ГЛАВНАЯ СТРАНИЦА

Доцент, кандидат технических наук инженер-полковник
Аронин Григорий Соломонович
Практическая аэродинамика
(учебник для летного состава)



Издание: Аронин Г. С. Практическая аэродинамика (учебник для летного состава). — М.: Воениздат, 1962. — 384 с. Тираж 15.000. Цена 95 коп.
Scan: Danila - Master of Science (M.Sc.) in Physics

Аннотация издательства: Книга предназначена для летного состава ВВС, владеющего элементарными знаниями в области теории и техники полета и знакомого с физикой и математикой в объеме программы средней школы.
В книге изложены аэродинамические, летно-тактические и пилотажные свойства самолетов с турбореактивными двигателями, причем особое внимание уделено сверхзвуковым самолетам. Приведенные в книге цифровые примеры, графики и таблицы, касающиеся сверхзвуковых самолетов, являются результатом расчетов, основанных на опубликованных в печати материалах. Некоторые цифровые данные и графики, имеющие универсальный характер, могут быть применены для всех реактивных самолетов.
Книга может быть полезной слушателям военных академий, курсантам летных и авиационно-технических училищ, а также летному составу ГВФ и ДОСААФ.

Книга в формате DjVu — 3604 кб

Невыправленный текст в формате TXT — 725 кб


ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение (стр. 3)
РАЗДЕЛ 1. СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА САМОЛЕТ
Глава 1. Механические свойства воздуха и воздушного потока (стр. 5)
§ 1. Основы молекулярной теории газов (стр. 5)
§ 2. Краткая характеристика атмосферы (стр. 9)
§ 3. Проявление инертности воздуха в воздушном потоке. Закон Бернулли (стр. 10)
§ 4. Сжимаемость воздуха (стр. 13)
§ 5. Волны уплотнения и разрежения (стр. 15)
§ 6. Скорость ударной волны. Скорость звука (стр. 17)
§ 7. Образование ударных волн. Скачки уплотнения (стр. 19)
§ 8. Проявление сжимаемости воздуха в потоке (стр. 23)
§ 9. Особенности сверхзвукового воздушного потока (стр. 25)
§ 10. Характерные случаи образования скачков уплотнения в сверхзвуковом воздушном потоке (стр. 28)
§ 11. Вязкость воздуха (стр. 31)
§ 12. Пограничный слой (стр. 32)
§ 13. Взаимодействие между пограничным слоем и основным потоком (стр. 35)
§ 14. Число Рейнольдса (стр. 36)
§ 15. Потеря механической энергии при трении и ударах (стр. 36)
§ 16. Кинетический нагрев (стр. 37)
Глава 2. Подъемная сила и лобовое сопротивление (стр. 40)
§ 1. Характерные режимы обтекания (стр. 41)
§ 2. Дозвуковое обтекание крыла —
§ 3. Критическое число М. Волновой кризис и его влияние на распределение давлений (стр. 43)
§ 4. Распределение давлений пря сверхзвуковом обтекании (стр. 46)
§ 5. Избыточное давление при сверхзвуковом обтекании (стр. 48)
§ 6. Образование подъемной силы (стр. 52)
§ 7. Формула подъемной силы (стр. 53)
§ 8. Лобовое сопротивление самолета (стр. 55)
§ 9. Сопротивление трения (стр. 57)
§ 10. Сопротивление давления (стр. 57)
§ И. Сопротивление формы (стр. 58)
§ 12. Волновое сопротивление (стр. 59)
§ 13. Индуктивное сопротивление (стр. 60)
§ 14. Формула лобового сопротивления (стр. 63)
§ 15. Профильно-волновое сопротивление при сверхзвуковом обтекании (стр. 63)
§ 16. Расчет индуктивного сопротивления (стр. 64)
§ 17. Аэродинамическое качество самолета (стр. 65)
§ 18. Зависимость аэродинамических коэффициентов от угла атаки
при неизменном числе М. Поляра самолета (стр. 66)
