Аеродинаміка

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Аеродина́міка, розділ механіки суцільних середовищ, який вивчає сили, що виникають у повітрі або газі при русі. Наприклад, потоку повітря навколо об'єктів (наземного транспорту, куль, ракет, літаків), що рухаються на великій швидкості в атмосфері.

Аеродинаміка — розділ аеромеханіки про рух газоподібних середовищ (гол. чин. повітря) та взаємодію між ними і твердими тілами при їхньому відносному русі.

[ред.] Розділи

[ред.] Теоретична аеродинаміка

Основна стаття: Теоретична аеродинаміка

А. поділяється на теоретичну, експериментальну та прикладну.

Теорет. А. використовує математ. методи дослідження, спираючись на деякі дослідні положення, вводить поняття про ідеальну та в'язку рідину, прилучений вихор тощо. Теорет. основою А. ідеальної рідини є диференційні рівняння, які вперше були подані рос. акад. Л. Ойлером. На основі поняття ідеальної нестисливої рідини видатний вітчизн. вчений М. Є. Жуковський встановив важливу закономірність про підйомну силу крила літака:

Y = рvГ (теорема Жуковського),

де Y — підйомна сила, р — густина повітря, v — швидк. руху незбуреного потоку, Г — циркуляція швидкості, яку обчислюють за формулою Г = ф V • Аг (йг — елемент контура). Частина А., що трактує про рух стисливої рідини (газу), наз. газовою динамікою. Явище стисливості характеризують числом

М = v/a ,

де v — швидкість руху газу (або тіла в газі), a — швидкість звуку в газі.

Число M, при якому в деяких точках потоку (на поверхні тіла) швидкість набуває швидкості звуку, наз. критичним (Mкр). При малих значеннях М газ (повітря) вважають нестисливим. При M>Mкр виникають стрибки ущільнень, в яких змінюються стрибком швидкість, тиск, густина, температура. При наявності таких стрибків аеродинамічний опір значно зростає. В'язкість при значних швидкостях практично проявляється в тонкому шарі, що прилягає до поверхні тіла, яке обтікається, — в пограничному шарі, за допомогою якого визначають вплив в'язкості на лобовий опір (див. Аеродинамічний опір).

Проблеми проектування міжконтинентальних ракет, штучних супутників Землі та космічних кораблів пов'язані з А. надвеликих швидкостей та А. дуже розріджених газів — космічною аеродинамікою.

[ред.] Експериментальна аеродинаміка

Основна стаття: Експериментальна аеродинаміка

Експериментальна А. розглядає саме явище, досліджує його в аеродинаміч. лабораторіях або в натурі, узагальнює наслідки досліджень, встановлює певні закономірності. В основу експеримент. А. покладена теорія динамічної подібності, яка вчить, що для правильного перенесення результатів досліджень з моделі на натуру треба додержуватись рівності для них т. з. критеріїв, або чисел подібності.

[ред.] Прикладна аеродинаміка

Основна стаття: Прикладна аеродинаміка

Прикладна А. пов'язана з тех. застосуваннями теорет. та експеримент. А. до теорії літака, повітряних гвинтів, газових турбін компресорів, реактивних двигунів тощо. Якість цих апаратів значною мірою залежить від стану аеродинаміч. розрахунку. А. широко використовує сучасна теплотехніка для інтенсифікації процесів горіння в топках парових котлів, камерах горіння газових турбін, а також для вентиляції приміщень, охолодження машин та механізмів тощо.

Останнім часом А. використовують в хем. пром-сті для інтенсифікації процесів турбулентного змішування газів та рідни в апаратах, де відбуваються хемічні реакції (хімічна аеродинаміка). А. використовується також при розробці і дослідженні ряду процесів у збагаченні корисних копалин (напр., всі пневмопроцеси, струминне подрібнення матеріалів), при розрахунку систем провітрювання шахт, рудників тощо.