Bài giảng Chương 2. Tổng quát khí động lực - Khí động lực học | Học viện Hàng Không Việt Nam

Bài giảng Chương 2. Tổng quát khí động lực - Khí động lực học | Học viện Hàng Không Việt Nam được sưu tầm và soạn thảo dưới dạng file PDF để gửi tới các bạn sinh viên cùng tham khảo, ôn tập đầy đủ kiến thức, chuẩn bị cho các buổi học thật tốt. Mời bạn đọc đón xem!

Học viện Hàng không Việt
CHƯƠNG 2
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT
VỀ KHÍ ĐỘNG LỰC HỌC
Học viện Hàng không Việt
CHƯƠNG 2: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1. Biên dạng hình học 2D
2. Vận tốc gió tương đối
3. Góc đặt cánh và góc tấn
4. Các lực cơ bản tác dụng lên máy bay
5. Lực nâng
6. Lực cản
7. Trọng lực
8. Lực đẩy
9. Moment khí động
10. Hiện tượng mất lực nâng stall
11. Tâm áp suất – Tâm khí động
Học viện Hàng không Việt
1. Biên dạng hình học cánh 2D
Khi xét 1 mặt cắt trên cánh, ta thấy được biên dạng của nó, còn được
gọi là .airfoil
Học viện Hàng không Việt
1. Biên dạng hình học cánh 2D
Airfoil bao gồm: Phần đầu airfoil gọi leading edge, phần đuôi gọi
là trailing edge.
Đường thẳng nối giữa leading edge trailing edge gọi dây cung
cánh (chord line).
Học viện Hàng không Việt
1. Biên dạng hình học cánh 2D
Đường cong profin cánh (Mean Camber Line): đường cách đều mặt
trên và mặt dưới của biên dạng cánh.
Độ cong (camber) được xác định bằng khoảng cách giữa đường cong
profin (mean camber line) và dây cung cánh (chord).
Độ dày cánh: được xác định theo tỉ lệ phần trăm dây cung cánh, còn được
gọi là hệ số thon cánh.
Học viện Hàng không Việt
6
1. Biên dạng hình học cánh 2D
Cánh đối xứng (Symetrical airfoil) Cánh có độ cong (Cambered airfoil)
Học viện Hàng không Việt
7
1. Biên dạng hình học cánh 2D
Họ profile NACA
Hình học cánh máy bay thể được đặc trưng bởi một vài thông số như: độ
dày tối đa ( ), độ cong tối đa ( ), vị trí maximum thickness maximum camber
độ dày tối đa ( ), vị trí của hình cong tối đa (position of max thickness position
of max camber nose radius), và bán kính mũi ( ).
Điều này đã được thực hiện bởi
Eastman Jacobs trong những năm
đầu 1930, để tạo ra một họ airfoils
(được biết đến là NACA).
National Advisory Committee for
Aeronautics - NACA: Ủy ban Cố vấn
Quốc gia về Hàng không.
Vị trí độ cong lớn nhất 4/10 dây cung (=0.4c)
Độ dày tương đối lớn nhất 12%
Độ cong lớn nhất là 4% dây cung (=0,04c)
Học viện Hàng không Việt
1. Biên dạng hình học cánh 2D
Họ profile NACA
Profile 4 số: Định nghĩa bởi 4 số tự nhiên
Số đầu: max camber (% c)
Số thứ 2: vị trí max camber (*10 % c)
2 số cuối: max thickness
VD: NACA 4412
Học viện Hàng không Việt
1. Biên dạng hình học cánh 2D
Phương trình xác định profile NACA 4 số
Camber line:
Trong đó y độ cong lớn nhất (maximum camber) x vị trí
mc mc