§ 19. Зависимость аэродинамических коэффициентов от числа М.
Поляры для различных чисел М (стр. 69)
Глава 3. Аэродинамические характеристики самолетов различных геометрических форм (стр. 76)
§ 1. Форма профиля крыла (стр. 76)
§ 2. Влияние формы профиля крыла на его аэродинамические характеристики (стр. 77)
§ 3. Форма крыла в плане (стр. 80)
§ 4. Влияние удлинения крыла на аэродинамику самолета. Крылья малых удлинений (стр. 82)
§ 5. Изменение аэродинамического качества самолета при переходе с дозвуковых на сверхзвуковые скорости полета (стр. 87)
§ 6. Аэродинамические свойства скользящего крыла (стр. 88)
§ 7. Аэродинамические свойства стреловидных и треугольных крыльев (стр. 91)
§ 8. Механизация крыльев (стр. 95)
§ 9. Рациональные формы фюзеляжей (стр. 99)
§ 10. Аэродинамическая компоновка самолета (стр. 100)
Глава 4. Основные характеристики ТРД (стр. 104)
§ 1. Устройство ТРД (стр. 104)
§ 2. Формулы силы тяги и удельного расхода топлива (стр. 105)
§ 3. Зависимость располагаемой тяги и удельного расхода топлива ТРД от скорости полета (стр. 106)
§ 4. Зависимость располагаемой тяги и удельного расхода топлива ТРД от давления и температуры наружного воздуха. Высотная характеристика ТРД (стр. 108)
§ 5. Зависимость располагаемой тяги и удельного расхода топлива ТРД от числа оборотов (стр. 112)
§ 6. Располагаемая тяга для полета в строю (стр. 113)
РАЗДЕЛ II. ЛЕТНО-ТАКТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА САМОЛЕТА
Глава 5. Основные сведения из динамики полета (стр. 115)
§ 1. Виды движения самолета (стр. 115)
§ 2. Силы, действующие на самолет (стр. 116)
§ 3. Связь между силами и характером движения самолета (стр. 116)
§ 4. Силы инерции (стр. 121)
§ 5. Перегрузка (стр. 121)
§ 6. Механическая энергия самолета (стр. 125)
§ 7. Энергетическая высота самолета (стр. 126)
§ 8. Располагаемая перегрузка пу (стр. 129)
§ 9. Физиологическое ограничение перегрузки (стр. 131)
§ 10. Ограничение перегрузки пу по прочности самолета (стр. 132)
§ 11. Взаимная связь между перегрузками ny и nx. Ограничение пу по тяге (стр. 132)
§ 12. Расчет продольной перегрузки nx и предельной по тяге перегрузки ny (стр. 133)
Глава 6. Диапазон скоростей горизонтального полета (стр. 138)
§ 1. Силы, действующие на самолет в горизонтальном полете (стр. 138)
§ 2. Потребный коэффициент подъемной силы и потребная скорость горизонтального полета (стр. 139)
§ 3. Пересчет потребной скорости и потребного числа М на другую высоту полета (стр. 141)
§ 4. Потребная тяга для горизонтального полета и ее зависимость от скорости (стр. 142)
§ 5. Кривые потребной тяги для разных высот полета (стр. 145)
§ 6. Расчет кривых потребной тяги (стр. 147)
§ 7. Кривые располагаемой и потребной тяги. Диапазон скоростей (стр. 147)
§ 8. Ограничения максимальной скорости (стр. 149)
§ 9. Сравнение кривых располагаемой и потребной тяги сверхзвукового и дозвукового самолетов (стр. 151)
§ 10. Зависимость диапазона скоростей от высоты полета (стр. 154)
§ 11. Зависимость диапазона скоростей от температуры наружного воздуха (стр. 157)
§ 12. Зависимость диапазона скоростей от полетного веса самолета (стр. 158)
§ 13. Влияние форсажа на величину максимальной скорости (стр. 160)
§ 14. Диапазон скоростей горизонтального полета строя самолетов (стр. 160)
Глава 7. Скороподъемность и потолок самолета (стр. 162)
