Практическая аэродинамика. Учебник для летного состава (Аронин Г.С., 1962 - Практическая аэродинамика. Учебник для летного состава)

зйй.4 Ауй Доцент, кандидат технических наук ннлгенер-полковник Г. С. АРОНИН сНРАКТИЧЕСКАЯ АЭРОДИНАМИКАэ 1учебнин для летного состава) Кинга предназначена для летного состава ВВС, владеющего элементарнымн ананиями в области теории и тех. ники полета и знакомого с физикой и математикой в объеме программы средней школы. В книге изложены аэродинамические, летно. тактические и пилотажные свойства самолетов с турбореактивнымя двигателями, причем особое внимание уделено сверхзвуковым самолетам.

Приведенные в книге цифровые примеры, графики и таблицы, касающиеся сверхзвуковых салюлегов, являются результатом расчетов, основанных иа опубликованных в печати материалах. Некоторые цифровые данные н графики, имеющие универсальный характер, могут быть применены для всех реактивных самолетов. Кинга может быть полезной слушателям военных академий, курсантам летных н авиационно-технических училищ, а также летному составу ГВФ и ДОСААФ, ВВЕДЕНИЕ Среди авиационных наук видное место принадлежит науке о законах, управляющих полетом самолета,— аз р од и нам и к е с а м о л е т а.

Знание аэродинамики самолета одинаково важно как для авиационных конструкторов и инженеров, так и для летного и командного состава авиации. Конструктор, пользуясь законами и методами аэродинамики, имеет возможность выбрать наилучшие формы и размеры проектируемого самолета и рассчитать его летные характеристики. Инженер, руководящий технической эксплуатацией и обслуживанием самолетов, обязан отчетливо понимать зависимость летных свойств самолетов от условий их эксплуатации, ремонта и наземного обслуживания. Летчик должен овладеть этой наукой для того, чтобы сознательно управлять самолетом, добиться полного использования его летных данных.

Для авиационного командира большое значение имеет умение анализировать летные свойства самолетов, находить наиболее выгодные способы нх боевого применения с учетом летно-тактических данных авиационной техники противника. Аэродинамику самолета в изложении для летного состава авиации принято называть пр а кт и ч ес кой а э родина микой.

Настоящий Учебник рассчитан на летчиков реактивной авиации. Он предназначен для самостоятельного изучения ими практической аэродинамики, а также для подготовки руководителей к занятиям с летным составом. В инструкциях летчику по пилотированию и эксплуатации конкретных типов самолетов подробно излагаются правила выполнения различных эволюций в полете, приводятся необходимые цифровые данные. Однако там, естественно, не может быть дано теоретического обоснования этих правил и данных. Настоящий Учебник должен помочь летчику разобраться в сущности вознмкающих в полете явлений, чтобы сознательно выполнять предписания инструмци и.

Летно-тактические возможности каждого самолета определяются его аэродинамическим совершенством, весовыми данными и характеристиками двигательной установки. Использование этих возможностей нередко связано с приближением к предельно допустимым режимам полета, которые устанавливаются для каждого типа самолета из соображений безопасности полета. Глубокое понимание аэродинамики, летно-тактн. чеокнх и пилотажных свойств современных самолетов позволяет летному составу полнее использовать возможности авиационной техники, соблюдая при этом меры безопасности полета. Для успешного изучения и усвоения практической аэродинамики нужно твердо знать физику и математику в объеме программы средней школы. Знание практической аэродинамики помогает успешному овладению тактикой, самолетовождением, теорией воздушной стрельбы и другим~и дисциплинами.

В первом разделе Учебника излагаются основные сведения о том, как и почему возникают аэродинамические силы, действующие на самолет в полете, и о факторах, влияющих на этн силы. Второй раздел посвящен летно-тактическим свойствам современных самолетов. Здесь рассматривается движение самолета под действием приложенных к нему сил и на ~этой базе определяются его летные свойства — скорость полета, скороподъемность, маневренность, взлетно-посадочные характеристики, дальность и продолжительность полета. При'этом большое внимание уделяется зависимости летных данных самолетов от условий их применения — высоты, полетного веса, температуры наружного воздуха и т.

д. Хорошо понимая влияние различных факторов на летио-тактические характеристики самолета, можно не только определить технически наивыгоднейшие режимы и профиль полета, но, если нужно, и отказаться от них, обоснованно выбрав другие, обеспечивающие в данной обстановке наиболее успешное выполнение боевой задачи. В третьем разделе разбираются пилотажные свойства современных самолетов.

