Основы теории полета ла кратко

Обновлено: 05.07.2024

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.

Отдел образования, спорта и туризма Гомельского городского исполнительного комитета

Государственное учреждение образования

«Гомельский городской центр дополнительного

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ ПОЛЁТОВ АВИАЦИОННОЙ МОДЕЛИ

Методическая разработка

Разработал: методист

Сергеенко Сергей Петрович

Представленный материал отображает методику проведения занятия и используемые методические приёмы. Актуальность рассматриваемой темы состоит в том, что она освещает некоторые вопросы понятийного аппарата аэродинамики, без знания которых невозможно построение ни одного реального самолёта и ни одной авиамодели.

Человек полетит, опираясь не на силу

своих мускулов, а на силу своего разума.

Н. Е. Жуковский

Кто из нас в детстве не мечтал стать отважным пилотом? Мечта о небе, о полётах посещает хоть раз каждого ребёнка. Но воплотить мечту детства в реальность и сделать авиацию своей профессией по плечу далеко не каждому. Однако не надо отчаиваться. Выход есть!

Есть занятие, которое позволяет сочетать в себе талант авиаконструктора с навыком лётчика и при этом быть инженером и техником. Имя ему – авиамоделизм.

Авиамоделизм – первая ступень в освоении авиационной техники. Для построения летающей модели нужны определённые знания и навыки, полученные при изучении математики, физики, черчения, технологии.

Цель авиамоделизма состоит в том, чтобы помочь молодому человеку или девушке в желании идти вперёд, чтобы простой интерес превратился в увлечённость авиацией, а увлечённость – определила бы выбор профессии, стала бы смыслом жизни.

Предлагаемая разработка относится к учебным занятиям политехнической направленности. Предполагается, что итогом занятия будет приобретение базовых теоретических знаний и выработка устойчивых навыков решения некоторых практических задач аэродинамики.

Тема занятия: Основные понятия теории полётов авиационной модели.

Возраст учащихся: 12 – 17 лет.

Тип занятия: комбинированное.

Цель занятия: овладение основным понятийным аппаратом теории полёта авиационной модели и решение простейших расчётных задач аэродинамики посредством практической деятельности учащихся объединения по интересам.

Задачи занятия

будут использовать знания из различных предметных областей (математика, физика) для решения рассматриваемых на занятии теоретических вопросов и практических задач;

учащиеся будут знать рассматриваемые технические термины и уметь оперировать ими при изучении последующих тем программы;

будут знать название деталей конструкции самолёта и авиационной модели;

смогут верно выполнить простейшие расчётные задания на определение качества крыла и влияние удлинения крыла на аэродинамические свойства авиационной модели;

развивающие:

содействовать формированию умений учащихся устанавливать причинно-следственные связи;

развивать умение ставить цель и планировать предстоящую деятельность;

воспитательные:

организовать ситуацию воспитания у учащихся ответственного отношения к порученному делу;

создать ситуацию для воспитания чувства коллективизма и взаимопомощи.

Форма занятия: аудиторное.

Формы организации познавательной деятельности: групповая (теоретическая часть занятия), индивидуальная (практическая часть занятия).

Материально-техническое оснащение: компьютер, проектор, доска, мел, мультимедийная презентация, бытовой фен для имитации воздушного потока, прямоугольная пластинка, вращающаяся вокруг вертикальной оси, воздушный винт, который может скользить вдоль оси, на которую он одет, модели летательных аппаратов, тетради для записей, ручки.

СТРУКТУРА ЗАНЯТИЯ

Поскольку данное занятие является занятием по изучению нового материала, то в его структуре можно выделить следующие три этапа: ориентировочно-мотивационный, операционно-познавательный, контрольно-коррекционный и рефлексивный.

I Ориентировочно-мотивационный этап.

