Аэродинамические силы, действующие на крыло

Крыло, находящееся в потоке воздуха, деформирует обтекающие его струйки. Изменения сечений струйки сопровождается изменением скорости в соответствии с уравнением неразрывности. Изменение скорости, согласно уравнению Бернулли, приводит
к изменению давления в разных точках поверхности крыла.

Кроме того, на поверхности крыла образуются силы трения. В результате на крыло действует аэродинамическая нагрузка, которая складывается из
распределенных по его поверхности элементарных нормальных сил давления и тангенциальных сил
трения. Равнодействующая этих сил получила название полной аэродинамической силы R крыла.

Если обтекание крыла имеет симметричный характер, то на­правление силы R совпадает с направле-нием невозмущенного потока.

В общем случае при несимметричном об­текании направление силы R не совпадает с направлением невозмущенного потока (рис 2.9).

Рис. 2.9. Полная аэродинамическая сила

Точка пересечения линии действия силы R с хордой называет­ся центром давления (ц. д.)

Для практических расчетов обычно пользуются не значениями полной аэродинамической силы R , а ее составляющими – проекциями на оси скоростной или связанной систем координат при отсутствии угла скольжения.

Проекция аэродинамической силы R на ось ОX_a скоростной системы координат называется силой лобового сопротивления X . Она всегда направлена по потоку и препятствует относительному движению крыла и воздушной среды.

Проекция аэродинамической силы R на ось ОY называется подъемной силой Y . Благодаря этой силе преодолевается сила тяжести и становится возможным отрыв самолета от земли.

Проекции силы R на оси OX и OY связанной системы координат называют соответственно продольной силой X и аэродинамической нормальной силой Y.

Ааэродинамические силы крыла выражаются формулами, полученными на основании теории подобия явлений в аэродинамике, и имеют следующий вид:

R = C_R S ;

X =C_X S ;

Y =С_Y S ;

где — скоростной напор
набегающего воздушного потока;

S — площадь крыла в плане;

C_R , C_x, С_у , – безразмерные коэффициенты соответствующих аэродинамических сил, зависящие от формы тела, его положения в потоке и от физических свойств воздуха. Получают эти коэффициенты при продувках крыла в аэродинамической трубе.

Графики зависимостей коэффициентов аэродинамических сил от угла атаки называются аэродинамическими характеристиками крыла.

Получают их экспериментальным путём при продувках крыла в аэродинамической трубе.