Аэродинамика

Тема 1.1. Основные свойства воздуха. Атмосфера Земли. Физические характеристики атмосферы и их влияние на полёт. Температура воздуха. Атмосферное давление. Плотность воздуха. Международная стандартная атмосфера. Инертность, вязкость и сжимаемость воздуха. Скорость звука и скачки уплотнения. Основные законы движения газов: закон неразрывности струи и уравнение расхода газа; закон Бернулли для струи несжимаемого газа. Аэродинамические трубы. Типы труб и принцип их работы.

Тема 1.2. Аэродинамические силы. Обтекание тел воздушным потоком. Основной закон сопротивления воздуха. Крыло и его назначение. Основные геометрические характеристики крыла: размах, хорда, площадь, форма в плане, удлинение, основные профили и толщина крыла. Основные сведения об углах атаки и скольжения. Аэродинамический спектр крыла. Возникновение подъёмной силы и лобового сопротивления крыла. Аэродинамическое качество крыла. Построение аэродинамических характеристик крыла и самолёта: поляра самолёта, качество по углу атаки. Способы увеличения коэффициента подъемной силы и особенности аэродинамики механизированного крыла. Понятие о распределении давления по хорде и размаху крыла. Перемещение центра давления крыла и самолета.

Тема 1.3. Силовая установка самолёта. Назначение и виды силовых установок. Классификация воздушных винтов. Геометрические характеристики винта: диаметр, форма лопасти, форма профиля, элемент лопасти, хорда сечения лопасти и угол наклона, геометрический шаг. Скорость движения и угол атаки элемента лопасти винта. Аэродинамические силы винта, влияющие на величину силы тяги винта. График располагаемой тяги самолета в зависимости от скорости полёта. Мощность винта. КПД винта. График располагаемой мощности винта в зависимости от скорости полёта. Понятие о влиянии высоты полёта на располагаемую мощность. Особенности винта с изменяющимся шагом.

Тема 1.4. Горизонтальный полет самолёта. Горизонтальный полёт (определение). Схема и соотношение сил в установившемся горизонтальном полёте. Скорость, потребная для горизонтального полёта. Потребная тяга и мощность для горизонтального полёта. Кривые Жуковского потребных и располагаемых тяг. Диапазон скоростей горизонтального полёта. Первый и второй режимы горизонтального полёта и их особенности. Эволютивная скорость горизонтального полёта (определение). Запас скорости и его значение в лётной работе. Влияние высоты на потребные скорости горизонтального полёта. Влияние массы самолета на потребные скорости. Техника выполнения прямолинейного полёта; требования к нему. Влияние различных факторов на скороподъемность самолёта.

Тема 1.5. Подъём самолёта. Условия установившегося подъёма самолёта. Уравнения движения при подъёме. Связь между углами наклона траектории подъёма, углом атаки и углом наклона продольной оси самолёта. Потребная скорость для подъёма. Указательница траектории подъёма самолёта и пользование ею. Первый и второй режимы подъёма и их особенности. Барограмма подъёма. Теоретический, практический и динамический потолки самолёта.

Тема 1.6. Планирование самолёта. Силы, действующие на самолёт при планировании. Уравнения движения. Потребная скорость планирования. Угол планирования. Вертикальная скорость планирования. Дальность планирования. Влияние различных факторов на дальность планирования. Указательница траектории планирования. Первый и второй режимы планирования и их особенности. Понятие о скольжении. Влияние щитков на угол и дальность планирования.

Тема 1.7. Взлёт самолёта. Взлёт (определение). Профиль и элементы взлёта. Силы, действующие на самолёт при взлёте. Скорость отрыва самолёта от земли. Изменение сил, действующих на самолёт в процессе разбега. Влияние основных факторов на длину разбега. Причины разворота самолёта на разбеге: действие реакции винта, прецессионного момента, закрутки струи винтом. Влияние ветра на технику выполнения взлёта. Этапы взлёта. Взлётная дистанция. Техника выполнения взлёта.

Тема 1.8. Посадка самолёта. Элементы посадки. Силы, действующие на самолёт на различных этапах посадки. Посадочная скорость и факторы, влияющие на эту скорость. Посадочная скорость и факторы, влияющие на длину пробега. Посадочная дистанция. Факторы, влияющие на технику выполнения посадки: состояние посадочной полосы, режим работы двигателя, схема шасси, выпуск щитков, направление и скорость ветра. Техника выполнения посадки. Ошибки при выполнении посадки. Особенности техники выполнения вынужденной посадки.