Его целью предполагается психологическая и познавательная готовность учащихся к получению новых знаний, наличие у них мотивации на учебную деятельность, определение цели занятия. На данном этапе необходимо:

организовать повторение опорных знаний;

создать условия для обнаружения учащимися уровня своей компетентности в данном вопросе;

сформировать условия для самоопределения учащихся на деятельность и нацелить их на получение её результатов.

Ход занятия на данном этапе

Сбор детей. Дети готовятся к занятию. Педагог приветствует их и проверяет готовность их рабочих мест.

Педагог : Здравствуйте, ребята! Сегодня мы продолжаем наше увлекательное путешествие в мир авиации и авиамоделизма. На прошлом занятии мы рассмотрели вопросы истории авиации. Давайте проверим, что вы запомнили. Для этого попытайтесь дать правильные ответы на следующие вопросы:

Когда состоялся первый полёт человека на летательном аппарате тяжелее воздуха? (17 декабря 1903 года)

Кто совершил этот полёт? (Братья Райт)

Кто создал первый в мире аэростат и когда состоялся его полёт? (братья Монгольфье в 1783 году).

Методический комментарий

Процесс познания начинается с исходного знания, которое нужно актуализировать и использовать для построения нового знания. Основными показателями выполнения задач данного этапа являются:

самоопределение учащихся на целенаправленную деятельность;

активность на последующих этапах занятия.

Целеполагание.

Ход занятия на данном этапе

Педагог : Для того чтобы определить тему нашего занятия вам потребуется отгадать несколько загадок.

Распластавши крылья, птица

В поднебесье пулей мчится.

И, летая выше гор,

Бороздит небес простор.

Словно дикий зверь ревёт.

(Учащиеся отвечают на загадку)

Педагог: Правильно! Это самолёт. Отгадайте вторую загадку.

Точь-в-точь как самолёт,

В кабине есть пилот.

Но в голубых просторах

Летает без мотора.

(Учащиеся отвечают на загадку)

Педагог: Конечно же это планер. Как вы думаете, что объединяет эти два летательных аппарата?

Методический комментарий

На данном этапе педагог ставит перед собой цель вовлечь детей в процесс формирования темы и целей занятия. Если цель дана человеку извне, то его деятельность будет лишь исполнительской, если он сам причастен к определению цели, то она становится преобразовательной. Успех занятия будет более вероятным, если цель преподавателя становится стремлением учащихся.

II Операционно-познавательный этап

Целью данного этапа является восприятие, запоминание и анализ учебного материала. Задача педагога состоит в передаче знания по новой теме. Организации целенаправленной познавательной деятельности учащихся, их тренировке в тех действиях, которые являются целью занятия.

Условиями достижения целей на данном этапе являются:

активная работа по восприятию, анализу, преобразованию новой информации;

наличие ситуаций взаимодействия учащихся по овладению новым учебным материалом.

Ход занятия на данном этапе

Педагог : Полёт любого летательного аппарата, как и модели, происходит в воздушной среде. Попытайтесь ответить на вопрос: Что такое воздух?

(Учащиеся пытаются дать ответ на поставленный вопрос)

Педагог : Природа не терпит пустоты. Каждый свободный сантиметр, если он не заполнен материальным телом, тут же заполняется воздухом. Воздух представляет собой смесь различных газов. В нём находится 78 % азота, 21 % кислорода и около 1 % других газов. Кроме того в воздухе содержатся водяные пары.

Для того, чтобы правильно спроектировать модель и рассчитать её лётные данные, надо хорошо знать свойства воздуха. Физико-химическое состояние воздуха характеризуется следующими параметрами: температурой, давлением, относительной плотностью, вязкостью и сжимаемостью. Все эти и ряд других более специфических параметров изучающихся специальной наукой – аэродинамикой, оказывают влияние на полёт самолёта или авиационной модели.

Аэродинамика – наука о движении воздуха и о механическом взаимодействии между воздушным потоком и обтекаемыми телами.

