Khí động lực học - Hiệu ứng magnus và xoáy

Khí động lực học (bài 2)1Hiệu ứng Magnus và xoáyDòng qua trụ là dòng đối xứng không có lực nângKhi trụ quay  sinh ra lực nângCơ chế sinh ra lực nâng vậy gọi là hiệu ưng Magnus2Xoáy quanh profile –circulationĐặt cánh thay bằng hình trụ sẽ có hiệu ứng xoáy giống trụ.Không có xoáy sẽ không có lực nâng3Định lý JoukowskiNếu định nghĩa circulation-luu so tính bởi tích phân vận tốc theo chu tuyến kín:Định lý Joukowski cho ta tính đươc lực nâng trên một đơn vị sải cánh:4Ảnh hưởng của bề dày VD: NACA4421 và 4409Profile dày hơn alpha max lớn hơn5Ảnh hưởng của độ vồngVồng hơn sẽ có hệ số lực nâng lớn hơn ở 0°Tuy nhiên góc thất tốc sẽ nhỏ hơn6Các loại lực cản-Cản cảm ứngCản ký sinhCản nén7Cản cảm ứng-induced dragLà lực cản trên cánh mà nguyên nhân sinh ra bởi lực nâng.Đường dòng phía trênĐường dòng phía dưới8Cách làm giảm lực cản cảm ứngTăng tỉ số dạng của cánh (aspect ratio)Thiết kế cánh có độ thon và có tấm chắn ởn đầu cánh9Cản ký sinh/Cản hình dạngLà lực cản trên cánh mà nguyên nhân không bởi lực nâng.Dòng qua trụ không nhámDòng qua trụ thực10Làm giảm lực cản hình dạngXét ba trường hợp sau:Lực cản giảm dần11Cản ký sinh/Cản ma sátXét hình dạng của 10 hình sau:Cản ma sát tăng dầnCản hình dạng tăng thì cản ma sát giảm và ngược lại12Cản ma sát/Lớp biên (boundary layer)Bề mặt máy bay lý tưởng không nhámBề mặt máy bay nhámLiên quan đến khái niệm lớp biên13Cản ma sát/Lớp biênHai loại lớp biênLớp biên tầngLớp biên rối14Cánh làm giảm cản ma sátTạo dòng chảy để giảm tách thành của lớp biênTạo profile có lớp biên tầng Gọi là profile chảy tầng 15Cản ký sinh/Cản bề mặtDo cánhTấm treoĐộng cơTổng cộngCản bề mặt là do xoáy tạo ra từ bề mặt góc canh của máy bay16Cản sóng-compressible dragLà lực cản sinh ra bởi Sóng va khi máy bay bay ở vận tốc cao. Đôi khi còn gọi là cản sóng « Wave drag »Lực cản nay chỉ sinh ra khi máy bay bay ở vận tốc cận âm và trên âm17Cản sóng18Tổng lực cảnHình thể hiện tổng lực cản cảm ứng và cản ký sinh.Lưc cản cảm ứng giảm khi vận tốc tăng- Cản ký sinh tăng khi vận tốc tăng19Khí quyểnKhí quyển là toàn bộ khối không khí bao quanh trái đấtKhông khí khô bao gồm: 78% nitơ, 21% ôxi,0,039% CO2, 0,93% argon, 1% hơi nướcKhối lượng riêng TB 1,225 kg/m320Khí quyểnCấu tạo gồm các lớp sau: Tầng đối lưu- troposphereTầng bình lưu-stratosphereTầng giữa khí quyển-mesosphereTầng thượng lưu-ThermospherePhần ngoài khí quyển-Exosphere21Các bánh láiElevators or flying stabiliserRudder22Các bánh lái23Các bề mặt điều khiển24Các bề mặt điều khiển25Các bề mặt điều khiển26Các bề mặt điều khiển27Các bề mặt điều khiển28Các bề mặt điều khiển29Sự thay đổi lực nâng 30Wing fenceGiữ cho dòng chảy luôn từ LETE31Design boxLực nâng, lực cản đóng vai trò rất quan trọng trong thiết kế ban đầu trong tính toán, thiết kế máy bay.Giả sử máy bay bay ngang ở trạng thái dừng. Trọng lượng của máy bay là W, lực nâng là L:L=W32Design boxLực đẩy sinh ra bởi động cơ là T và lực cản là D:D=TU∞33Design boxMối liên hệ lực nâng và trong lượng ta tính được diện tích cánh:34Bay lượn 35