Для удобства выполнения аэродинамических расчетов полную аэродинамическую силу R можно разложить на три взаимно перпендикулярные составляющие в скоростной системе координат. Нетрудно заметить, что при исследованиях летательные аппараты в аэродинамической трубе оси скоростной системы координат фактически «привязаны» к трубе (см. рис. 14).
Рис. 14. Схема аэродинамической трубы: 1 - воздушный поток; 2 - исследуемое тело; 3 - стенка трубы; 4 - вентилятор
Составляющую полной аэродинамической силы вдоль оси X назвали силой аэродинамического сопротивления. Составляющую вдоль оси Y - подъемной силой.
где R - полная аэродинамическая сила; Y - подъемная сила; X - сила лобового сопротивления; Z - боковая сила.
Формулы подъемной силы и силы сопротивления очень похожи на формулу полной аэродинамической силы. Что неудивительно, т.к. и Y, и Х являются составными частями R.
где Су - коэффициент подъемной силы; Сх - коэффициент сопротивления; ρ - плотность воздуха; V - скорость тела относительно воздуха (воздушная скорость); S - эффективная площадь тела.
В природе не существует самостоятельно действующих подъемной силы и силы лобового сопротивления. Они являются составными частями полной аэродинамической силы.
Говоря о подъемной cиле, нельзя не отметить одно интересное обстоятельство: подъемная сила хотя и называется «подъемной», но она не обязана быть «поднимающей», не обязана быть направлена «вверх».
Для того чтобы проиллюстрировать это утверждение, нужно вспомнить силы, действующие на безмоторный аппарат в прямолинейном планирующем полете.
Разложение R на Y и X строится относительно воздушной скорости ЛА. На рис. 15 видно, что подъемная сила Y относительно земной поверхности направлена не только «вверх», но и немного «вперед» (вдоль проекции траектории полета на землю), а сила сопротивления X - не только «назад», но и «вверх».
Рис. 15. Разложение R на Y и X
Рис. 16. У круглого парашюта подъемная сила равна нулю
Рис. 17. У автомобиля на антикрыле подъемная сила направлена вниз
Если же рассмотреть полет круглого парашюта, который фактически не летит, а опускается вертикально вниз, то в этом случае подъемная сила Y (составляющая R, перпендикулярная воздушной скорости) равна нулю, а сила сопротивления X совпадает с R (см. рис. 16).
В технике применяют и антикрылья, т.е. крылья, которые специально устанавливаются таким образом, чтобы создаваемая ими подъемная сила была направлена вниз. Так, например, гоночный автомобиль прижимается на большой скорости антикрылом к дороге для улучшения сцепления колес с трассой (см. рис. 17).