Самолётом называется летательный аппарат тяжелее воздуха, подъёмная сила которого создается неподвижным относительно других частей летательно го аппарата крылом при его поступательном движении в воздухе [1 с.6].

К основным частям самолёта относятся: крыло, фюзеляж, оперение, силовая установка, шасси (рис.1).

Взаимное пространственное расположение частей самолёта и его различных устройств называется компоновкой. По количеству крыльев самолёты делят на монопланы, т.е. с одним крылом, и бипланы, т.е. самолёты с двумя крыльями, расположенными одно над другим. По расположению крыла относительно фюзеляжа различают низкоплан, среднеплан и высокоплан.

В полёте на самолёт действуют следующие силы: тяга двигателя, сила тяжести, подъемная сила и лобовое сопротивление (рис.2). Последние две силы из перечисленных выше относятся к аэродинамическим.

Рисунок 1 Силы, действующие на самолёт в горизонтальном полёте

Подъёмная сила – направленная вверх сила, возникающая при движении самолёта в воздушной среде. Сила тяжести – сила, вызываемая гравитационным притяжением Земли. Сила сопротивления воздуха (лобовое сопротивление) – сила препятствующая движению вперёд. Тяга винта – сила, возникающая при работе двигателя самолёта [2 с.8].

При горизонтальном полёте с постоянной скоростью подъёмная сила уравновешивает вес самолёта, а сила тяги – силу сопротивления. Если подъёмная сила больше силы тяжести, самолёт набирает высоту, если меньше – снижается.

Все силы передаются на летательный аппарат через давление и трение. Сила давления воздуха на какую-либо поверхность зависит от скорости, с которой он обтекает эту поверхность. Связь между скоростью и давлением впервые была установлена Бернулли: с повышением скорости движения давление в жидкости уменьшается . Этот закон называется законом Бернулли .

Вы можете возразить: в данном законе говорится о движении тела в жидкости, а не в воздухе. Но при изучении взаимодействия между воздухом и телом часто изучают движение тела в жидкости, так как многие закономерности движения тел в воздухе и жидкости одинаковые.

Для демонстрации явления аэродинамического сопротивления и обтекания воздухом различных поверхностей мы можем воспользоваться обычным феном. Меняя насадки фена, мы можем изменять скорость воздушного потока. Кроме того насадки не только увеличивают скорость потока, но и делают его более ровным, вихри случайно сохранившиеся в потоке воздуха, выходящего из сопла насадки вытягиваются в длину и сплющиваются.

Проведём ряд простых опытов. Опыт 1 .Поместим в поток воздуха прямоугольную пластинку (рис.3).

Рисунок 2 Пластинка, вращающаяся вокруг оси

Оба вихря, срывающиеся с боков пластинки, закручиваясь в противоположные стороны, создают сзади пластинки, против её центра, движение, направленное к пластинке т.е. против движения основного потока. Если поместить за пластинкой маленький воздушный винт, который может скользить вдоль оси, то мы увидим следующее: вблизи пластинки винт, вращаясь, начинает приближаться к пластинке, т.е. движется против основного потока; на некотором удалении от пластинки он вращается на месте, а на ещё большем удалении он скользит назад, т.е. удаляется от пластинки (рис.4) [3, с.31].

Рисунок 3 Маленький винт позади обдуваемой пластинки

Опыт 2 . Если нашу прямоугольную пластинку сделать вращающейся вокруг вертикальной оси (вязальная спица) и поместить её в воздушный поток, то она установится поперёк потока, т.е. примет положение, при котором её сопротивление имеет наибольшую величину . В это устойчивое положение она будет возвращаться после любого отклонения. Если дуть на лёгкий бумажный диск, то он то же располагается поперёк воздушного потока (рис.5).

Рисунок 4 Бумажный диск, если его держать при помощи ниток в воздушном потоке, устанавливается поперёк него

Давайте сейчас поговорим об элементе конструкции самолёта или модели, без которой их полёт не возможен в принципе. Как вы думаете: О какой части самолёта сейчас пойдёт речь?

