Аеродинамічна якість

Аеродинамічна якість — відношення підіймальної сили літального апарата до аеродинамічного опору (або відношення їх коефіцієнтів) у потоковій системі координат при даному куті атаки. Покращення аеродинамічної якості є однією з основних задач аеродинаміки.

Поляра першого роду (показана зеленим), що демонструє залежність коефіцієнтів лобового опору і підіймальної сили від кута атаки. Дотична (показана синім) вказує точку поляри, що відповідає максимальній якості.

На практиці цю величину обчислюють для певного діапазону швидкостей, а отримані дані представляють у вигляді графіка.

Визначення

Аеродинамічна якість визначається наступним співвідношенням:

${\displaystyle K(\alpha )={\frac {C_{ya}(\alpha )}{C_{xa}(\alpha )}}}$,

де

${\displaystyle \alpha }$ — кут атаки;

${\displaystyle C_{ya}}$ — коефіцієнт підіймальної сили;

${\displaystyle C_{xa}}$ — коефіцієнт лобового опору.

Опис

Підіймальна сила є корисною складовою аеродинамічної сили, яка підтримує літальний апарат у повітрі. Лобовий опір, навпаки, призводить до додаткової витрати енергії літального апарата і є шкідливою складовою. Таким чином, їхнє відношення дозволяє схарактеризувати якість літального апарата. Більшій аеродинамічній якості відповідає більша підіймальна сила та (або) менший опір руху.

Максимальне значення аеродинамічної якості для літака відповідає найвигіднішому куту атаки для здійснення планування на максимальну дальність у спокійній атмосфері. Аеродинамічна досконалість літака визначається меншим лобовим опором при даній підіймальній силі.

На полярі, яка являє собою об'єднаний графік залежності коефіцієнтів лобового опору і підіймальної сили від кута атаки, аеродинамічна якість для кожного кута атаки є тангенсом кута нахилу лінії, що з'єднує початок координат, з точкою поляри, що відповідає цьому куту атаки.

У простішому представленні аеродинамічна якість можна розцінювати як відстань, яка може пролетіти літальний апарат з деякої висоти в штиль з вимкненим двигуном (якщо він взагалі є). Наприклад, у планера якість зазвичай близько 30, а у дельтаплана — 10). Тобто з висоти 1 кілометр спортивний планер зможе пролетіти в ідеальних умовах приблизно 30 км, а дельтаплан — 10.

Аеродинамічна якість деяких літальних апаратів і птахів

Країна	Перший політ	ЛА	k	Режим польоту	Тип
Росія	1966	«Союз»	0,25—0,3	політ в атмосфері	Спускальний апарат
США	1968	«Аполлон»	0,368	політ в атмосфері	Спускальний апарат
СРСР	1988	«Буран»	1,3[1]	на гіперзвуці	Багаторазовий космічний ЛА
		Горобець	4		Пташка сімейства горобиних
США	1981	Спейс Шаттл	4,5	посадка	Багаторазовий космічний ЛА
СРСР	1988	«Буран»	5,6[1]	на дозвуковому режимі	Багаторазовий космічний ЛА
СРСР	1970	Су-24	9,5[2]	макс.,М<1	Фронтовий бомбардувальник зі змінною стрілоподібністю крила
		Срібляста чайка	10		Морська пташка сімейства чайкових
СРСР	1947	Ан-2	10[3]	макс.	Біплан загального призначення
СРСР	1977	МіГ-29	10,4[4]	макс., М=0,75	Багатоцільовий винищувач 4 покоління
США	1983	Боїнг 767—233 (Планер Гімлі)	~12	планерування	Широкофюзеляжний пасажирський літак
СРСР	1975	Як-42	15[5]	макс. (при малих М)	Регіональний пасажирський літак
Україна	2003	Aeros Combat L	16,7	макс.	Безмачтовий дельтаплан
		Альбатрос	20		Морська пташка
США	1984	Рутан Ейркрафт Вояджер	27[6]	макс.	Експериментальний літак для рекордних польотів
США	2005	Вірджин Атлантик Глобал Флаєр	37[6]	макс.	Експериментальний літак для рекордних польотів
Німеччина	1993	Schleicher ASH 26	50	макс. (при 85 км/г)	Серійний планер
Німеччина	2005	Schleicher ASG 29-18m	52	макс.	Серійний планер
Німеччина	1986	Schleicher ASH 25	57	макс.	Двомісний серійний планер.