V předmětu se studenti seznámí se stlačitelným prouděním plynů (vzduchu) s důrazem na aplikace v letectví. Důraz je kladen na dynamiku plynů, proudění kolem profilu a křídla v subsonické, trassonické a supersonické oblasti, rázové vlny a jejich vznik a vlastnosti (kolmá, šikmá a lambda rázová vlna).

1. Stlačitelnost plynů. Charakter subsonického, transsonického a supersonického obtékání těles. Šíření tlakových rozruchů.
2. Základní fyzikální zákony pro popis stlačitelného proudění. Základy a funkce dynamiky plynů. Aerodynamický ohřev. Měření stavových veličin a rychlosti proudu ve stlačitelných tekutinách.
3. Jednorozměrné stacionární proudění adiabatické, adiabatické se třením a proudění s výměnou tepla.
4. Proudění v dýzách a difuzorech s proměnným průřezem. Vznik rázových vln, kolmá rázová vlna.
5. Rovinné potenciální proudění stlačitelné tekutiny.
6. Proudění vazké stlačitelné tekutiny.
7. Subsonické obtékání aerodynamického profilu. Kritické Machovo číslo. Aerodynamické součinitele.
8. Subsonické obtékání a aerodynamické charakteristiky přímého a šípového křídla konečného rozpětí.
9. Dvourozměrné supersonické proudění. Obtékání konvexní a konkávní hrany.
10. Supersonické profily.
11. Supersonické obtékání a aerodynamické charakteristiky křídla.
12. Transsonické jevy. Aerodynamické charakteristiky profilů, křídel a letounů v transsonické oblasti. Interakce mezní vrstvy s vnějším proudem a rázovou vlnou. Superkritické profily. Prostředky pro redukci vlnové krize.
13. Hypersonické proudění

1. Řešení Prandtlovy rovnice křídla. Glauertova metoda.
2. Odvození a využití rovnic pro stlačitelné proudění. Závislost Machova čísla a rychlostního parametru. Vyjádření bezrozměrných stavových veličin.
3. Stlačitelnost plynů. Šíření tlakového rozruchu. Aerodynamický ohřev.
4. Grafické vyjádření Bernoulliho integrálů a kritické hodnoty bezrozměrných veličin.
5. Adiabatické, isoentropické proudění v trubici proměnného průřezu.
6. Proudění stlačitelné tekutiny dýzami, difusory a aerodynamickým tunelem.
7. Rázové vlny.
8. Tlakové poměry na rychloměrných sondách.
9. Rychlostní poměry při nestlačitelném a stlačitelném proudění na profilu.
10. Aerodynamické charakteristiky profilu při subsonickém stlačitelném proudění.
11. Kritické Machovo číslo.
12. Obtékání konvexní a konkávní hrany.
13. Dvourozměrné supersonické obtékání aerodynamického profilu. Supersonické profily.

• Brož, V., Aerodynamika vysokých rychlostí, skriptum ČVUT
• Anderson, J., Modern Compressible Flow: With Historical Perspective, 4th edition, McGraw-Hill, 2021, ISBN 9781260471441
• Anderson, J., Fundamentals of Aerodynamics, 6th edition, McGraw-Hill, 2017, ISBN 9781259129919
• Shapiro, A. H., The Dynamics and Thermodynamics of Compressible Fluid Flow, Wiley, 1977, ISBN: 978-0-471-06691-0

Aerodynamika I

Prandtlova rovnice, Glauertova metoda, Stlačitelnost, Rázové vlny, Subsonický, Supersonický, Transsonický, Hypersonický, Kritické Machovo číslo