Поперечная остойчивость

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Основы аэродинамики и гидромеханики

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ: Стр

-История развития авиации…………......................8

-Краткий обзор развития аэродинамики и гидродинамики…………………………………..13

Раздел 1. ОСНОВЫ АЭРОДИНАМИКИ

Глава 1. Основные понятия и законы

аэродинамики.

1.1.Атмосфера……………………………………...13

1.2.Воздух, его основные параметры…………….23

1.3.Физические свойства воздуха………………...25

1.4.Основные части самолета и их назначение….28

1.5.Принципы полета тел.

Глава 2. Основные законы движения жидкостей

и газов.

2.1. Основные понятия и принципы аэродинами-

ки………………………………………......................33

2.2.Уравнение неразрывности струйки…………..36

2.3.Уравнение Бернулли для жидкости и несжимае-

мого газа…………………………………………….37

2.4.. Уравнение Бернулли для сжимаемого газа…40

2.5.Параметры торможения……………………….42

1

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Основы аэродинамики и гидромеханики

Глава 3. Взаимодействие внешней среды с обтекае-

мым телом.

3.1.Системы координат, применяемые в аэродинами-

ке………………………………………………………..44

3.2.Аэродинамические спектры……………………..47

3.3.Пограничный слой……………………………….50

3.4Отрыв пограничного слоя……………………….55

Глава 4. Основы экспериментальной

аэродинамики.

4.1.Аэродинамический эксперимент……………….56

4.2.Принцип работы аэродинамической трубы……57

4.3.Основы теории подобия…………………………61

Раздел 2. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ

ХАРАКТЕРИСТИКИ КРЫЛА И САМОЛЕТА

Глава 5.Геометрические характеристики крыла.

5.1.Профиль крыла…………………………………..65

5.2.Крыло в плане……………………………………70

5.3.Вид крыла спереди……………………………....73

Глава 6. Аэродинамика крыла.

6.1.Возникновение аэродинамических сил…………73

6.2.Подъемная сила крыла. Теорема Жуковского…76

6.3.Лобовое сопротивление крыла. Профильное со-

противление……………………………………………84

2

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Основы аэродинамики и гидромеханики

6.4.Индуктивное сопротивление……………….84

6.5.Поляра крыла. Аэродинамическое

качество…………………………………………..89

6.6.Распределение давления по крылу………...94

6.7.Пересчет аэродинамических характеристик при изменении удлинения………………………99

6.8.Особенности обтекания стреловидного крыла. ………………………………………......102

6.9.Механизация крыла………………………..104

Глава 7. Аэродинамика самолетов.

7.1.Подъемная сила самолета………………….117

7.2.Лобовое сопротивление самолета…………119

7.3.Поляра самолета. Аэродинамическое качество…………………………………………120

Раздел 3.ОСНОВЫ АЭРОДИНАМИКИ БОЛЬШИХ

СКОРОСТЕЙ.

Глава 8. Скорость звука и число М полета…….124

8.1.Природа скорости звука……………………….125

8.2.Понятие о числе Маха…………………………126

Глава 9. Получение и особенности сверхзвуковых

потоков.

9.1.Сопло Лаваля…………………………………..128

9.2.Первая особенность сверхзвукового

3

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Основы аэродинамики и гидромеханики

течения газа…………………………………………..130

9.3.Вторая особенность……………………………..132

9.4.Третья особенность…………………………….133

Глава 10. Волновой кризис крыла.

10.1.Понятие критического числа Маха…………...136

10.2.Сущность волнового кризиса…………………137

10.3.Волновое сопротивление крыла………………138

10.4.Влияние сжимаемости на аэродинамические характеристики крыла……………………………....140

10.5.Меры по смягчению и преодолению

волнового кризиса……………………………………143

10.6. Поляры самолета на различных числах М…..145

Раздел 4. ДИНАМИКА ПОЛЕТА

Классификация скоростей полета………………..151

Глава 11. Установившееся движение самолета

11.1.Горизонтальный полет самолета. Скорости горизонтального полета………………………………….155

11.2.Тяга и мощность горизонтального полета…..157

11.3.Совмещенный график потребной и располагаемой тяг…………………………………...161

11.4.Диапазон скоростей горизонтального

полета………………………………………………...164

11.5.Набор высоты…………………………………..166

11.6.Снижение самолета. Планирование…………..174

4

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Основы аэродинамики и гидромеханики

11.7.Вираж…………………………………..181

11.8.Дальность и продолжительность

полета………………………………………..185

Глава 12. Неустановившееся движение самолета……………………………………..193

12.1.Взлет самолета…………………………195

12.2.Посадка самолета……………………....201

Раздел 5. УСТОЙЧИВОСТЬ

И УПРАВЛЯЕМОСТЬ САМОЛЕТА

Глава 13. Устойчивость самолета.

13.1.Основные понятия………………………...208

13.2.Продольная устойчивость………………...214

13.3.Путевая устойчивость…………………….220

13.4.Поперечная устойчивость………………...222

13.5.Боковая устойчивость…………………….224

.

Глава 14. Управляемость самолета.

