Предмет, задачи и методы аэрогидромеханики

Одним из основных разделов современной физики является учение об аэрогидромеханике. Аэрогидромеханика имеет дело с жидкими и газообразными средами. Жидкости ещё часто называют капельными или несжимаемыми жидкостями, а вторые — газами или сжимаемыми жидкостями.

Гидроаэромеханика исследует вопросы, связанные с покоем жидкости (гидростатика) и с её движением (гидродинамика).

Главное внимание уделяется решению двух основных связанных между собой задач: определения распределения скоростей и давлений внутри жидкости и определения силового взаимодействия между жидкостью и окружающими её твёрдыми телами.

Теория и эксперимент являются двумя основными подходами к решению задач гидроаэродинамики.

Теоретическая гидроаэродинамика базируется в основном на невязкой (или так называемой идеальной) жидкости, внутри которой отсутствует внутреннее трение.

Экспериментальная гидромеханика поставила своей целью установить закономерности течения вязкой (реальной) жидкости.

Возникновение двух ветвей гидромеханики объяснялось отсутствием достаточных представлений о механизме течения жидкости и трудностями решения уравнений движения вязкой жидкости.

В связи с влиянием вязких эффектов поток вязкой жидкости делят на две области: пограничный слой, где преобладают силы трения и используются уравнения движения вязкой жидкости, и внешний поток, к которому можно применять закономерности динамики невязкой жидкости.

На основе решения задач гидродинамики удаётся получить теоретические зависимости, раскрывающие закономерности сопротивлений, возникающий при обтекании тел (крыла и фюзеляжа самолёта, лопасти турбины, кораблей различных форм и т. д.) жидкостью.

Задачи аэродинамического расчёта

Процесс проектирования и конструирования ЛА начинается с проведения аэродинамического расчёта, в основу которого положены две взаимозависимые задачи:

• 1) выбор аэродинамической компоновки ЛА,
• 2) расчёт аэродинамических характеристик ЛА.

При выборе аэродинамической компоновки ЛА решаются задачи отбора формы, размеров и взаимного расположения элементов ЛА.

В задачу расчёта АДХ ЛА входит:

• 1) расчёт распределения давления на поверхности ЛА,
• 2) расчёт составляющих аэродинамических сил и моментов,
• 3) расчёт аэродинамических характеристик органов управления,
• 4) расчёт температуры и тепловых потоков на поверхности ЛА.

Аэродинамический расчёт обеспечивает исходные данные для проведения других работ в процессе проектирования ЛА:

• 1) расчёт тепловых режимов элементов конструкций,
• 2) расчёт траектории полёта,
• 3) расчёт динамических нагрузок,
• 4) расчёт управляемости и устойчивости.