Аэромеханика и аэродинамика


ǯȖȏșȖȜȠȓȘȎ «ǸțȖȑȎ ȏȡȒȡȧȓȑȜ ȖțȔȓțȓȞȎ» 
 ǮȫȞȜȚȓȣȎțȖȘȎ Ȗ ȎȫȞȜȒȖțȎȚȖȘȎ 
 
 
ǺǼǿǸǼǰǿǸǶǷ DZǼǿȁDzǮǾǿȀǰdzǻǻȉǷ 
ȀdzȃǻǶȅdzǿǸǶǷ ȁǻǶǰdzǾǿǶȀdzȀ 
DZǾǮǴDzǮǻǿǸǼǷ ǮǰǶǮȄǶǶ
 
 
 
 
 
 
 
 
АЭРОМЕХАНИКА  
И АЭРОДИНАМИКА 
 
7-е издание 
 
 
 
 
Москва  
Издательско-торговая корпорация «Дашков и К°» 
2024 
1 



ǯȖȏșȖȜȠȓȘȎ «ǸțȖȑȎ ȏȡȒȡȧȓȑȜ ȖțȔȓțȓȞȎ» 
 ǮȫȞȜȚȓȣȎțȖȘȎ Ȗ ȎȫȞȜȒȖțȎȚȖȘȎ 
УДК 629.735:533.6.01 
ББК 39.5 
А99 
ǯȖȏșȖȜȠȓȘȎ «ǸțȖȑȎ ȏȡȒȡȧȓȑȜ ȖțȔȓțȓȞȎ» 
А99 
 
Аэромеханика и аэродинамика / под ред. В. Г. Ци- 
пенко ; Московский государственный технический 
университет гражданской авиации. – 7-е изд. –  
Москва : Издательско-торговая корпорация «Дашков и К°», 2024. – 292 с.  
 
ISBN 978-5-394-05706-9. 
 
В данной книге подробно рассмотрены особенности движения самолета на основных этапах его 
полета: взлете, наборе высоты, крейсерском полете, 
вираже, снижении и посадке. В доступной и простой форме изложены вопросы устойчивости, управляемости и балансировки самолета в продольном 
и боковом каналах. 
Для учащихся инженерных классов общеобразовательных школ, учителей, ведущих занятия в этих 
классах, а также широкого круга читателей. 
 
 
 
 
© Московский государственный  
технический университет  
гражданской авиации, 2018 
 
© ООО «ИТК «Дашков и К°», 2018 
ISBN 978-5-394-05706-9 
2 



ǯȖȏșȖȜȠȓȘȎ «ǸțȖȑȎ ȏȡȒȡȧȓȑȜ ȖțȔȓțȓȞȎ» 
 ǮȫȞȜȚȓȣȎțȖȘȎ Ȗ ȎȫȞȜȒȖțȎȚȖȘȎ 
 
 
Авторский коллектив 
 
Елисеев Б.П., заслуженный юрист РФ, профессор, доктор 
технических наук, доктор юридических  
наук – главный редактор. 
Ципенко В.Г., заслуженный деятель науки РФ, профессор, 
доктор технических наук – ответственный исполнитель. 
Болелов Э.А., доцент, кандидат технических наук. 
Гаранина О.Д., почетный работник науки и техники РФ, 
профессор, доктор философских наук.  
Камзолов С.К., заслуженный работник высшей школы РФ, 
профессор, доктор технических наук. 
Козлов А.И., заслуженный деятель науки и техники РФ, 
профессор, доктор физико-математических 
наук. 
Самохин А.В., почетный работник высшего профессионального образования РФ, профессор, доктор технических наук.  
Сережкина А.А., доцент, кандидат философских наук.  
 
3 



ǯȖȏșȖȜȠȓȘȎ «ǸțȖȑȎ ȏȡȒȡȧȓȑȜ ȖțȔȓțȓȞȎ» 
 ǮȫȞȜȚȓȣȎțȖȘȎ Ȗ ȎȫȞȜȒȖțȎȚȖȘȎ 
 
 
Библиотека «КНИГА БУДУЩЕГО ИНЖЕНЕРА» 
 
I.  
Элективный курс математики для инженерных классов 
II.  
Физические основы технических систем и устройств 
III.  Аэромеханика и аэродинамика 
IV.  Радиолокация. Распространение радиоволн.  
Аэрорадионавигация 
V.  
Информационный мир XXI века 
VI.  Человек и техника 
VII.  Английский язык для будущих инженеров  
 
 
 
 
 
 
4 



ǯȖȏșȖȜȠȓȘȎ «ǸțȖȑȎ ȏȡȒȡȧȓȑȜ ȖțȔȓțȓȞȎ» 
 ǮȫȞȜȚȓȣȎțȖȘȎ Ȗ ȎȫȞȜȒȖțȎȚȖȘȎ 
Уважаемые читатели! 
 