§ 1. Силы, действующие на самолет при установившемся подъеме (стр. 162)
§ 2. Угол установившегося подъема (стр. 164)
§ 3. Вертикальная скорость подъема (стр. 165)
§ 4. Режим максимальной скороподъемности (стр. 165)
§ 5. Зависимость вертикальной скорости от высоты (стр. 168)
§ 6. Практический потолок (стр. 170)
§ 7. Продолжительность подъема (стр. 170)
§ 8. Горизонтальный путь при подъеме (стр. 172)
§ 9. Расчет и построение барограммы и траектории подъема (стр. 173)
§ 10. Влияние изменений располагаемой тяги на скороподъемность и потолок самолета (стр. 174)
§ 11. Зависимость скороподъемности и потолка от температуры окружающего воздуха (стр. 175)
§ 12. Зависимость скороподъемности и потолка от полетного веса (стр. 176)
§ 13. Неустановившийся подъем (стр. 177)
Глава 8. Маневренность самолета (стр. 179)
§ 1. Криволинейные маневры (стр. 179)
§ 2. Разворот в горизонтальной плоскости (стр. 180)
§ 3. Перегрузка, радиус и угловая скорость координированного разворота (стр. 183)
§ 4. Установившийся разворот (стр. 185)
§ 5. Расчет предельного установившегося разворота (стр. 186)
§ 6. Зависимость показателей предельного разворота от скорости и высоты полета (стр. 187)
§ 7. Боевой потолок самолета (стр. 189)
§ 8. Зависимость показателей установившегося разворота от полетного веса (стр. 189)
§ 9. Неустановившийся (форсированный) разворот (стр. 190)
§ 10. Разгон и торможение самолета в полете (стр. 191)
§ 11. Расчет ускорения разгона и торможения (стр. 192)
§ 12. Расчет времени и пути разгона и торможения (стр. 193)
§ 13. Факторы, влияющие на характеристики разгона и торможения самолета (стр. 195)
§ 14. Режим наиболее быстрого увеличения энергии самолета (стр. 196)
§ 15. Маневры самолета в вертикальной плоскости (стр. 199)
§ 16. Схемы сил, действующих на самолет при маневрах в вертикальной плоскости (стр. 200)
§ 17. Расчет изменения высоты и скорости при маневрах в вертикальной плоскости (стр. 203)
§ 18. Спираль (стр. 205)
§ 19. Боевой разворот (стр. 207)
§ 20. Установившийся набор высоты с одновременным разворотом (стр. 208)
§ 21. Особенности выполнения петли Нестерова и полупетли на больших высотах и скоростях (стр. 209)
§ 22. Приближенный расчет противозенитного маневра по высоте и курсу (стр. 211)
§ 23. Использование маневра в вертикальной плоскости для увеличения средней горизонтальной скорости (стр. 213)
§ 24. Динамические высоты. Динамический потолок. (стр. 215)
§ 25. Использование форсажа, ускорителей и воздушных тормозов для улучшения маневренности (стр. 219)
§ 26. Маневренность строя самолетов (стр. 221)
Глава 9. Дальность и продолжительность полета (стр. 224)
§ 1. Расход топлива (стр. 224)
§ 2. Определение дальности и продолжительности горизонтального полета по километровому и часовому расходам топлива (стр. 225)
§ 3. Факторы, влияющие на дальность и продолжительность горизонтального полета (стр. 226)
§ 4. Влияние скорости на расход топлива в горизонтальном полете (стр. 227)
§ 5. Влияние высоты на расход топлива в горизонтальном полете (стр. 231)
§ 6. Полет «по потолкам» (стр. 235)
§ 7. Влияние изменений веса, коэффициента безындуктивного сопротивления самолета и температуры воздуха на расход топлива в горизонтальном полете (стр. 238)
§ 8. Влияние ветра на дальность полета (стр. 239)
§ 9. Расход топлива при наборе высоты и разгоне (стр. 240)
§ 10. Дальность планирования. Расход топлива при планировании (стр. 241)