(Следует ответ на заданный вопрос)

Педагог : Правильно! Это крыло. Крыло – несущая поверхность самолёта, предназначенная для создания аэродинамической подъёмной силы , необходимой для обеспечения полёта и маневров самолёта .

Крыло принимает участие в обеспечении поперечной устойчивости и управляемости самолёта и может быть использовано для крепления шасси, двигателей и размещения топлива [4, с.5].

Рисунок 5 Крыло современного пассажирского самолёта

Крыло во многом определяет технические параметры, лётные характеристики и эксплуатационные свойства самолёта и авиамодели. На крыле расположены средства механизации (предкрылки и закрылки) для улучшения ВПХ 1 самолёта, элероны и интерцепторы – для управления самолётом, тормозные щитки – для гашения скорости при посадке. Пилоны предназначены для крепления двигателей (рис.6).

Лонжероны – продольные силовые элементы оперения конструкции крыльев. Бывают простые и наборные различного сечения. Для моделей их изготавливают из прямослойной сосны, плотной бальзы или углепластика.

Кромки . Передняя и задняя кромки, закругления крыльев образуют контур крыла.

Стрингеры – тонкие рейки, идущие вдоль крыла служат для поддержания обшивки и более точного соблюдения профиля.

Нервюры являются поперечными элементами крыла и служат для придания ему определённого профиля.

Профилем крыла называется форма сечения его плоскостью по набегающему воздушному потоку.

Отрезок прямой, соединяющий две наиболее удаленные точки профиля, называется хордой профиля ( b ). Кривизна профиля ( f_max ) определяется как расстояние между хордой и средней линией профиля; X_c_max – расстояние максимальной толщины от носка профиля. С _max – максимальная толщина профиля (рис.7).

Рассмотрим механизм обтекания крыла воздушным потоком. Поверхность тела, как бы она не была хорошо обработана, имеет неровности, размеры которых больше размеров молекул воздуха. Слой воздуха, непосредственно прилегающий к поверхности тела, в котором действуют силы вязкого трения, и скорость постепенно нарастает от нуля до скорости внешнего потока, называется пограничным слоем (рис.8) [1, с.15].

Определение: Теория полета ЛА (Механика полета) – наука,
изучающая движение ЛА на всех участках его полета.
КА
РБ
КА
II ст.
ГО
РКН
Iст.
КА
СА
Считается, что понятие ЛА шире, чем КА, т.к. под ЛА понимают объекты,
обладающие искусственно созданным аэродинамическим качеством.
К таким объектом можно отнести РКН, РН, КА, ГО, спускаемые аппараты и т.п.

ГАЛИЛЕЙ Галилео
Идея относительности движения
Построил 32-кратный телескоп
Открыл горы на Луне
Открыл спутники Юпитера
Открыл фазы Венеры
Открыл пятна на Солнце
(1564-1642)

КЕПЛЕР Иоганн (1571-1630)
Открыл законы движения планет
Создал теорию затмений
Создал телескоп с двояко выпуклыми линзами

НЬЮТОН Исаак (1643-1727)
Открыл закон всемерного тяготение
Создал теорию движения небесных тел
Открыл явления прецессии
Создал телескоп рефлектор

Несмотря на то, что теория полета ЛА при решении
многих задач о движении ЛА использует методы
классической небесной механики, между этими
науками имеет место существенное отличие.
Если небесная механика совершенно не занимается
выбором орбит небесных тел, то главной задачей
теории полета является проектирование орбит ЛА,
которые наилучшим образом способствовали бы
решению поставленных задач.