Серия книг представляет собой попытку сделать первый шаг в формировании библиотеки для 
тех, кто уже обучается или хочет учиться в так 
называемых «инженерных классах» московских 
школ, инициатива создания которых принадлежит 
Департаменту образования г. Москвы. Мы очень 
надеемся, что книги окажутся в чем-то полезными 
также и учителям – как тем, кто ведет занятия в 
этих классах, так и тем, кто обучает школьников в 
других классах.  
Мы уже сами видим ряд упущений и недоработок, однако, как нам представляется, главное – это 
то, что такой труд написан. Мы уверены, что читатели найдут в нем достаточно много необычного 
как в подаче хорошо известного материала, так и в 
изложении новых подходов, иллюстрирующих воплощение «школьных формул» в технических системах. 
Мы назвали представляемую серию «Библиотека «Книга будущего инженера». Такое название 
дает возможность добавлять в эту серию новые и 
новые книги и, конечно, не только авторов настоящего издания. 
Настоящая серия состоит из 7 книг. В первых двух книгах, носящих названия «Элективный 
5 



ǯȖȏșȖȜȠȓȘȎ «ǸțȖȑȎ ȏȡȒȡȧȓȑȜ ȖțȔȓțȓȞȎ» 
 ǮȫȞȜȚȓȣȎțȖȘȎ Ȗ ȎȫȞȜȒȖțȎȚȖȘȎ 
курс математики для инженерных классов» и «Физические основы технических систем», авторы 
стремились показать, как общие законы и принципы физики и математики, носящие с первого взгляда достаточно абстрактный характер, «превращаются» в реальные технические системы и 
устройства.  
В следующих трех книгах предпринята попытка дать возможность читателю заглянуть и 
хотя бы немного увидеть, что собой представляет 
и какие возможности и ограничения дает инженерная наука по некоторым техническим направлениям: аэромеханике, аэродинамике, радиолокации, 
радионавигации, передачи и восстановления информации, защите информации и др. 
Современный инженер и инженер будущего 
должен быть не только классным специалистом, но 
и высокоинтеллектуальной личностью и гражданином, а поэтому в издаваемую серию органично входит книга «Человек и техника», дающая анализ 
проблемы взаимодействия человека и техники и 
проблемыбезопасности системы «человек – техника». Материал, представленный в этой книге, наглядно проводит главную мысль, что мир техники  – 
это органическая часть бытия человека, во многом 
меняющая многие старые понятия и принципы. 
6 



ǯȖȏșȖȜȠȓȘȎ «ǸțȖȑȎ ȏȡȒȡȧȓȑȜ ȖțȔȓțȓȞȎ» 
 ǮȫȞȜȚȓȣȎțȖȘȎ Ȗ ȎȫȞȜȒȖțȎȚȖȘȎ 
Мир техники не может создаваться, совершенствоваться, да и вообще существовать изолировано вне взаимодействия с мировым сообществом. 
Нравится это кому-то или нет, но объективно сегодня английский язык – это язык международного научного и технического взаимодействия, а поэтому 
его роль в современной инженерии весьма значительна. Это определяет причину того, что этим вопросам посвящена специальная книга издаваемой серии. 
Содержание всех книг обсуждалось, корректировалось и исправлялось во время частых встреч членов авторского коллектива, а поэтому каждый из авторов оставил свой заметный «след» в каждой из 
книг издаваемой серии. Это дает нам возможность 
считать каждую из книг результатом коллективного 
труда всего авторского коллектива. 
Издание библиотеки «Книга будущего инженера» было бы невозможно без помощи и участия выпускников нашего Университета Пушкарева В.В., Лутфуллина Р.Н., Кондрикова В.И., принявших на себя 
хлопоты по оформлению и выпуску этой серии книг. 
 
Все замечания и пожелания авторский 
 коллектив примет с большой благодарностью. 
Козлов Анатолий Иванович 
vilandes@yandex.ru 
7 



