Aerodynamika obiektów latających

Moduł dotyczy aerodynamiki małych prędkości z uwzględnianiem metod teoretycznych i doświadczalnych rozwiązywania typowych zadań inżynierskich. Student zapoznawany jest również z zakresem przepływów naddźwiękowych i hipersonicznych i poznaje metody analityczne pozwalające na modelowanie opływu obiektu latającego w tych warunkach.

Treści kształcenia

- Aerodynamika małych prędkości I: Opływ brył smukłych w napływie osiowym i na kącie natarcia: Metoda rozkładu źródeł. Metoda pierścieni wirowych. Charakterystyki brył/kadłubów na kącie natarcia. Interferencja płata i profilu ze ścianami tunelu aerodynamicznego: Poprawki dla kąta natarcia i dla oporu profilowego i indukowanego. Interferencja płata i kadłuba, interferencja płata z usterzeniem

- Aerodynamika małych prędkości II: Uogólniona metoda powierzchni nośnej GVLM, Metoda panelowa dla konfiguracji trójwymiarowych

- Przepływy ściśliwe I: Zlinearyzowane przepływy naddźwiękowe. Linearyzacja równania Bernoulliego dla ośrodka ściśliwego. Rozkłady ciśnienia na profilu. Wzory Ackereta. Teoria cienkiego płata w przepływie naddźwiękowym: Naddźwiękowa i poddźwiękowa krawędź natarcia. Strefy wpływu. Metoda powierzchni nośnej dla płatów w przepływie naddźwiękowym. Dekompozycja opływu płata na opływ szkieletowej i formy symetrycznej. Rozkłady obciążeń. Opływ bryły osiowosymetrycznej strumieniem naddźwiękowym: Opór falowy. Reguła równoważności. Oswaitisha-Kuene-Warda. „Reguła pól” Whitcomba. Bryła o minimalnym oporze falowym

- Przepływy ściśliwe II: Przepływy hipersoniczne: Hipersoniczna fala uderzeniowa. Warstwa uderzeniowa. Opływ brył smukłych i zatępionych strumieniem hipersonicznym. Jonizacja ośrodka, Teorie Newtona i Newtona-Leesa dla przepływów hipersonicznych. Hipoteza stożków stycznych. Hipersoniczna warstwa przyścienna. Aerodynamiczne nagrzewanie ciał i metody jego redukcji

- Elementy aerodynamiki niestacjonarnej: cienki profil w przepływie nieustalonym. Funkcja Theodorsena. Efekt Küsnera. Przeciągnięcie dynamiczne.

- Obliczanie rozkładu ciśnienia na bryle osiowo-symetrycznej

- Wyznaczanie interferencji kadłuba z płatem nośnym

- Obliczanie rozkładu ciśnienia na różnych typach profili metodą panelową

- Obliczanie rozkładu ciśnienia na płacie nośnym metodą panelową

- Obliczenia rozkładu, prędkości ciśnienia, temperatury, na profilu w przepływie naddźwiękowym z wykorzystaniem teorii skośnych fal uderzeniowych i metody charakterystyk.

- Obliczenia rozkładu obciążenia dla brył tępych w przepływie hipersonicznym

- Pomiar rozkładu ciśnienia na bryle osiowosymetrycznej

- Wyznaczanie charakterystyk skrzydła o małym wydłużeniu (delta) na podstawie pomiarów w tunelu aerodynamicznym. Wizualizacja opływu płata delta przy różnych katach natarcia.

- Wzorcowanie kierunkowej sondy pneumatycznej

- Wzorcowanie sondy termoanemometrycznej

- Pomiar parametrów warstwy przyściennej metodą termoanemometryczną

- Badanie przepływów naddźwiękowych metodą analogii płytkiej wody

- Wyznaczanie rozkładu obciążenia na płacie cienkim o skończonym wydłużeniu w przepływie naddźwiękowym. (Obliczenia komputerowe)

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych

Prosnak Wł. - Mechanika płynów t. I i II - PWN Warszawa. - 1970

Strzelczyk P. - Aerodynamika małych prędkości - OW PRz, Rzeszów. - 2003

Katz J., Plotkin A. - Low-Speed Aerodynamics. From Theory To Panel Methods - McGraw & Hill, New York. - 1991

Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych

Prosnak Wł. - Mechanika Płynów t, I i II - PWN Warszawa. - 1970

Strzelczyk P. - Aerodynamika małych prędkości - OW PRz, Rzeszów. - 2003

Katz J., Plotkin A. - Low-Speed Aerodynamics. From Theory To Panel Methods - McGraw & Hill, New York. - 1991

Literatura do samodzielnego studiowania

Bertin J., Smith M. - Aerodynamics for Engineers - New York. - 2002

Gryboś R. - Podstawy mechaniki płynów t. 1/2 - PWN Warszawa. - 1998

Literatura uzupełniająca

Landau L. D., Lifszyc E. M. - Hydrodynamika - PWN Warszawa. - 1994