Аеродинамічна сила

Аеродинамічна сила – це сила, з якою зустрічний рухомий повітряний потік діє на поверхню твердого тіла.

Типова схема аеродинамічних сил, що діють на літальний апарат: 1 — тяга; 2 — лобовий опір; 3 — підйомна сила; 4 — вага

Центр тиску – точка докладання цієї сили.

Сила впливу повітряного потоку на тверде тіло залежить від багатьох параметрів, головними з яких є форма й орієнтація тіла в потоці, лінійні розміри тіла та інтенсивність повітряного потоку, яка визначається його щільністю і швидкістю.

Аеродинамічна сила виникає з двох причин:

• сила, що діє по нормалі до тіла, яка утворюється через тиск повітря на поверхню тіла,
• сила тертя пов'язана з в'язкістю газового середовища.

Крім цих двох сил, існує також поняття аеродинамічного моменту, значення якого залежить від точки, обраної для розрахунку.

Сила, створювана гвинтом або реактивним двигуном, називається тягою і вона також є аеродинамічною силою (оскільки вона також впливає на навколишнє повітря) Аеродинамічна сила літального апарату з двигуном зазвичай представляється трьома векторами: тяга, підйомна сила і опір.

Четверта сила, яка діє на планер або літак з мотором під час польоту це його вага. Вага тіла не є аеродинамічною силою.

Формула

Повна аеродинамічна сила прямо пропорційна кінетичній енергії потоку, який обтікає тіло і трансформується в енергію тертя в прикордонному шарі і в потенційну енергію тиску. В інженерних аеродинамічних розрахунках повна аеродинамічна сила записується формулою:

$R_{a}=C_{R}{\rho \ V^{2} \over 2}S$

де

$R_{a}$ - повна аеродинамічна сила, Н.

$C_{R}$ - безрозмірний коефіцієнт повної аеродинамічної сили, визначається дослідним шляхом в процесі аеродинамічних експериментів або теоретичними розрахунками

${\rho \ V^{2} \over 2}$ - динамічний напір, у Па.

$\rho$ - щільність повітря.

$V$ - швидкість тіла відносно повітря ("повітряна швидкість" тіла).

$S$ - ефективна площа поверхні тіла.

При взаємодії твердого тіла з повітряним потоком не важливо, чи рухається тіло в нерухомому повітрі чи нерухоме тіло обтікає рухомий повітряний потік. Сили взаємодії, які при цьому виникають, будуть однакові. Це твердження основане на принципі відносності руху, сформульованому Галілео Галілеєм (1564–1642).

Посилання

• Аеродинамічна сила [Архівовано 14 лютого 2022 у Wayback Machine.] // ВУЕ
• Сила аеродинамічна // Універсальний словник-енциклопедія. — 4-те вид. — К. : Тека, 2006.
• Клуб "Первый шаг".Основы аэродинамики и теории полета.
• Формула аэродинамической силы [Архівовано 29 жовтня 2014 у Wayback Machine.]