Аэродинамика

Опирается на законы механики, физики и термодинамики. Прикладные разделы аэродинамики:

1) аэродинамика летательных аппаратов (ЛА);

2) промышленная аэродинамика.

В аэродинамике решается прямая задача – определение аэродинамических характеристик летательных аппаратов, их частей и различных сооружений заданной формы, и обратная задача – определение формы обтекаемого тела по заданным аэродинамическим характеристикам.

Начало современной аэродинамики связано с работами Н.Е.Жуковского, С.А.Чаплыгина, Л.Прандтля. Казанские ученые начали проявлять интерес к аэродинамическим исследованиям в 1930-е годы: на аэродинамическом отделении Казанского университета (1931), затем в Казанском авиационном институте с открытием лаборатории и кафедры аэродинамики (1932). Были проведены исследования по теоретической аэродинамике, устойчивости, оптимизации, управлению различными аэрогазодинамическими процессами (Н.Г.Четаев, Г.В.Каменков, С.Г.Нужин, Г.Н.Федоров).

Первые труды по аэродинамике в Казани были посвящены аэродинамическому расчету бипланов и полипланов (С.Г.Нужин, 1935), устойчивости вихревых дорожек Кармана (Г.В.Каменков, 1933).

В 1940 году – начале 1950-х годов были разработаны методы расчета аэродинамических сил и моментов крыла конечного размаха, крыльев малого удлинения, стреловидных крыльев, крыльев на больших и закритических углах атаки, колеблющихся крыльев (С.Г.Нужин, Г.В.Каменков, Н.М.Монахов, Т.К.Сиразетдинов). В те же годы были разработаны теории обтекания крыловых профилей в плоскопараллельном потоке несжимаемой и невязкой жидкости, в дозвуковом сжимаемом (С.Г.Нужин) и в околозвуковом (А.И.Богомолов) потоках.

В 1944 году Г.Г.Тумашевым была поставлена и решена обратная задача аэродинамики – построение крыльевых профилей по заданному распределению давления по поверхности крыла. Эта работа положила начало большому числу исследований крыльев летательных аппаратов.

В середине 1950-х годов О.П.Сидоровым было рассмотрено обтекание тел вращения несжимаемым потоком жидкости. Исследования обтекания решеток профилей и влияния близости поверхности Земли на обтекание крылового профиля проведены М.Х.Бикчентаевым и Г.И.Костычевым в 1950-х годах.

Применение вариационных методов и распространение принципа максимума Л.С.Понтрягина к решению оптимизационных задач аэродинамики и динамики полета, теории пограничного слоя жидкости и газа путем вдува и выдува потока воздуха проведены Н.В.Куршевым, Ю.В.Кожевниковым, Т.К.Сиразетдиновым, А.А.Афанасьевым, О.Г.Диваковым и др. в 1960-х годах. В те же годы были разработаны методы построения функций А.М.Ляпунова при исследовании устойчивости движения жидкости, стабилизации и управления колебаниями жидкости в топливном баке, устойчивости и стабилизации колебаний плазменного шнура в гидродинамическом приближении (Т.К.Сиразетдинов, В.А.Петров, А.А.Соловьев, И.П.Ультриванов и Е.Г.Павлов).

С начала 1970-х годов В.Г.Павлов, З.Х.Нугманов, В.В.Жерехов, К.Г.Гараев и др. исследовали групповые свойства течения жидкости, и вопросы аэродинамического проектирования крыла самолета. Экспериментальные аэродинамические исследования военных и гражданских самолетов, ракетной техники, автомобилей проводились в аэродинамической трубе Казанского технического университета.

Аржанников Н.С., Мальцев В.Н. Аэродинамика. М., 1935.

Каменков Г.В. О вихревом сопротивлении. М., 1935. Ч. 2.

Четаев Н.Г. Устойчивость движения. М., 1962.

Куршев Н.В. Оптимальные задачи динамики полета. Казань, 196.

Сиразетдинов Т.К. Оптимизация систем с распределенными параметрами. М., 1977.

Сиразетдинов Т.К. Устойчивость систем с распределенными параметрами. Новосибирск, 1987.

Дегтярев Г.Л., Сиразетдинов Т.К. Теоретические основы оптимального управления космическими аппаратами. М., 1986.

Нугманов З.Х. Численный методрасчета обтекания профиля вязким несжимаемым потоком. Казань, 1993.

Автор – Т.К.Сиразетдинов