của độ cong lớn nhất (position of maximum camber).
Bề dày (Thickness):
Trong đó t là bề dày lớn nhất (maximum thickness).
m
Học viện Hàng không Việt
1. Biên dạng hình học cánh 2D
Bài tập – dụ:
Nêu các đặc tính hình học và vẽ các biên dạng cánh NACA sau:
a. NACA 2412
b. NACA 0018
Bài tập về nhà:
Nêu các đặc tính hình học và vẽ các biên dạng cánh NACA sau:
a. NACA 0012, NACA 0016
b. NACA2412, NACA 2415, NACA 4418, NACA6412, NACA8416.
10
Học viện Hàng không Việt
11
Vị trí độ cong lớn nhất 15% dây cung (=0.15c)
Độ dày tương đối lớn nhất
Hệ số lực nâng thiết kế là 0.3.
1. Biên dạng hình học cánh 2D
Họ NACA 5 số
Profile 5 số: Định nghĩa bởi 5 số tự nhiên. Phức tạp hơn
Số đầu: *3/20 design lift
Số thứ 2-3: *1/2 vị trí max camber (%c)
2 số cuối: max thickness (%c)
NACA 23012
Học viện Hàng không Việt
12
1. Biên dạng hình học cánh 2D
Học viện Hàng không Việt
13
2. Vận tốc gió tương đối
Vận tốc bay: là vận tốc máy bay trong không khí dọc theo hướng
bay. Vận tốc gió tương đối:
Vận tốc gió tác động lên máy bay.
Ngược chiều với vận tốc bay.
Phụ thuộc vào đường bay.
Không phải lúc nào cũng nằm trên phương ngang.
Học viện Hàng không Việt
14
3. Góc đặt cánh và góc tấn
Góc đặt cánh (γ): là góc giữa cung cánh và trục ngang của máy bay.
Học viện Hàng không Việt
15
3. Góc đặt cánh và góc tấn
Góc tấn – Angle of Attack AoA
Góc tấn (α): là góc tạo bởi đường cung cánh và vận tốc gió tương đối.
Học viện Hàng không Việt
16
4. Các lực cơ bản tác dụng lên máy bay
Các trục điều khiển
3 trục điểu khiển
3 chuyển động tịnh tiến, gây ra bởi các lực dọc trục
3 chuyển động xoay, gây ra bởi các moment quanh trục
Học viện Hàng không Việt
17
4. Các lực cơ bản tác dụng lên máy bay
Các lực bản
Trọng lực, lực nâng
Lực cản, lực đẩy
Lực ngang
Học viện Hàng không Việt
18
4. Các lực cơ bản tác dụng lên máy bay
Lực nâng
Vuông góc hướng chuyển động
Hướng lên phía trên
Học viện Hàng không Việt
19
4. Các lực cơ bản tác dụng lên máy bay
Lực cản (Drag)
Ngược chiều với hướng chuyển động của máy bay
Nói cách khác, lực cản cùng chiều với hướng chuyển động của dòng
không khí
Lực cản cản trở chuyển động của máy bay
Lực ngang (cross-wind force):
Vuông góc với lực nâng và lực cản
Trùng với phương sải cánh
Học viện Hàng không Việt
20
4. Các lực cơ bản tác dụng lên máy bay
Moment trúc ngóc (Pitching moment):
Mô men có xu hướng làm trúc ngóc may bay hay biên dạng cánh
Thường được tính với tâm moment là đường ¼ dây cung cánh
Chiều dương là chiều làm mũi máy bay ngóc lên
Moment xoay (Rolling moment):
Mô men có xu hướng làm cho máy bay xoay quanh hướng bay
Có xu hướng nâng một mũi cánh và hạ mũi cánh còn lại
Moment lắc ngang (Yawing moment):
Mô men có xu hướng làm cho máy bay xoay quanh hướng lực nâng
Có xu hướng làm cho máy bay lệch ra khỏi hướng bay (trái hoặc phải)
| 1/79

