Аэродинамические сила и момент

Движущееся в газообразной среде тело (например, летательный аппарат в воздухе, самолёт) испытывает действие многих сил, в частности, силы давления, сопротивления газа (воздуха), которые можно привести к одной составляющей, рассматривать которую удобно при расчётах движения летательных аппаратов^[2]. Равнодействующая этих сил называется аэродинамической силой ${\displaystyle R}$. В зависимости от того, как выбрана система координат, силы, действующие на летательный аппарат, связывают либо с самим летающим аппаратом, либо с вектором скорости летательного аппарата. Во втором случае составляющими аэродинамической силы будут сила аэродинамического сопротивления (направленная противоположно аэродинамической силе), подъёмная сила (направленная перпендикулярно по отношению к аэродинамической силе), и боковая сила, перпендикулярно направленная по отношению к подъёмной силе и силе аэродинамического сопротивления. В первом случае расположения системы координат говорят о тангенциальной и нормальных составляющих аэродинамической силы.

Аэродинамическую силу макетов летательных аппаратов измеряют в аэродинамической трубе^[3].

Аэродинамический момент является равнодействующим моментов сил, действующих на летящее в газообразной среде тело, например, самолёт в воздухе. Обычно систему координат выбирают таким образом, чтобы её начало координат совпадало с центром тяжести летательного аппарата, а вычисление моментов сводится к поиску проекций моментов на оси координат. Выделяют три основных момента: момент крена, момент рыскания и момент тангажа. Ось ${\displaystyle x}$ системы координат направляют вдоль оси летательного аппарата по направлению его движения, момент относительно этой оси называют моментом крена. Он соответствует повороту летательного аппарата вокруг горизонтальной оси, или, более точно, направления движения. Моментом рыскания называют проекцию момента на вертикальную ось ${\displaystyle y}$, он соответствует изменению направления движения летательного аппарата влево и вправо, то есть азимутальному направлению. Момент тангажа называют момент относительно оси ${\displaystyle z}$, этот момент соответствует набору и уменьшению высоты летательного аппарата.

Аэродинамическая сила и момент являются одними из основных характеристик летающих тел различной формы в разных режимах полёта при решении задач аэродинамики.