Аэродинамические коэффициенты

Аэродинами́ческие коэффициенты

Безразмерные величины, характеризующие аэродинамические силу и момент (См. Аэродинамические сила и момент), действующие на тело, движущееся в жидкой или газообразной среде. А. к. силы C_k находят как отношение аэродинамич. силы R к скоростному напору

и характерной площади S, а А. к. момента C_m — как отношение аэродинамич. момента М к ρv²/2, S и к характерной длине l , т. е.

где ρ — плотность среды, в которой движется тело, v — скорость тела относительно этой среды. Характерные размеры выбираются достаточно произвольно, например для самолёта S — площадь несущих крыльев (в плане), а l — длина хорды крыла; для ракеты S — площадь миделевого сечения (См. Миделевое сечение), а l — длина ракеты. Если аэродинамическую силу и момент разложить на составляющие по осям, то соответственно будем иметь: А. к. сопротивления — C_x, подъёмной и боковой сил — С_у и C_z, а также А. к. моментов крена, рыскания (См. Рысканье) и Тангажа.

Выражение аэродинамических сил и моментов в форме А. к. имеет большое значение для аэродинамических исследований и расчётов, существенно их упрощая. Так, например, аэродинамическая сила, действующая на самолёт, может достигать значений в сотни и тысячи кн (десятки и сотни mс), та же сила, действующая на модель этого самолёта, испытываемую в аэродинамической трубе (См. Аэродинамическая труба), составляет десятки ньютонов (н), но А. к. для самолёта и для модели равны между собой. Или, например, аэродинамическая сила, действующая на шар, падающий с большой высоты на землю, зависит от высоты и скорости падения шара, а А. к. является постоянной величиной.

Для аппаратов больших размеров, летящих на малой высоте с дозвуковой скоростью, для которых М-число М < 0,2, А. к. зависит только от формы летательного аппарата и угла атаки (угла между характерной плоскостью и направлением скорости полёта). В общем случае А. к. зависят от вязкости и сжимаемости газа, характеризуемой безразмерными подобия критериями (См. Подобия критерии): М-числом и Рейнольдса числом (рис. 1 и 2).

М. Я. Юделович.

Рис. 1. Зависимость коэффициента аэродинамического сопротивления конуса от числа М. Рис. 2. Зависимость коэффициента аэродинамического сопротивления шара от числа Re.