Preview text:

Học viện Hàng không Việt CHƯƠNG 2
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT
VỀ KHÍ ĐỘNG LỰC HỌC
Học viện Hàng không Việt
CHƯƠNG 2: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1. Biên dạng hình học 2D
2. Vận tốc gió tương đối
3. Góc đặt cánh và góc tấn
4. Các lực cơ bản tác dụng lên máy bay 5. Lực nâng 6. Lực cản 7. Trọng lực 8. Lực đẩy 9. Moment khí động
10. Hiện tượng mất lực nâng stall
11. Tâm áp suất – Tâm khí động

Học viện Hàng không Việt
1. Biên dạng hình học cánh 2D
Khi xét 1 mặt cắt trên cánh, ta thấy được biên dạng của nó, còn được gọi là airfoil.
Học viện Hàng không Việt
1. Biên dạng hình học cánh 2D
• Airfoil bao gồm: Phần đầu airfoil gọi là leading edge, phần đuôi gọi là trailing edge.
Đường thẳng nối giữa leading edge và trailing edge gọi là dây cung cánh (chord line).
Học viện Hàng không Việt
1. Biên dạng hình học cánh 2D
 Đường cong profin cánh (Mean Camber Line): là đường cách đều mặt
trên và mặt dưới của biên dạng cánh.
 Độ cong (camber) được xác định bằng khoảng cách giữa đường cong
profin (mean camber line) và dây cung cánh (chord).
 Độ dày cánh: được xác định theo tỉ lệ phần trăm dây cung cánh, còn được
gọi là hệ số thon cánh.
Học viện Hàng không Việt
1. Biên dạng hình học cánh 2D
Cánh đối xứng (Symetrical airfoil)
Cánh có độ cong (Cambered airfoil) 6
Học viện Hàng không Việt
1. Biên dạng hình học cánh 2D H ọ p rofile NACA
Hình học cánh máy bay có thể được đặc trưng bởi một vài thông số như: độ
dày tối đa (maximum thickness), độ cong tối đa (maximum camber), vị trí có
độ dày tối đa (position of max thickness), vị trí của hình cong tối đa (position
of max camber
), và bán kính mũi (nose radius).
Điều này đã được thực hiện bởi
Eastman Jacobs trong những năm
đầu 1930, để tạo ra một họ airfoils
(được biết đến là NACA).
National Advisory Committee for
Aeronautics - NACA: Ủy ban Cố vấn Quốc gia về Hàng không. 7
Học viện Hàng không Việt
1. Biên dạng hình học cánh 2D H ọ p rofile NACA
Profile 4 số: Định nghĩa bởi 4 số tự nhiên
 Số đầu: max camber (% c)
 Số thứ 2: vị trí max camber (*10 % c)
 2 số cuối: max thickness VD: NACA 4412
Độ cong lớn nhất là 4% dây cung (=0,04c)
Độ dày tương đối lớn nhất 12%
Vị trí độ cong lớn nhất 4/10 dây cung (=0.4c)
Học viện Hàng không Việt
1. Biên dạng hình học cánh 2D P
hương t rình x ác đ ịnh p rofile NACA 4 s ố  Camber line:
Trong đó ymc là độ cong lớn nhất (maximum camber) và xmc là vị trí
của độ cong lớn nhất (position of maximum camber).  Bề dày (Thickness):
Trong đó tm là bề dày lớn nhất (maximum thickness).
Học viện Hàng không Việt
1. Biên dạng hình học cánh 2D B ài t ập – Ví d ụ:
Nêu các đặc tính hình học và vẽ các biên dạng cánh NACA sau: a. NACA 2412 b. NACA 0018 Bài tập về nhà:
Nêu các đặc tính hình học và vẽ các biên dạng cánh NACA sau: a. NACA 0012, NACA 0016
b. NACA2412, NACA 2415, NACA 4418, NACA6412, NACA8416. 10
Học viện Hàng không Việt
1. Biên dạng hình học cánh 2D H ọ NACA 5 s ố
Profile 5 số: Định nghĩa bởi 5 số tự nhiên. Phức tạp hơn
 Số đầu: *3/20  design lift
 Số thứ 2-3: *1/2  vị trí max camber (%c)
 2 số cuối: max thickness (%c) NACA 23012
Hệ số lực nâng thiết kế là 0.3.
Độ dày tương đối lớn nhất
Vị trí độ cong lớn nhất 15% dây cung (=0.15c) 11
Học viện Hàng không Việt
1. Biên dạng hình học cánh 2D 12
Học viện Hàng không Việt
2. Vận tốc gió tương đối
Vận tốc bay: là vận tốc máy bay trong không khí dọc theo hướng
bay. Vận tốc gió tương đối:
 Vận tốc gió tác động lên máy bay.
 Ngược chiều với vận tốc bay.
 Phụ thuộc vào đường bay.
 Không phải lúc nào cũng nằm trên phương ngang. 13
Học viện Hàng không Việt
3. Góc đặt cánh và góc tấn G óc đ
ặt c ánh ( γ): là góc giữa cung cánh và trục ngang của máy bay. 14
Học viện Hàng không Việt
3. Góc đặt cánh và góc tấn G óc t ấn – An gle o f At tack Ao A
Góc tấn (α): là góc tạo bởi đường cung cánh và vận tốc gió tương đối. 15
Học viện Hàng không Việt
4. Các lực cơ bản tác dụng lên máy bay c t rục đ iều k hiển  3 trục điểu khiển
 3 chuyển động tịnh tiến, gây ra bởi các lực dọc trục
 3 chuyển động xoay, gây ra bởi các moment quanh trục 16
Học viện Hàng không Việt
4. Các lực cơ bản tác dụng lên máy bay c l ực c ơ b ản  Trọng lực, lực nâng  Lực cản, lực đẩy  Lực ngang 17
Học viện Hàng không Việt
4. Các lực cơ bản tác dụng lên máy bay L ực n âng
 Vuông góc hướng chuyển động  Hướng lên phía trên 18
Học viện Hàng không Việt
4. Các lực cơ bản tác dụng lên máy bay
Lực cản (Drag)
 Ngược chiều với hướng chuyển động của máy bay
 Nói cách khác, lực cản cùng chiều với hướng chuyển động của dòng không khí
 Lực cản cản trở chuyển động của máy bay
Lực ngang (cross-wind force):
 Vuông góc với lực nâng và lực cản
 Trùng với phương sải cánh 19
Học viện Hàng không Việt
4. Các lực cơ bản tác dụng lên máy bay
Moment trúc ngóc (Pitching moment):
 Mô men có xu hướng làm trúc ngóc may bay hay biên dạng cánh
 Thường được tính với tâm moment là đường ¼ dây cung cánh
 Chiều dương là chiều làm mũi máy bay ngóc lên
Moment xoay (Rolling moment):
 Mô men có xu hướng làm cho máy bay xoay quanh hướng bay
 Có xu hướng nâng một mũi cánh và hạ mũi cánh còn lại
Moment lắc ngang (Yawing moment):
 Mô men có xu hướng làm cho máy bay xoay quanh hướng lực nâng
 Có xu hướng làm cho máy bay lệch ra khỏi hướng bay (trái hoặc phải) 20