Большая Советская Энциклопедия (АЭ)

(Т_е—Т_w),

  где T_e — равновесная температура (предельная температура, до которой могла бы нагреться поверхность тела, если бы не было отвода энергии), T_w — 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 C_x, 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 C_x 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