Тема 1.9. Устойчивость и управляемость самолёта. Равновесие сил и моментов. Оси вращения самолёта. Виды равновесия. Центровка самолёта. Виды центровки. Продольное равновесие самолёта. Сущность продольной устойчивости самолёта и условия её обеспечения. Основные факторы, влияющие на продольную устойчивость самолёта: центровка, площадь стабилизатора, длина фюзеляжа, работа винта. Продольная управляемость самолёта (определение). Сущность продольной управляемости и основные факторы, влияющие на эту управляемость самолёта. Работа руля высоты. Работа триммера. Боковое равновесие самолёта (определение). Условия бокового равновесия самолёта. Факторы, влияющие на боковое равновесие самолёта: косая обдувка самолёта от винта, влияние отклонения элеронов и руля направления, прецессионное действие винта. Боковая устойчивость самолёта (определение). Факторы, обеспечивающие флюгерную и поперечную устойчивость. Проявление в полёте боковой устойчивости самолёта. Понятие о путевой устойчивости самолёта. Боковая управляемость самолёта (определение). Путевая управляемость самолёта. Работа и назначение руля поворота. Поперечная управляемость самолёта. Простые и дифференциальные элероны. Щелевые и элероны с аэродинамическим тормозом. Способы, облегчающие боковое управление самолётом. Вибрация самолёта.

Тема 1.10. Штопор (прямой, обратный). Определение, траектория движения самолёта на штопоре и виды штопора. Краткая история овладение штопором. Значение овладения штопором для техники пилотирования. Причины возникновения штопора. Основные признаки и характеристики крутого, плоского штопора. Признаки стремления самолёта к переходу из крутого штопора в плоский. Понятие о взаимодействии сил при штопоре. Влияние центровки, удельной нагрузки и разноса грузов на ввод в штопор, характер штопора и вывод из него. Центровка, при которой запрещается выполнение штопора. Причины ослабления действия рулей на штопоре: затемнение вертикального и горизонтального оперения. Особенности действий элеронов на штопоре. Влияние дачи газа на вывод самолета из штопора в зависимости от децентрации винта и направления вращения винта и самолёта. Потеря скорости и непроизвольный срыв самолёта в штопор, скорость срыва. Характеристики штопора самолёта. Признаки перевернутого штопора и особенности вывода самолёта из такого штопора.

Тема 1.11. Фигуры простого пилотажа. Назначение фигурного пилотажа. Понятие о перегрузках. Гироскопический момент и его проявление при выполнении пилотажа. Вираж: П.Н. Нестеров – основоположник техники выполнения виражей. Схема сил и уравнение движения при выполнении правильного виража. Необходимые скорость и мощность для выполнения виража. Перегрузка на вираже и влияние тренировки на сопротивляемость организма действию перегрузок. Радиус и время виража. Предельные виражи. Влияние располагаемой мощности, полётной массы и высоты полёта на характеристики виража. Возникновение скольжения на вираже. Ошибки на вираже и их устранение. Спираль: требования к выполнению спирали. Схема сил при спирали и их взаимодействие. Скорость на спирали. Шаг спирали, наивыгоднейшая спираль. Ошибки при выполнении спирали и методы их исправления. Пикирования и горки с углами до 45º. Способы ввода и вывода самолёта из фигуры. Скорость на выводе из пикирования.

Тема 1.12. Фигуры сложного пилотажа. Боевой разворот (определение). Требования к выполнению боевого разворота. Влияние величины угла крена и начальной скорости на время выполнения и величину набора высоты при боевом развороте. Ошибки при выполнении боевого разворота и методы их исправления. Бочка (определение): управляемые и штопорные бочки. Начальная скорость, перегрузка, углы атаки при выполнении управляемых и штопорных бочек, время выполнения. Полубочка (определение). Ошибки при выполнении бочек и полубочек и методы их устранения. Переворот, переворот на горке (определение): управляемые и штопорные перевороты. Скорость ввода и вывода, потеря высоты. Требования к выполнению. Ошибки и методы их устранения. Петля Нестерова (определение): начальная скорость, перегрузка. Требования к выполнению. Пикирования и горки с углами более 45º. Поворот на горке (определение). Способы выполнения в зависимости от угла горки.

Тема 1.13. Дальность и продолжительность полёта. Основные понятия и определения: дальность и продолжительность полёта самолёта, техническая дальность полёта, практическая дальность полёта, часовой расход топлива, километровый расход топлива. Влияние на дальность и продолжительность полёта скорости полёта, удельного расхода топлива и КПД винта, высоты полёта, полётной массы, температуры наружного воздуха