Аэродинамика. Избранные темы в их историческом развитии [Теодор фон Карман] (pdf) читать постранично

-  Аэродинамика. Избранные темы в их историческом развитии  4.95 Мб, 208с. скачать: (pdf) - (pdf+fbd)  читать: (полностью) - (постранично) - Теодор фон Карман

Книга в формате pdf! Изображения и текст могут не отображаться!


 [Настройки текста]  [Cбросить фильтры]

]І' :×...:"'р..:.::.ш

А ИИ

ї*;"$

д-пдд-4-ьоьдсіццб

~ч>*'“

/?&С

Юг/«шаги

`ЁЁЖ

АЕВОІЭУЫАМІСЅ
Ѕе1ес“се(:1 Торісз іп Ыїе Ьі311'с ої
Т11еіг НіЅ'с01'іса,1 І)е\/е10ршеп“с

тнвовонв мы КАНМАМ
Ровмвв Вїввстов ог ТНВ Єпєєвынвїм АЕВОМАЫТІСЅ
ЬАВОНАТОВУ, САЫРов1\пА Іызтїтптв ог Твсныоьоєу

СОНЫЕЬЬ Ш\їІ\/ЕНЅІТУ РНЕЅЅ
ІЪЬаса, Кеш Уог1<

Тводов фон КАРМАН

АэРоДинАМикА
Избранные темы в их

историческом развитии
Перевод Е. В. Богатыревой
под редакцией Д. ф.-М. н. А. В. Борисова

і?&С

Ёуиаиищь

797159

1\/Іосква

2002

Удк 621.01

0 математика
0 биология
1г11:1:р://Ѕ1г1ор.1'с(1.1'и

0 ТЄХНИ К8

Внимание!
Новые проекты издательства РХД
Ф Электронная библиотека на компакт-дисках
1г11:1:р://Ѕ1г1ор.1'с(1.1'и/сс1Ьоо1__
пп
1]_

В
ру

“6,4

И_

Г_`7ў%

Н
`1

-_..._г`Г1.1
__д/5”

Ё

/~ _

7
__пфІІ›-1_,\_'1-_-ҐН~*

\

\-.

~
фїжжсцффпппі

“Э

“'\\;_`_

:'ГГ-_-Нд*



Й

_

П

1-ф,

О

О

_

О

0

.

І

.

Рис. 4. Ввера:у: чертеж сэра Джорджа Кейли профиля форели. (Рисунок из

Занисной книжки но вопросам аэронавтики и другим сэра Джорджа Кейли
[Кембридж, 1933]). Внизу: сравнение профиля форели Кейли с современным
аэродинамическим профилем малого сопротивления. Круги показывают форель; _ 1\ТАСА 63А016. _ ЬВ 1\Т-0016.

убедительных доказательств того и другого единственный
остающийся способ _ это копирование природы; поэтому я
приведу в качестве примера тела форели и вальдшнепа».
В Занисной книжке, опубликованной после смерти Кейли, находим чертеж, воспроизведенный на рис. 4. Кейли получил профиль, показанный на рисунке, измерив периметры различных поперечных сечений форели и разделив измеренные длины на три. Интересно отметить,
что форма его профиля почти точно совпадает с некоторыми современными аэродинамическими профилями малого сопротивления, что
можно увидеть на рисунке.
Таким образом, о принципе самолета, какой мы знаем сейчас, то
есть твердого летательного аппарата, впервые заявил Кейли. Но для
того, чтобы понять дальнейшее развитие самолета и оценить трудности, с которыми столкнулись пионеры авиации, мы должны рассмотреть состояние знаний в области аэродинамики во времена Кейли, и
особенно знаний о силах, влияющих на твердые тела, движущиеся через текучую среду типа воздуха. Для того, чтобы кратко обрисовать

18

Глава І

знания и точки зрения, преобладающие в то время, мы должны вернуться назад в эпоху, когда была создана наука механика.
Аристотель (384-322 до н.э.) упоминал о задаче твердых тел, движущихся в воздухе. Но поскольку он считал, что всегда существует
сила, необходимая для того, чтобы поддерживать равномерное или даже замедленное движение, то он искал силу, которая толкает вперед
летящий мяч, вместо того, чтобы искать силу, которая сопротивляется
движению.
Галилео Галилей (1564_1642) признавал закон инерции, и верно
понимал сопротивление воздуха. Он наблюдал, что движение маятника медленно гасится сопротивлением воздуха, и фактически пытался
определить зависимость сопротивления воздуха от скорости.
Однако первую теорию сопротивления воздуха, выведенную на
основе принципов механики, дал сэр Исаак Ньютон (1642-1727) в Началаа: (Рініозор/нае ]\їа15и1°аИз Ртнсіріа Маііъетаііса)
Во-первых, он
ясно сформулировал, что силы, действующие между твердым телом
и жидкостью, одинаковы, движется ли тело с некоторой равномерной
скоростью через жидкость, первоначально находящуюся в состоянии
покоя, или же жидкость движется с той же скоростью против тела1.
Затем в тридцать третьем положении раздела 7 книги Н он высказал три общих утверждения, справедливые для тел подобной формы.
В этих трех утверждениях говорится, что силы, действующие на два
геометрически подобных тела, которые двигаются в жидкостях с различной плотностью, пропорциональны:
а) квадрату скорости;
б) квадрату линейных размеров тела, и
в) плотности жидкости.
По Ньютону, эти утверждения следуют из основных законов механики на основе следующего доказательства. Рассмотрим тело в состоянии покоя, омываемое первоначально равномерным потоком жидкости с заданной скоростью. Сила, действующая на тело, может быть
вызвана центробежными силами вследствие отклонения жидкости или
воздействия частиц жидкости. В обоих случаях скорость изменения
1В механике Ньютона это утверждение появляется как частный случай его принципа относительности. Что же касается взаимодействия между телом и воздушным
потоком, то о нем заявлял Леонардо, сказав: «Сопротивление предмета воздуху в
состоянии покоя равно сопротивлению воздуха, движущегося против предмета в
состоянии покоя»

Аэродинамические исследования до эры полетов

19

количества движения (количество движения = масса × скорость), созданного в жидкости, пропорциональна плотности жидкости и квадрату скоростей