14.1.Основные понятия………………………….228

14.2.Продольная управляемость………………..230

14.3.Боковая управляемость…………………….230

14.4.Особенности устойчивости и управляемости скоростных самолетов……………………………232

5

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Основы аэродинамики и гидромеханики

14.5. Аэродинамическая компенсация……………...236

Раздел 6. ОСНОВЫ ГИДРОАВИАЦИИ

Глава 15. Основные понятия гидроавиации

15.1.Общие понятия гидромеханики………………244

15.2.Основные элементы конструкции Гидросамолета……………………………………….245

15.3.Геометрические элементы и параметры

лодки………………………………………………….247

15.4.Установочные геометрические элементы подкрыльного поплавка…………………………………249

15.5.Классификация гидросамолетов……………...251

Глава 16. Мореходность гидросамолетов………..259

Глава 17. Плавучесть гидросамолета…………….262

Глава 18. Остойчивость.

18.1.Поперечная остойчивость…………………….264

18.2.Равновесие и остойчивость при крене……….271

18.3.Диаграмма поперечной остойчивости……….274

18.4.Продольная остойчивость…………………….278

18.5.Определение угла начального дифферента….279

18.6.Продольная остойчивость на больших углах дифферента…………………………………………...282

Глава 19.Движение гидросамолета на режиме пла-

вания…………………………………………………286

6

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Основы аэродинамики и гидромеханики

Глава 20. Глиссирование гидросамолета……245

Глава 21. Непотопляемость.

21.1.Общие понятия……………………………

21.2.Первый случай затопления……………….306

21.3.Второй случай……………………………..312

21.4.Третий случай……………………………..315

Глава 22. Экранопланы………………………..320

ВВЕДЕНИЕU

7

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Основы аэродинамики и гидромеханики

История развития авиации

С незапамятных времен люди мечтали научиться летать. Тысячелетия живет миф о бесстрашном Икаре. Но шли столетия, а мечты оставались мечтами. Изобретатели пытались создать крылья, которые подняли бы человека в воздух. Но все эти попытки не имели успеха.

Человек всегда стремился приблизиться к звездам, окунуться в небо. Наблюдая за птицами, мотыльками, он осознавал: чтобы летать, нужны крылья. Еще в XV веке Леонардо да Винчи проектировал летательные аппараты, главным атрибутом которых являлись крылья. После него изобретатели пытались также создать крылья, способные дать возможность человеку взлететь. Конечно, не только крылья предоставляли возможность соприкоснуться с небом, также были изобретены летающие шары, дирижабли, но эра самолетостроения, взявшая за основу крылья, взяла бразды правления в свои руки, отодвинув на второй план эру дирижаблей.

В истории развития многих видов техники различают два периода: период возникновения, становления этой техники и период ее широкого применения.

Первый период развития самолетов характеризуется созданием конструкции, способной поднять человека в воздух и обеспечить надежный его полет.

Повышенный интерес к летательным аппаратам возник во второй половине XIX века, наступило время интенсивного поиска технических решений и реали-

8

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Основы аэродинамики и гидромеханики

зации замыслов первых изобретателей летательных аппаратов.

В1882 году самолет, созданный А.Ф. Можайским в натуральную величину, смог оторваться от земли с человеком на борту. Это был первый в мире полет управляемого аппарата, снабженного механической тягой, основанный на аэродинамическом принципе летания. Россия стала родиной первого в мире самолета, имевшего все основные части, которыми представлен современный самолет: фюзеляж, крыло, оперение, шасси, силовая установка и управление. Но из-за громоздкой силовой установки при испытании самолет оторвался от земли, накренился и упал, повредив крыло. До конца своей жизни Можайскому так

ине удалось закончить работы по усовершенствованию самолета.

Вконце XIX и в начале XX столетия были предприняты многочисленные попытки создания самолета по уже имевшимся техническим данным.

Теоретические основы аэродинамики и теория полета ЛА были разработаны профессором Н.Е. Жуковским.

XX век положил начало созданию ЛА, который был бы легко управляем и устойчив в полете. Начались массовые эксперименты в области разработки ЛА.

В 1903 году братья Райт, велосипедные механики, создали аэроплан, который оторвался от земли.

В 1904 году Альберто Сантос-Дюмон сумел на своем аэроплане сделать несколько подскоков, а в 1906 году пролетел 200 метров.

9

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Основы аэродинамики и гидромеханики

В1909 году фирма "Братья Ваузен" по заказу автомобильного гонщика Анри Фармана строит ему несколько аэропланов, где впервые для крена применяются элероны.

Вэто же время несколько монопланов создает богатый фабрикант Луи Блерио.

В1911 году русский инженер Гаккель демонстрирует гидросамолет, а в 1912 году появляются аэропланы 23-х летнего конструктора И.И. Сикорского.

Весной 1913 года появляется 4-х тонный "Русский Витязь" Сикорского. В салоне этого аэроплана свободно размещались диван, 4-е стула, столик, умывальник, гардероб. В носовой части фюзеляжа находился открытый балкон. Он совершил 53 удачных полета. После него Сикорский построил 4-х моторный самолет под названием "Илья Муромец", который положил начало развитию тяжелой авиации и использовался в военных действиях.

С 1914 года начался второй период жизни самолетов — период их широкого применения, совершенствования и развития, который продолжается и до сих пор. Этот период с самого начала характеризовался борьбой за улучшение летных характеристик самолета, увеличение скорости полета, грузоподъемности, дальности и продолжительности, улучшение комфортабельности.

Впериод с 1918 по 1922 год в основном строились усовершенствованные нашими инженерами машины иностранных конструкций, а также самолеты, создан-

10