БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (АЭ) Страница 10

  где Te — равновесная температура (предельная температура, до которой могла бы нагреться поверхность тела, если бы не было отвода энергии), Tw — реальная температура поверхности, a — коэффициент конвективного теплообмена, зависящий от скорости и высоты полёта, формы и размеров тела, а также от других факторов. Равновесная температура близка к температуре торможения. Вид зависимости коэффициента а от перечисленных параметров определяется режимом течения в пограничном слое (ламинарный или турбулентный). В случае турбулентного течения конвективный нагрев становится интенсивнее. Это связано с тем обстоятельством, что, помимо молекулярной теплопроводности, существенную роль в переносе энергии начинают играть турбулентные пульсации скорости в пограничном слое.

  С повышением скорости полёта температура воздуха за ударной волной и в пограничном слое возрастает, в результате чего происходит диссоциация и ионизация молекул. Образующиеся при этом атомы, ионы и электроны диффундируют в более холодную область — к поверхности тела. Там происходит обратная реакция (рекомбинация), идущая с выделением тепла. Это даёт дополнительный вклад в конвективный А. н.

  При достижении скорости полёта порядка 5000 м/сек температура за ударной волной достигает значений, при которых газ начинает излучать. Вследствие лучистого переноса энергии из областей с повышенной температурой к поверхности тела происходит радиационный нагрев. При этом наибольшую роль играет излучение в видимой и ультрафиолетовой областях спектра. При полёте в атмосфере Земли со скоростями ниже первой космической (8,1 км/сек) радиационный нагрев мал по сравнению с конвективным. При второй космической скорости (11,2 км/сек) их значения становятся близкими, а при скоростях полёта 13—15 км/сек и выше, соответствующих возвращению на Землю после полётов к другим планетам, основной вклад вносит уже радиационный нагрев.

  Частным случаем А. н. является нагрев тел, движущихся в верхних слоях атмосферы, где режим обтекания является свободномолекулярным, т. е. длина свободного пробега молекул воздуха соизмерима или даже превышает размеры тела (подробнее см. Аэродинамика разреженных газов).

  Особо важную роль А. н. играет при возвращении в атмосферу Земли космических аппаратов (например, «Восток», «Восход», «Союз»). Для борьбы с А. н. космические аппараты оснащаются специальными системами теплозащиты.

  Лит.: Основы теплопередачи в авиационной и ракетной технике, М., 1960; Дорренс У. Х., Гиперзвуковые течения вязкого газа, пер. с англ., М., 1966; Зельдович Я. Б., Райзер Ю. П., Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений, 2 изд., М., 1966.

  Н. А. Анфимов.

Аэродинамическое сопротивление

Аэродинами'ческое сопротивле'ние, лобовое сопротивление, сила, с которой газ (например, воздух) действует на движущееся в нём тело; эта сила направлена всегда в сторону, противоположную скорости, и является одной из составляющих аэродинамической силы. Знание Л. с. необходимо для аэродинамического расчёта летательных аппаратов, т. к. от него зависит, в частности, скорость движения при заданных тяговых характеристиках двигательной установки.

  А. с. — результат необратимого перехода части кинетической энергии тела в тепло. Зависит А. с. от формы и размеров тела, ориентации его относительно направления скорости, значения скорости, а также от свойств и состояния среды, в которой происходит движение. В реальных средах имеют место: вязкое трение в пограничном слое между поверхностью тела и средой, потери на образование ударных волн при около- и сверхзвуковых скоростях движения (волновое сопротивление) и на вихреобразование. В зависимости от режима полёта и формы тела будут преобладать те или иные компоненты А. с. Например, для затупленных тел вращения, движущихся с большой сверхзвуковой скоростью, А. с. определяется в основном волновым сопротивлением. У хорошо обтекаемых тел, движущихся с небольшой скоростью, А. с. определяется сопротивлением трения и потерями на вихреобразование.