§ 11. Влияние форсирования двигателя на дальность и продолжительность полета (стр. 243)
§ 12. Влияние полета строем на дальность полета (стр. 244)
§ 13. Практический расчет дальности и продолжительности полета (стр. 244)
§ 14. Дозаправка топливом в полете (стр. 247)
Глава 10. Взлетно-посадочные характеристики самолета (стр. 249)
§ 1. Схема взлета самолета (стр. 249)
§ 2. Силы, действующие на самолет при взлете (стр. 250)
§ 3. Скорость отрыва (стр. 251)
§ 4. Ускорение разбега (стр. 252)
§ 5. Длина разбега (стр. 253)
§ 6. Зависимость длины разбега от различных эксплуатационных факторов (стр. 254)
§ 7. Взлетная дистанция (стр. 258)
§ 8. Взлет с ускорителями (стр. 259)
§ 9. Схема посадки самолета (стр. 261)
§ 10. Посадочное планирование (стр. 262)
§ И. Выравнивание (стр. 263)
§ 12. Выдерживание и парашютирование. Посадочная скорость (стр. 264)
§ 13. Ускорение при пробеге (стр. 264)
§ 14. Длина пробега (стр. 265)
§ 15. Зависимость длины пробега от различных эксплуатационных факторов (стр. 265)
§ 16. Посадочная дистанция (стр. 268)
§ 17. Особенности посадки с выключенным двигателем (стр. 269)
§ 18. Безаэродромные взлет и посадка (стр. 271)
РАЗДЕЛ III. ПИЛОТАЖНЫЕ СВОЙСТВА САМОЛЕТА
Глава 11. Основные сведения о равновесии, устойчивости и управляемости самолета (стр. 275)
§ 1. Равновесие сил и моментов (стр. 275)
§ 2. Основные оси самолета (стр. 276)
§ 3. Центровка самолета (стр. 277)
§ 4. Моменты, действующие на самолет (стр. 279)
§ 5. Рулевые моменты. Виды самолетных рулей (стр. 280)
§ 6. Статические моменты. Фокус самолета (стр. 282)
§ 7. Демпфирующие моменты (стр. 284)
§ 8. Устойчивость самолета (стр. 286)
§ 9. Статическая устойчивость (стр. 288)
§ 10. Динамическая устойчивость (стр. 289)
§ 11. Управляемость самолета (стр. 292)
§ 12. Статическая управляемость (стр. 293)
§ 13. Динамическая управляемость (стр. 293)
§ 14. Способы облегчения управления аэродинамическими рулями (стр. 295)
§ 15. Аэродинамическая компенсация (стр. 296)
§ 16. Бустерное управление (стр. 297)
§ 17. Влияние трения и люфтов в системе управления на управляемость самолета (стр. 299)
Глава 12. Устойчивость и управляемость самолета в прямолинейном полете (стр. 301)
§ 1. Продольная устойчивость в прямолинейном полете (стр. 301)
§ 2. Продольная управляемость в прямолинейном полете (стр. 302)
§ 3. Продольная динамическая устойчивость и управляемость (стр. 304)
§ 4. Зависимость продольной устойчивости и управляемости от центровки самолета (стр. 307)
§ 5. Зависимость продольной устойчивости от форм и компоновки самолета (стр. 308)
§ 6. Продольная устойчивость и управляемость при различных углах атаки (стр. 309)
§ 7. Зависимость продольной устойчивости от полетного числа М (стр. 311)
§ 8. Продольная устойчивость при зафиксированной и свободной ручке (стр. 314)
§ 9. Влияние работы двигателя на продольную устойчивость и демпфирование самолета (стр. 315)
§ 10. Влияние высоты полета на продольную устойчивость и управляемость (стр. 317)
§ 11. Продольная управляемость в горизонтальном полете при необратимом управлении (стр. 318)
§ 12. Боковая устойчивость и управляемость в прямолинейном полете (стр. 320)
§ 13. Статическая путевая устойчивость (стр. 320)
§ 14. Статическая поперечная устойчивость (стр. 321)
§ 15. Динамическая боковая устойчивость (стр. 323)