Под баллистическим обеспечением полетов понимается система
научно-методических
и
организационно-технических
мероприятий, направленных на подготовку баллистических
данных требуемого перечня (баллистической информации) на
всех этапах создания и эксплуатации ракетно-космической
техники и обеспечивающих пуск ракеты космического
назначения, управление движением КА и планирование
применения космических средств по целевому назначению.
Баллистическое обеспечение применения космических средств в
интересах действий группировок войск (сил) и применения
оружия – комплекс организационно-технических и научнометодических мероприятий, направленных на своевременную
подготовку баллистических данных требуемого перечня,
необходимых для разработки замысла, заблаговременной
подготовки и проведения операции группировок войск (сил) с
применением космических средств.

Понятие системы отсчета, инерциальные и неинерциальные
системы отсчета.
При описании движения тела этот процесс связывают с какой-либо
системой координат (декартовой, полярной, сферической,
цилиндрической и т.д.) и системой измерения времени.
Положение материальной точки в пространстве определяется:
1. r
dr
2. V
dt
d 2r
3. j 2
dt
радиусом вектором, компоненты которого совпадают с ее
декартовыми координатами x, y, z,
скоростью,
ускорением.

Для изучения механических явлений надо выбрать ту или иную систему отсчета.
В различных системах отсчета законы движения имеют различный вид
Определение: Системой отсчета (СО) называется совокупность тела отсчета
(небесное тело, ЛА), связанной с ним системы координат (СК) и системы
измерения времени (СИВ).
СО
СК
СИВ
Определение: Системой координат (СК) в пространстве
называют систему, состоящую из точек, прямых, лучей,
векторов, кривых или других элементов плоскости или
пространства, по отношению к которой положение каждой
точки пространства однозначно определяется некоторым
упорядоченным набором чисел, называемых координатами.

Для задания СК необходимо указать:
- начало СК;
- направление осей (и масштаб) и основные плоскость (Oxy) и
направление (Ox).
В зависимости от положения центра различают СК:
гелиоцентрические - центр СК в центре Солнца;
геоцентрические - центр СК в центре масс Земли;
планетоцентрические - центр СК в центре соответствующей планеты (гео-, селено-, . );
барицентрические - центр СК
в центре масс системы тел (не путать с однородными СК);
топоцентрические - центр СК на поверхности Земли (планеты);
объектоцентрические - центр совпадает с какой-либо точкой тела (центром масс).
Например:
O3 x y z O3 xc yc zc
центр СК

Полярная звезда
23,50
экватор
эклиптика
Орбита КА
Орбита Луны
50
Малая
медведица
геостационарная
орбита
Полярная орбита

Классификация систем отсчета, используемых в баллистике:
Системы координат
Свойство инерции
инерциальная
Тело отсчета
неинерциальная
Изучение движения
центра масс
АГЭСК
Изучение движения
относительно центра
масс
Связанная СК
ГОСК
Полусвязанная СК
Стартовая СК
Измерительная СК
планета
РН
КА
Управление движением,
ориентации и стабилизации
Начально-стартовая
Гироскопическая
Скоростная
Орбитальная

2. АГЭСК Абсолютная геоцентрическая экваториальная система координат
O3 x y z
Начало данной СК совпадает с центром масс Земли – Оз
АГЭСК близка к инерциальной
z
экватор
з
Оз
x
ТВР
Направление осей АГЭСК фиксированы на определенную эпоху
Определение. Точкой весеннего равноденствия ( )
называется точка, в которой Солнце, двигаясь по
эклиптике относительно неподвижной Земли из
южного полушария в северное, пересекает
небесный экватор.
y
АГЭСК используется для описания движения
КА в зоне до 930 000 км
ЭКЛИПТИКА [гр. ekleiptike

Авиация | Всё небо запись закреплена

Основы теории полёта летательных аппаратов

Автор: Гуков В.В.
Издательство: МАИ
Год издания: 1978
Формат: PDF

Знание основ теории полета баллистических ракет способствует лучшему пониманию вопросов конструкции и эксплуатации ракетной техники.

Теория полета баллистических ракет (баллистика) базируется на теоретической механике, теория автоматического управлении, математике и занимается изучением движения баллистических ракет.