  В аэродинамике А. с. характеризуют безразмерным аэродинамическим коэффициентом сопротивления Cx, с помощью которого А. с. Х определяется как

  где r¥ — плотность невозмущённой среды, v¥ — скорость движения тела относительно этой среды, S — характерная площадь тела. Коэффициент Cx тела заданной формы при известной ориентации его относительно потока зависит от безразмерных подобия критериев: М-числа, Рейнольдса числа и др. Численные значения Cx обычно определяют экспериментально, измеряя А. с. моделей в аэродинамических трубах и других установках, используемых при аэродинамическом эксперименте. Теоретическое определение А. с. возможно лишь для ограниченного класса простейших тел.

  Ю. А. Рыжов.

Аэродром

Аэродро'м (от аэро... и греч. dromos — бег, место для бега), комплекс сооружений, оборудования и земельный участок с воздушным пространством, предназначенный для взлёта, посадки, размещения и обслуживания самолётов. А. подразделяются на две основные группы — гражданские и военные. По эксплуатационному назначению различают А. аэропортов, обеспечивающие размещение и регулярные полёты транспортной авиации по воздушным трассам; А. специального назначения — заводские, учебные, клубно-спортивные, с.-х., лесной, санитарной авиации, комбинированные и др. По характеру использования А. бывают постоянные (оборудованные для регулярной эксплуатации) и временные. Военные А. подразделяются: по степени оборудованности и характеру использования на основные, запасные и ложные; по назначению — на войсковые, учебные, трассовые и специальные. В зависимости от типа эксплуатируемых самолётов, размеров территории, несущий способности аэродромных покрытий и другие характеристик А. делятся на классы. В А. различают две основные части: собственно территорию А. (лётную зону) и примыкающее к ней воздушное пространство — аэроторию.

  Лётная зона — главная часть А. В её состав входят: лётное поле, боковые и концевые полосы безопасности и воздушные подходы. Лётное поле представляет собой участок А., на котором расположены одна или несколько лётных полос, рулёжные дорожки, места стоянки самолётов. Лётная полоса — специально подготовленный и оборудованный участок земли, обеспечивающий взлёт и посадку самолётов в двух взаимно противоположных направлениях. Большинство А. в СССР сооружают с одной лётной полосой, обеспечивающей достаточно высокую интенсивность движения. Некоторые крупные советские и зарубежные А. имеют несколько лётных полос, расположенных параллельно или под углом друг к другу. Длина лётных полос, в зависимости от класса А., бывает от 1000 до 5000 м, ширина — от 200 до 360 м. Лётные полосы наибольшей длины, как правило, располагаются в направлении преобладающих ветров и эксплуатируются более интенсивно; они называются главными, остальные — вспомогательными. На лётной полосе выделяется рабочая площадь, в пределах которой устраивается взлётно-посадочная полоса с искусственным покрытием, радио- и светосигнальным оборудованием, обеспечивающими круглосуточную и круглогодовую работу авиации. К лётным полосам примыкают концевые полосы безопасности — спланированные участки земли, используемые для предотвращения опасности аварии в случаях выкатывания самолёта за пределы лётной полосы при преждевременной посадке или прерванном взлёте. Вдоль лётных полос предусматриваются боковые полосы безопасности для движения самолётов по грунту в случае возможных отклонений за пределы рабочей площади при пробеге. Рулёжные дорожки — пути для руления и буксировки самолётов, соединяющие между собой отдельные элементы А. и служебную зону. Рулёжные дорожки подразделяются на основные (магистральные и соединительные) и вспомогательные.

  Важнейший элемент А. — воздушные подходы — воздушное пространство, примыкающее к концам лётной полосы в направлении взлётов и посадок самолётов. Для обеспечения самолётам точности захода на посадку по приборам используют системы радиомаяков (курсовых, глиссадных, маркерных и др.).

  Конечный этап посадки самолётов осуществляется с помощью системы огней высокой интенсивности. Т. н. огни приближения устанавливают на продолжении оси взлётно-посадочных полос на расстоянии около 1000 м от её торца. Поперёк линии огней приближения располагают 5 или 6 световых горизонтов (на расстоянии 150 м друг от друга). Вдоль взлётно-посадочных полос размещают осевые огни. Для посадки самолётов в особо сложных метеорологических условиях на крайних участках взлётно-посадочных полос устанавливают огни зоны приземления (т. н. световой ковёр).