§ 16. Боковая балансировка самолета при больших скоростях полета (стр. 325)
§ 17. Полет на втором режиме (стр. 326)
Глава 13. Управляемость самолета при маневрировании (стр. 329)
§ 1. Функции рулей при маневрировании (стр. 329)
§ 2. Продольная управляемость в криволинейном полете (стр. 329)
§ 3. Влияние центровки на продольную управляемость в криволинейном полете (стр. 332)
§ 4. Влияние скорости и высоты полета на продольную управляемость в криволинейном полете (стр. 333)
§ 5. Поперечная управляемость в криволинейном полете (стр. 336)
§ 6. Работа руля направления при маневрировании (стр. 339)
§ 7. Косвенное действие рулей (стр. 340)
Глава 14. Устойчивость и управляемость самолета при взлете и посадке (стр. 344)
§ 1. Продольная устойчивость и управляемость при разбеге (стр. 344)
§ 2. Путевая устойчивость и управляемость самолета при разбеге и пробеге (стр. 346)
§ 3. Устойчивость и управляемость самолета на воздушных участках взлета и посадки (стр. 347)
§ 4. Влияние выпуска и уборки закрылков на балансировку самолета (стр. 348)
§ 5. Взлет с боковым ветром (стр. 349)
§ 6. Посадка с боковым ветром (стр. 350)
Глава 15. Потеря скорости и штопор (стр. 353)
§ 1. Потеря скорости (стр. 353)
§ 2. Поведение самолета при потере скорости (стр. 355)
§ 3. Самовращение крыла и самолета (стр. 356)
§ 4. Штопор самолета (стр. 358)
§ 5. Факторы, влияющие на характер штопора (стр. 360)
§ 6. Неравномерный и неустойчивый штопор (стр. 362)
§ 7. Вывод самолета из штопора (стр. 362)
Глава 16. Пилотирование самолета в особых условиях полета (стр. 365)
§ 1. Полет в неспокойной атмосфере (стр. 365)
§ 2. Воздействие на самолет ударной волны (стр. 367)
§ 3. Полет в спутной струе от самолета, летящего впереди (стр. 367)
§ 4. Полет двухдвигательного самолета при одном работающем двигателе (стр. 369)
§ 5. Полет с отказавшим гидроусилителем (стр. 373)
Приложения:
1. Таблица стандартной атмосферы (стр. 375)
2. Изменение состояния воздуха при переходе через фронт прямого скачка уплотнения (стр. 377)

ВВЕДЕНИЕ

Среди авиационных наук видное место принадлежит науке о законах, управляющих полетом самолета, — аэродинамике самолета.

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 их боевого применения с учетом летно-тактических данных авиационной техники противника.

Аэродинамику самолета в изложении для летного состава авиации принято называть практической аэродинамикой.

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 эволюции 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 возникающих в полете явлений, чтобы сознательно выполнять предписания инструкции.

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-тактичеоких 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 другими 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 эти 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 летно-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 Учебника рассматриваются характеристики сверхзвуковых самолетов. Однако сверхзвуковому самолету приходится летать и на дозвуковых скоростях. Существуют еще и дозвуковые самолеты. Поэтому в книге отводится соответствующее место и дозвуковым скоростям полета.

В Учебнике рассматриваются самолеты с турбореактивными двигателями, наиболее распространенные в современной военной авиации. Однако многие положения справедливы для самолетов и с другими двигателями.