Аеродинамічна якість

Аеродинамічна якість — відношення підіймальної сили літального апарата до аеродинамічного опору (або відношення їх коефіцієнтів) у потоковій системі координат при даному куті атаки. Покращення аеродинамічної якості є однією з основних задач аеродинаміки.

Поляра першого роду (показана зеленим), що демонструє залежність коефіцієнтів лобового опору і підіймальної сили від кута атаки. Дотична (показана синім) вказує точку поляри, що відповідає максимальній якості.

На практиці цю величину обчислюють для певного діапазону швидкостей, а отримані дані представляють у вигляді графіка.

Визначення

Аеродинамічна якість визначається наступним співвідношенням:

${\displaystyle K(\alpha )={\frac {C_{ya}(\alpha )}{C_{xa}(\alpha )}},}$

де

${\displaystyle \alpha }$ - Кут атаки;

${\displaystyle C_{ya}}$ - Коефіцієнт підіймальної сили;

${\displaystyle C_{xa}}$ - Коефіцієнт лобового опору.

Опис

Підіймальна сила є корисною складовою аеродинамічної сили, яка підтримує літальний апарат у повітрі. Лобовий опір, навпаки, призводить до додаткової витрати енергії літального апарату і є шкідливою складовою. Таким чином, їхнє відношення дозволяє схарактеризувати якість літального апарату. Більшій аеродинамічній якості відповідає більша підіймальна сила та (або) менший опір руху.

Максимальне значення аеродинамічної якості для літака відповідає найвигіднішому куту атаки для здійснення планування на максимальну дальність у спокійній атмосфері. Аеродинамічна досконалість літака визначається меншим лобовим опором при даній підіймальній силі.

На полярі, яка являє собою об'єднаний графік залежності коефіцієнтів лобового опору і підіймальної сили від кута атаки, аеродинамічна якість для кожного кута атаки є тангенсом кута нахилу лінії, що з'єднує початок координат, з точкою поляри, що відповідає цьому куту атаки.

У простішому представленні аеродинамічна якість можна розцінювати як відстань, яка може пролетіти літальний апарат з деякої висоти в штиль з вимкненим двигуном (якщо він взагалі є). Наприклад, у планера якість зазвичай близько 30, а у дельтаплана — 10). Тобто з висоти 1 кілометр спортивний планер зможе пролетіти в ідеальних умовах приблизно 30 км, а дельтаплан - 10.

Аеродинамічна якість деяких літальних апаратів і птахів

Країна	Перший політ	ЛА	k	Режим польоту	Тип
Росія	1966	«Союз»	0,25—0,3	політ в атмосфері	Спускальний апарат
США	1968	«Аполлон»	0,368	політ в атмосфері	Спускальний апарат
СРСР	1988	«Буран»	1,3	на гіперзвуці	Багаторазовий космічний ЛА
		Горобець	4		Пташка сімейства горобиних
США	1981	Спейс Шаттл	4,5	посадка	Багаторазовий космічний ЛА
СРСР	1988	«Буран»	5,6	на дозвуковому режимі	Багаторазовий космічний ЛА
СРСР	1970	Су-24	9,5	макс.,М<1	Фронтовий бомбардувальник зі змінною стрілоподібністю крила
		Срібляста чайка	10		Морська пташка сімейства чайкових
СРСР	1947	Ан-2	10	макс.	Біплан загального призначення
СРСР	1977	МіГ-29	10,4	макс., М=0,75	Багатоцільовий винищувач 4 покоління
США	1983	Боїнг 767—233 (Планер Гімлі)	~12	планерування	Широкофюзеляжний пасажирський літак
СРСР	1975	Як-42	15	макс. (при малих М)	Регіональний пасажирський літак
Україна	2003		16,7	макс.	Безмачтовий дельтаплан
		Альбатрос	20		Морська пташка
США	1984	Рутан Ейркрафт Вояджер	27	макс.	Експериментальний літак для рекордних польотів
США	2005	Вірджин Атлантик Глобал Флаєр	37	макс.	Експериментальний літак для рекордних польотів
Німеччина	1993		50	макс. (при 85 км/г)	Серійний планер
Німеччина	2005		52	макс.	Серійний планер
Німеччина	1986		57	макс.	Двомісний серійний планер.

Примітки

1. . Архів оригіналу за 20 вересня 2013. Процитовано 5 травня 2013.
2. Практическая аэродинамика самолёта Су-24. — М. : ВВИА им. Жуковского. — 318 с. — (Навчальний посібник)
3. Шифрин М. Н. Практическая аэродинамика самолёта Ан-2. — 2-е издание, переработанное. — М. : «Транспорт», 1972. — 200 с. — 16000 прим.
4. Практическая аэродинамика самолёта МиГ-29. — М. : ВВИА им. Жуковского. — 316 с. — (Учебное пособие)
5. В.П. Бехтир. Практическая аэродинамика самолёта Як-42. — М. : «Транспорт», 1989. — 190 с. — .
6. David Noland. Steve Fossett and Burt Rutan's Ultimate Solo: Behind the Scenes. — Popular Mechanics. — Feb. 2005. з джерела 11 грудня 2006

Джерела

• aviaros.narod.ru: Словарь авиационных терминов (А) [ 28 травня 2010 у Wayback Machine.]
• Аеродинамічна якість Боїнга^{[недоступне посилання з червня 2019]}

Література

• Loftin L. K., Jr. Quest for performance: The evolution of modern aircraft. — Washington, D.C. : NASA Scientific and Technical Information Branch, 1985.