Под баллистической ракетой (БР) понимают управляемый летательный аппарат, почти вся траектория которого представляет собой траекторию свободно брошенного тепа (баллистическую траекторию). Траекторией БР называется пространственная кривая, описываемая в полете центром масс (ц.м.) ракеты.

Различают два вида полета летательных аппаратов: баллистический и программный. Баллистическим полетом называется полет, основывающийся на принципе бросания и полностью определяющийся заданием начальных условий движения (например, полет артиллерийского снаряда). Программным полетом называется полет, основывающийся на принципе управления по определенной программе силами, действующими на летательный аппарат (например, полет самолета).

Прежде чем мы начнем подробно разбирать особенности конструкции и управления полетом параплана, нам предстоит познакомиться со стихией, в которой "живет" параплан, с воздухом. Процессы взаимодействия твердого тела с обтекающим его потоком жидкости или газа изучаются наукой АЭРОГИДРОДИНАМИКОЙ. Мы не станем забираться в глубины этой науки, но разобрать основные закономерности необходимо. Прежде всего нужно запомнить главную формулу аэродинамики формулу полной аэродинамической силы.

Полная аэродинамическая сила сила, с которой набегающий воздушный поток воздействует на твердое тело.

Центр давления точка приложения этой силы.

R Полная аэродинамическая сила.

C_r Коэффициент полной аэродинамической силы.

q Динамический напор.

S Эффективная площадь тела.

r Плотность воздуха.

V Скорость тела относительно воздуха (или "воздушная скорость").

Из формулы видно, что сила воздействия воздушного потока на тело зависит от размеров тела, интенсивности воздушного потока, которая определяется его плотностью и скоростью, и коэффициента полной аэродинамической силы C_r. Наибольший интерес в этой формуле представляет коэффициент C_r, определяющийся множеством факторов, главными из которых являются форма тела и его ориентацией в воздушном потоке.

Аэродинамика наука экспериментальная. Формул, позволяющих абсолютно точно описать процесс взаимодействия твердого тела произвольной формы с набегающим потоком воздуха, пока не придумано. Однако было замечено, что тела, имеющие одинаковую форму (при разных линейных размерах), взаимодействуют с воздушным потоком одинаково. Можно сказать, что C_r = R при продувке тела некоторого единичного размера воздушным потоком единичной интенсивности. Такого рода коэффициенты очень широко используются в аэродинамике, так как они позволяют исследовать характеристики летательных аппаратов (ЛА) на их уменьшенных моделях.

При взаимодействии твердого тела с потоком воздуха неважно, движется ли тело в неподвижном воздухе или неподвижное тело обтекается движущимся воздушным потоком. Возникающие силы взаимодействия будут одинаковы. Но, с точки зрения удобства изучения этих сил, проще иметь дело со вторым случаем. На этом принципе основана работа аэродинамических труб, где неподвижные модели ЛА обдуваются потоком воздуха, разгоняемым мощными вентиляторами. Однако даже незначительные неточности в изготовлении моделей могут внести существенные ошибки в измерения. Поэтому аппараты небольших размеров по возможности продуваются в трубах в натуральную величину.

Рис. 3. Продувка в аэродинамической трубе ЦАГИ параплана
Крокус-спорт специалистами фирм ASA и Параавис.

Рассмотрим примеры обтекания воздухом трех тел с одинаковым поперечным сечением, но разной формы: пластины, установленной перпендикулярно потоку, шара и тела каплевидной формы.

Рис. 4. Зависимость величины полной аэродинамической силы от формы обтекаемого тела.
Пластина 100%. Шар 40%. Капля 4%.

В аэродинамике существуют, возможно, не совсем строгие, но легко понимаемые термины: удобообтекаемое и неудобообтекаемое тело. На приведенных рисунках видно, что труднее всего воздуху обтекать пластину. Зона вихрей за ней максимальная. Закругленную поверхность шара обтекать проще. Зона вихрей меньше. А сила воздействия потока на шар составляет 40% от силы воздействия на пластину. Еще проще потоку обтекать тело каплевидной формы. Вихри за ним практически не образуются, а R капли составляет лишь 4% от R пластины.

