Симметричное и несимметричное обтекание

Причины возникновения профильного сопротивления.

При движении тела в воздухе возникают силы сопротивления трения и силы сопротивления давления. Причиной возникновения сил сопротивления трения является вязкость воздуха (за счёт трения частиц о поверхность причиной возникновения сил сопротивления давления наличие разности сил давления действующих на тело с двух сторон).

1. При симметричном обтекании тела возникает профильное сопротивление, состоящее из сопротивления давления и сопротивления трения.

P₁ > P₂, P₁ - P₂ = X_давл.

X_проф. = Х_дав. + X_трен.

X_давл. < X_трен.

X_проф. = Х_дав. + X_трен.

Наименьшее профильное сопротивление дают тела каплевидной формы. Они называются удобообтекаемыми и широко применяются в аэродинамике.

Сопротивление удобообтекаемого тела во многом зависит от его удлинения.

Удлинением – обтекаемого тела называется отношение наибольшей длины тела к его максимальной высоте (диаметру поперечного сечения тела).

Опытом установлено, что оптимальное удлинение, при котором сопротивление тела наименьшее равно 3 – 3,5 (λ = 3 – 3,5).

При λ > 3,5 сопротивление увеличивается за счёт увеличения поверхности трения.

При λ < 3 сопротивление тела так же увеличивается за счёт увеличения разности давлений.

2. При несимметричном обтекании вследствие разности давлений и трений частиц воздуха о поверхность тела возникает полная аэродинамическая сила R, которая по правилу параллелограмма раскладывается на две составляющие:

– подъёмную силу Y, направленную перпендикулярно к потоку;

– лобовое сопротивление X, направленное назад по потоку.

R – Полная аэродинамическая сила;

Y – Подъёмная сила;

X – Сила лобового сопротивления.