Аэродинамические сила и момент
Аэродинами́ческие си́ла и моме́нт, величины, характеризующие воздействие газообразной среды на движущееся в ней тело (например, на самолёт). Силы давления и трения, действующие на поверхности тела, могут быть приведены к равнодействующей этих сил, называемой аэродинамической силой, и к паре сил с моментом , называемым аэродинамическим моментом. Аэродинамическую силу раскладывают на составляющие в прямоугольной системе координат (рис. 1), связанной либо с вектором скорости тела (поточная система), либо с самим телом (связанная система). В поточной системе сила, направленная в сторону, противоположную вектору , называется аэродинамическим сопротивлением , перпендикулярная к вектору и лежащая в вертикальной плоскости – подъёмной силой , а перпендикулярная к ним обеим – боковой силой . В связанной системе координат аналогом первых двух сил являются тангенциальная и нормальная силы.
Аэродинамический момент играет важную роль при расчёте движения летательных аппаратов, определяя их устойчивость и управляемость, и представляется в виде трёх проекций на оси координат, связанные с телом (рис. 2): (момент крена), (момент рыскания) и (момент тангажа).
Знаки моментов положительны, когда они стремятся повернуть тело соответственно от оси к оси , от оси к оси , от оси к оси . Аэродинамические сила и момент зависят от формы и размеров тела, свойств и состояния среды, в которой происходит движение, от скорости центра масс тела и его ориентации к направлению скорости, от угловой скорости вращения, а в некоторых случаях и от ускорения движения тела. Определение аэродинамических силы и момента для тел различной формы и при всевозможных режимах полёта – одна из главных задач аэродинамики и аэродинамического эксперимента.