Глава 1 общие вопросы аэрогазодинамики

Достижения механики жидкостей и газа используют множество областей техники.

Неразрывно связаны с аэродинамикой и гидродинамикой авиация и кораблестроение, основными проблемами которых является скорость, устойчивость и управляемость.

Развитие ракетной и космической техники поставило, главным образом перед газовой динамикой, ряд новых задач, послуживших развитию в этой отрасли механики жидкости и газов. Например, конкретная задача возвращения космических аппаратов или баллистических ракет на Землю через плотные слои атмосферы дала толчок к многочисленным исследованиям по борьбе с разогревом поверхности летательного аппарата за счет тепла, возникающего при диссипации механической энергии воздушного потока вблизи поверхности тела (в пограничном слое), с плавлением или сублимацией поверхности корпуса летательного аппарата (ЛА). Совокупность этих и многих других близких задач привела к образованию нового раздела МЖГ – аэротермодинамики.

Важное значение имеют гидроаэродинамика и газодинамика в турбостроении и двигателестроении. При вращении рабочих колес турбин и компрессоров составляющие их лопатки обтекаются с большими относительными скоростями водой, газом или паром. От правильного гидродинамического расчета формы профилей и конструкции лопаток рабочих колес зависит достижение требуемой мощности машины и ее КПД.

Широко использует МЖГ современная теплотехника, занимающаяся интенсификацией процессов горения в топках паровых котлов, камерах горения газовых турбин, реактивных двигателей, а также вопросами охлаждения поверхностей, подверженных воздействию горячего газа.

В химической индустрии перед МЖГ встают вопросы интенсификации процессов перемешивания различного рода жидких или газообразных сред, вступающих между собой в химические реакции при движении их по трубам или в специальных камерах при наличии твердых поверхностей, обладающих каталитическими свойствами.

Металлургия выдвигает перед МЖГ задачи, связанные с повышением эффективности работы металлургических печей и других агрегатов.

Гидростроительство широко использует достижения МЖГ при рассмотрении движений воды в реках и каналах, фильтрации воды под гидротехническими сооружениями, движений воды через плотины и другие водосбросы.

Без использования достижений МЖГ не обходится автомобильная промышленность (удобообтекаемые формы кузовов и вопросы устойчивости движения автомобилей при больших скоростях), железнодорожный транспорт (те же проблемы, а также вопрос взаимодействия при встречном движении с большими скоростями), градостроительство (вопросы вентиляции жилых помещений и районов застройки), медицина и спорт.

Современная метеорология, и особенно ее теоретическая основа – динамика атмосферы, широко использует МЖГ и теорию турбулентного движения воздуха над поверхностью Земли при наличии различных физических факторов (солнечная радиация, испарение и др.).

Движение газовых масс, образующих туманности и звезды, их взаимодействие друг с другом и с более разреженной межзвездной средой, расширение оболочек новых звезд, образование и угасание турбулентных возмущений в межзвездной среде и другие подобные явления составляют содержание сравнительно молодой области космогонического применения МЖГ, получившей название космической аэродинамики.