Сначала рассматриваются основные сведения о равновесии, устойчивости и управляемости самолета, а затем более детально — устойчивость и управляемость в различных случаях полета, Знание пилотажных свойств важно летчикам для полноты реализации летно-тактических возможностей самолета и обеспечения безопасности полета. Современная авиация располагает самолетами, летающими быстрее звука. В связи с этим во всех разделах и главах Учебникз рассматриваются характеристики сверхзвуковых самолетов. Однако сверхзвуковому самолету приходится летать и на дозвуковых скоростях.

Существуют еще н дозвуковые самолеты. Поэтому в книге отводится соответствующее место и дозвуковым скоростям полета. В Учебнике рассматриваются самолеты с турбореактивными двигателями, наиболев распространенные в современной военной авиации. Однако многие положения справедливы для самолетов н с друпими двигателями.

ФЯ~~В$Ш666ВЛФЯ~~~~ амфор~Ьа~~~66ФЖ.'к~ь~ййй6666ГЕЮ6~ РАЗДЕЛ СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮШИЕ НА САМОЛЕТ ГЛАВА ! МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОЗДУХА И ВОЗДУШНОГО ПОТОКА При движении самолета в воздухе возникают силы, которые называют а э р о д и н а м и ч е с к и м и. Их образование связано с определенными механическими свойствами воздуха, проявляющимися при движении, а именно: инертностью, сжимаемостью и вязкостью. Инертностью называется стремление тела сохранить состояние покоя или прямолинейного и равномерного движения. Мерой инертности тела является его м а с с а. Инертность воздуха удобно оценивать его м а с с о в о й п л о тн о с т ь ю, которая равна массе одного кубического метра воздуха.

Чем больше массовая плотность воздуха, тем он инертнее. Сжимаемо стью называется свойство среды увеличивать свою массовую плотность при повышении давления и уменьшать плотность при понижении давления. В я з к о с т ь ю называется свойство среды сопротивляться сдвигу одних ее слоев относительно других (соседних), проявляю. щееся в возникновении между ввими слоями внутреннего трения.

6 Е Основы молекулярной теории газов Все тела — твердые, жидкие и газообразные — состоят из молекул. В газообразных телах расстояния между молекулами значительно больше размеров самих молекул, поэтому взаимное притяжение молекул почти отсутствует. Однако размеры молекул столь малы, что, несмотря на относительно большие промежутки между ними, в одном кубическом микроне газа (т. е. в миллиарднойдоле кубического миллиметра) содержится прн нормальных атмосферных условиях почти 3 10' молекул.

Каждая молекула обладает некоторой массой. Произведение атой массы на число молекул в ! м' газа, представляет собой м а ссо в ую плотность газа р. Масса молекулы пропорциональ- на молекулярному весу данного вещества. Поэтому при равном ко. личестве молекул в единице объема газы с меньшим молекулярным весом имеют и меньшую массовую плотность. Например, молекулярный вес водорода равен 2, а кислорода 16; значит, массовая плотность последнего в 8 раз выше массовой плотности водорода. Молекулы газа движутся непрерывно и беспорядочно (хаотически). Скорость движения достигает сотен, а иногда и тысяч метров в секунду, Можно считать, что каждая молекула газа движется прямолинейно и равномерно до тех пор, пока ие столкнется с другой молекулой или с поверхностью тела (стенкой сосуда, поверхностью самолета и т. п.).

При столкновении величина и направ. ление скорости молекулы изменяются, после чего молекула снова движется равномерно и прямолинейно до нового столкновения. При нормальных атмосферных условиях каждая молекула воздуха испытывает около 7,5 млрд. столкновений в секунду, при этом средняя длина ее пробега между столкновениями составляет менее Ч„микрона. Молекула, движущаяся поступательно, обладает ки. т„ч' нетической энергией — (т„— масса молекулы; о — скорость ее движения). В смеси газов (например, в воздухе) средние кинетические энергии молекул с разными массами одинаковы: прн столкновении тяжелой молекулы с легкой последняя отскакивает с болыпей скоростью, чем первая; прн этом меньшая масса компенсируется .

большей скоростью. Средняя кинетическая энергия хаотического поступательного движения молекулы пропорциональна степени нагретости, или абсолютной температуре газа, т. е. ( )=Т, где Т вЂ” абсолютная температура; с — коэффициент пропорциональности. Если считать массы всех молекул одинаковыми, то получим следующее выражение средней скорости молекулы: Следовательно, с р ед н я я с к о р о с т ь м о л е к у л п р о. порциональна корню квадратному из абсолютной температуры.