Аэродинамические силы и моменты

летательного аппарата — результат силового воздействия воздуха на движущийся в нем летательный аппарат. Именно эти силы, имеющие динамическую природу, то есть возникающие только при движении летательного аппарата, делают возможным полёт аппаратов тяжелее воздуха (самолётов, вертолётов и др.), в то время как аппараты легче воздуха (дирижабли, аэростаты и др.) поддерживаются в полёте аэростатической выталкивающей силой (см. Аэростатика).На каждый элемент поверхности движущегося летательного аппарата действуют поверхностные силы, которые состоят из нормального напряжения, связанного с давлением гидродинамическим, и касательных напряжений, обусловленных силами трения. Если вязкостью пренебречь и считать воздух идеальной жидкостью, то его воздействие приводит только к нормальным напряжениям.

Нормальные и касательные напряжения, непрерывно распределённые по всей поверхности летательного аппарата, в совокупности определяют векторы равнодействующей аэродинамической силы планера R и аэродинамического момента М относительно некоторой точки, например, центра масс летательного аппарата.В аэродинамике и динамике полёта обычно рассматривают проекции векторов А. С. И м. На оси выбранной системы координат летательного аппарата, наиболее употребительными из которых являются скоростная и связанная системы. В скоростной системе координат составляющая вектора аэродинамической силы R вдоль скоростной оси ха , взятая с обратным знаком, называется силой сопротивления аэродинамического (лобового сопротивления) и обычно обозначается Ха, составляющая вдоль оси yа называется подъёмной силой Ya, а составляющая вдоль оси za — боковой силой Za.

Составляющие вектора R вдоль осей связанной системы координат называются соответственно продольной X (берётся с обратным знаком), нормальной (Y) и поперечной (Z) силами.Составляющие вектора аэродинамического момента в обеих системах координат имеют одинаковые названия. Относительно скоростной (продольной) оси — момент крена (обозначение в скоростной системе координат (MXа), в связанной — Мх) относительно оси подъёмной силы (нормальной оси) — момент рыскания (обозначаются соответственно (Мya), My). Относительно поперечной (боковой) оси — момент тангажа, или продольный момент ((Мxа), Mx).Модуль и направление действия А. С. И м. При заданных скорости и высоте полёта зависят от ориентации летательного аппарата относительно вектора скорости V, которая определяется углом атаки) и углом скольжения.

Эти углы задают также взаимное расположение скоростной и связанной систем координат. Поэтому, зная углы атаки и скольжения можно перевести А. С. И м. Из одной системы координат в другую.При аэродинамических расчётах и при анализе движения летательного аппарата часто используют обезразмеренные А. С. И м. — аэродинамические коэффициенты..