взаимодействии газа с движущимися в нем телами. Это взаимодействие может быть механическим и тепловым, в результате чего на ЛА в процессе его полета в атмосфере действуют аэродинамические силы, происходит нагрев его поверхности. Именно благодаря аэродинамическим силам возможен полет самолета или вертолета, т.е. аппаратов тяжелее воздуха. Однако аэродинамические силы не только поднимают ЛА в воздух, но и создают вредное сопротивление его движению, а нагрев поверхности ЛА приводит к изменению прочностных характеристик его конструкции. Величины аэродинамических и тепловых нагрузок зависят от формы ЛА и режимов его полета (скорости, высоты). В связи с этим основной задачей аэродинамики является выбор рациональной внешней формы ЛА с целью получения заданных летно-технических характеристик (ЛТХ), а также определение аэродинамических нагрузок и тепловых потоков, действующих на поверхность ЛА, для прочностных расчетов.

Цель: изучить аэродинамические силы и моменты.

Системы координат

При аэродинамических расчетах и изучении динамики движения самолетов используются различные системы координат. Рассмотрим связанную и скоростную системы координат.

Связанная система координат 0XYZ жестко связана с самолетом (отсюда ее название). Начало этой системы совпадает с центром масс самолета (см. рис. 1). Ось 0X лежит в базовой плоскости самолета, она направлена в сторону носовой части и, как правило, параллельна САХ. Эта ось называется продольной осью. Ось 0Y тоже лежит в базовой плоскости самолета, при этом она перпендикулярна оси 0X и направлена к верхней части самолета. Она называется нормальной осью. Ось 0Z перпендикулярна базовой плоскости самолета и направлена в сторону правого полукрыла. Эта ось называется поперечной осью.[pic 1]

[pic 2]

Скоростная система координат 0 связана с вектором скорости движения центра масс самолета относительно воздушной среды (см. рис. 2), ее начало также помещают в центре масс самолета. Ось 0 в скоростной системе координат всегда совпадает с вектором скорости и называется скоростной осью. Ось 0 перпендикулярна вектору скорости, лежит в базовой плоскости самолета и направлена к верхней части самолета. Она называется осью подъемной силы. Ось 0 проводят так, чтобы она дополняла оси 0 и 0 до правой системы координат. Эта ось называется боковой осью.[pic 10][pic 3][pic 4][pic 5][pic 6][pic 7][pic 8][pic 9]