ǯȖȏșȖȜȠȓȘȎ «ǸțȖȑȎ ȏȡȒȡȧȓȑȜ ȖțȔȓțȓȞȎ» 
 ǮȫȞȜȚȓȣȎțȖȘȎ Ȗ ȎȫȞȜȒȖțȎȚȖȘȎ 
 
СОДЕРЖАНИЕ 
 
ВВЕДЕНИЕ  ......................................................................... 13 
 
Часть I. ОСНОВЫ АЭРОДИНАМИКИ ЛА 

1. Основные понятия и определения  
.............................. 15 
1.1. Вводные замечания  ................................................... 15 
1.2. Строение атмосферы  
................................................. 16 
1.3. Основные параметры и свойства воздуха  
............... 19 
1.4. Стандартная атмосфера  ............................................ 26 
1.5. Принцип обращения движения и гипотеза 
сплошности среды  
............................................................ 28 
1.6. Термины механики сплошной среды  ...................... 30 
2. Основные уравнения аэродинамики ЛА  
................... 33 
2.1. Закон сохранения массы  
(уравнение неразрывности)  ............................................. 33 
2.2. Закон сохранения энергии   
(уравнение Бернулли)  ...................................................... 35 
2.3. Уравнение количества движения  
............................. 40 
2.4. Уравнение момента количества движения  ............. 42 
3. Теория подобия физических явлений  ........................ 44 
3.1. Аэродинамическое подобие  и его  
составляющие  ................................................................... 45 
3.2. Критерии подобия  ..................................................... 46 
4. Скачки уплотнения  ....................................................... 48 
5. Пограничный слой  
......................................................... 53 
5.1. Понятие пограничного слоя  ..................................... 53 
8 



ǯȖȏșȖȜȠȓȘȎ «ǸțȖȑȎ ȏȡȒȡȧȓȑȜ ȖțȔȓțȓȞȎ» 
 ǮȫȞȜȚȓȣȎțȖȘȎ Ȗ ȎȫȞȜȒȖțȎȚȖȘȎ 
5.2. Ламинарный и турбулентный ПС  
............................ 55 
5.3. Характеристики ПС ................................................... 59 
5.4. Сопротивление трения плоской пластины  ............. 60 
5.5. Влияние шероховатости поверхности   
на характеристики ПС  ..................................................... 62 
5.6. Отрыв ПС  ................................................................... 64 
5.7. Парадокс Даламбера – Эйлера  ................................. 67 
6. Основы аэродинамики самолета  ................................ 70 
6.1. Геометрические характеристики основных  
частей самолета  ................................................................ 70 
6.1.1. Крыло  .................................................................. 71 
6.1.2. Оперение  
............................................................. 80 
6.1.3. Фюзеляж  ............................................................. 80 
6.2. Системы координат  
................................................... 83 
6.3. Аэродинамические силы и моменты,  
действующие на самолет  ................................................. 88 
6.3.1. Подъемная сила  
.................................................. 94 
6.3.2. Сила лобового сопротивления  
.......................... 99 
6.3.3. Аэродинамическое качество. Поляра  ............ 
105 
6.3.4. Аэродинамическая интерференция  
................ 
107 
6.3.5. Моментные характеристики  ........................... 
108 
6.3.6. Центр давления и фокус профиля  .................. 
109 
6.3.7. Теорема Н.Е. Жуковского о подъемной  
силе крыла  .................................................................. 
110 
6.4. Аэродинамические рули самолета  
......................... 
112 
6.5. Механизация крыла  
................................................. 
115 
6.5.1. Распределение давления по профилю   
с отклоненной механизацией  
.................................... 
120 
6.5.2. Аэродинамические характеристики крыла  
с отклоненной механизацией  
.................................... 
121 
9 



ǯȖȏșȖȜȠȓȘȎ «ǸțȖȑȎ ȏȡȒȡȧȓȑȜ ȖțȔȓțȓȞȎ» 
 ǮȫȞȜȚȓȣȎțȖȘȎ Ȗ ȎȫȞȜȒȖțȎȚȖȘȎ 
Часть II. ОСНОВЫ АЭРОМЕХАНИКИ.  
ДИНАМИКА ПОЛЕТА ЛА 
 
Вводные замечания  
............................................................ 
124 
Раздел I. ПОЛЕТ САМОЛЕТА  ПО ТРАЕКТОРИИ  .... 
126 
1. Основные понятия. Системы координат  ................ 
126 
1.1. Положение самолета  ............................................... 
126 
1.2. Ориентация самолета  
.............................................. 
128 
1.3. Скорость самолета  
................................................... 
130 
1.4. Направление движения ЛА  .................................... 
133 
2. Уравнения движения самолета  ................................. 
137 
2.1. Уравнения движения самолета  в векторной  
форме  ............................................................................... 
137 
2.2. Уравнения движения самолета  как  
материальной точки  ....................................................... 
143 
2.3. Разделение движения самолета на продольное  
и боковое  ......................................................................... 
144 
3. Горизонтальный полет  ............................................... 
146 
3.1. Уравнения движения  
............................................... 
146 
3.2. Потребная скорость горизонтального полета  
....... 
149 
3.3. Кривые Жуковского. Потребная тяга  
.................... 
152 
3.4. Характерные режимы горизонтального полета  ... 
161 
3.5. Диаграмма диапазона истинных скоростей  
.......... 
162 
3.6. Эксплуатационные ограничения скоростей  
полета  .............................................................................. 
169 
3.7. Диаграмма диапазона индикаторных  
скоростей  
......................................................................... 
170 
4. Набор высоты  ............................................................... 
173 
4.1. Уравнения движения  
............................................... 
173 
10