В рассмотренных выше случаях сила R была направлена по потоку. При обтекании же некоторых тел полная аэродинамическая сила может быть направлена не только вдоль потока воздуха, но и иметь боковую составляющую.

Выставите из окна быстродвижущегося автомобиля сжатую ладонь и расположите ее под небольшим углом к набегающему потоку воздуха. Вы почувствуете, как ваша ладонь, отбрасывая воздушную массу в одну сторону, сама будет стремиться в противоположную, как бы отталкиваясь от набегающего потока.

Рис. 5. Схема обтекания наклоненной пластины.

Возможность полетов всех типов ЛА тяжелее воздуха основывается на принципе отклонения аэродинамической силы от направления движения воздушного потока.

Планирующий полет безмоторного ЛА можно сравнить со скатыванием санок с горы. И санки, и ЛА все время движутся вниз. Источником энергии, необходимой для движения аппарата, является ранее набранный запас высоты. Как саночник, так и пилот безмоторного ЛА перед полетом должны подняться на гору или набрать высоту каким-либо иным образом. Как для санок, так и для безмоторного ЛА движущей силой является сила тяжести.

Для того чтобы не привязываться к какому-либо конкретному типу ЛА (параплан, дельтаплан, планер), будем считать ЛА материальной точкой. Пусть по результатам продувок в аэродинамической трубе было определено, что полная аэродинамическая сила R отклоняется от направления движения воздушного потока на угол Q.

Рис. 6. Несколько позже мы убедимся, что при обтекании
воздухом шарообразного тела сила R может отклоняться от направления
потока и разберем, когда и почему это происходит.

А теперь представьте себе, что мы подняли исследуемое тело на некоторую высоту и отпустили его там. Сначала тело будет падать вертикально вниз, разгоняясь с ускорением, равным ускорению свободного падения, так как единственной силой, действующей на него в эти мгновения, будет направленная вниз сила тяжести G. По мере нарастания скорости падения в действие вступит аэродинамическая сила R. При взаимодействии твердого тела с потоком воздуха неважно, движется ли тело в неподвижном воздухе или неподвижное тело обтекается движущимся воздушным потоком. Величина и направление действия силы R (относительно направления движения воздушного потока) не изменятся. Сила R начинает отклонять траекторию движения тела. Причем, вместе с изменением траектории полета будет меняться и направление действия R относительно поверхности земли и силы тяжести G.

Рис. 7. Силы, действующие на падающее тело.

Из 1-го и 2-го законов Ньютона знаем, что тело будет двигаться равномерно и прямолинейно, если сумма действующих на него сил равна нулю.

Как говорилось ранее, на безмоторный ЛА действуют две силы:

полная аэродинамическая сила R.

ЛА выйдет на режим прямолинейного планирования тогда, когда эти две силы уравновесят друг друга. Сила тяжести G направлена вниз. Очевидно, что аэродинамическая сила R должна смотреть вверх и быть той же величины, что и G.

Рис. 8. Сумма сил, действующих на тело, при
установившемся прямолинейном планировании равна нулю.

Аэродинамическая сила R возникает при движении тела относительно воздуха, она определяется формой тела и его ориентацией в воздушном потоке. R будет направлена вертикально вверх, если траектория движения тела (его скорость V) будет наклонена к земле на угол 90-q. Очевидно, что для того чтобы тело летело "далеко", нужно, чтобы угол отклонения полной аэродинамической силы от направления движения воздушного потока был максимально большой.

Абсолютная величина скорости полета V будет определяться значением коэффициента C_r, полученным при продувке нашего тела в аэродинамической трубе. Чем C_r больше, тем скорость полета V будет меньше.

Читайте также: