Khí động (có lời giải)?

Bộ câu hỏi ôn tập học phần "Khí động lực học" bao gồm câu hỏi tự luận (có đáp án) giúp sinh viên củng cố kiến thức và đạt điểm cao trong bài thi kết thúc học phần.

Câu 1: Anh/chị hãy trình bày về hiện tượng wingtip vortices (xoáy mũi cánh).
sao lại xảy ra hiện tượng này? Ảnh hưởng của hiện tượng này? Các nhân tố
ảnh hưởng đến vortex strength?
Định nghĩa: Wingtip vortex dòng khí xoáy hình xoắn ốc được tạo ra phía sau
wingtips khi cánh tạo ra lực nâng đủ lớn để cân bằng hoặc thắng trọng lực.
Nguyên nhân:
Khi cánh tạo ra lực nâng, lực nâng trên cánh được hình thành do sự chênh lệch áp suất
giữa mặt trên và mặt dưới của cánh. Mặt dưới áp suất cao, mặt trên áp suất thấp. Do ta
xét biên dạng cánh hữu hạn nên ngay tại wingtips sẽ xuất hiện dòng khí xoáy từ dưới
lên trên (do áp suất đi từ nơi áp cao v nơi áp thấp) Điều này làm thay đổi hướng
trên cánh (chiều dọc):
+ Mặt trên cánh: dòng khí ở mặt trên có xu hướng bị kéo về wingroot.
+ Mặt dưới cánh: dòng khí ở mặt dưới có xu hướng bị kéo về wingtip.
→ Dòng qua cánh 3D hữu hạn có tính khí động, nên toàn bộ dòng khí xoáy này gọi là
wingtip vortices.
Các xoáy được tạo ra khí tàu bay ở điểm rotation. Lúc này bánh sau vẫnmặt đất chỉ
mũi tàu bay bánh trước chếch lên. Xoáy kết thúc tại điểm touchdown, lúc này
bánh sau của tàu bay chạm đất.
Ảnh hưởng của hiện tượng này:
Wingtip vortices tạo ra vùng xoáy downwash khiến cho các tàu bay nhỏ khi rơi vào
vùng xoáy này thì bị cuốn đi và mất lực nâng → Tàu bay bị rơi.
vậy cần phải phân cấp tàu bay. 3 loại phân cách: phân cách cao, phân cách
ngang, phân cách dọc. Chỉ cần phân cách một trong 3 loại trên.
Các nhân tố ảnh hưởng đến vortex strength:
+ Tải trọng lớn → lực nâng lớn → chênh lệch áp suất lớn → xoáy mạnh.
+ Airspeed: Tốc độ càng lớn xoáy càng nhỏ.
+ Bề mặt: Bề mặt càng clean thì xoáy càng lớn.
+ Sải cánh (Aspect Ratio): Sải cánh dài AR tăng → Xoáy nhỏ.
+ Angle of Attack: Tỉ lệ thuận với độ lớn của xoáy.
+ Vị trí tương đối của tàu bay với ground: Tỉ lệ theo sải cánh, liên quan tới
ground effect.
Câu 2: Induced drag (lực cản cảm ứng) gì? Nguyên nhân gây ra lực cản cảm
ứng?
Định nghĩa: Lực cản cảm ứng là lực cản tạo ra bởi lực nâng. Biên dạng cánh hữu hạn
có wingtip, sự chênh lệch áp suất tạo ra các xoáy. Các xoáy này có phương downward
đẩy dòng khí đi xuống (relative airflow) gọi downwash, downwash đẩy vector lift
về phía sau gây ra sự mất mát lực nâng. Phần mất mát đó vào drag, gọiinduced
drag.
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com)
lOMoARcPSD|35973522
Nguyên nhân: Xuất phát từ biên dạng cánh hữu hạn, cánh hạn chắc chắn không
tạo ra induced drag do không wingtip. Lực nâng được tạo ra do sự chênh lệch áp
suất giữa mặt trên và mặt dưới của cánh; lúc này tại wingtip sẽ xuất hiện một xoáy
xu hướng đi từ dưới lên trên gây ra hiện tượng wingtip vortices. Wingtip vortices gây
ra downwash và downwash nghiêng vector lực nâng về phía sau, cộng thêm vào drag,
phần cộng thêm đó là induced drag.
Cách khắc phục: Không có cách khắc phục cụ thể như stall, không thể loại bỏ hoàn
toàn induced drag nhưng thể minimize bằng cách: tăng chiều dài sải cảnh, sử
dụng winglet, sử dụng biên dạng cánh thích hợp (elip, tapper).
Câu 3: Ground effectgì? Nguyên nhân hình thành? Sự ảnh hưởng của ground
effect?
Định nghĩa: Ground effect tên gọi thể hiện sự ảnh hưởng động của đặc điểm lực
nâng trên 1 bề mặt ngang của tàu bay khi tàu bay ở gần mặt đất. Ảnh hưởng này tạo ra
hiện tượng nhiễu của các dòng không khí (luồng không khí bị biến dạng) bên dưới
bề mặt. Ground effect xuất hiện cả cánh cố định cánh xoay (bởi cánh cố định
và cánh xoay đều sinh ra sự chênh lệch áp suất giữa mặt trên và mặt dưới).
Nguyên nhân:
Sự xuất hiện của wingtip vortex: Tàu bay bay tạo ra wingtip vortex do sự ảnh hưởng
của xoáy từ mặt dưới lên mặt trên. Khi tàu bay hoạt động tương đối gần mặt đất
(ground) thì xoáy từ dưới được tạo ra gặp mặt đất bị tán xạ rồi xu hướng uốn
lên; nếu quá gần thì hầu như sẽ bị tán xạ hoàn toàn mặt đất không xu hướng
uốn lên nữa → gọi là hiện tượng ground effect.
Giảm induced drag
Giảm downwash tức nghĩa giảm thành phần lực nâng theo phương ngang giảm
lực cản của tàu bay
Tăng lực nâng theo phương thẳng đứng
Sự ảnh hưởng:
Bởi ground effect thay đổi trạng thái hoạt động của tàu bay 1 cách bất thường nên
ground effect có hại:
- Đối với trường hợp cất cánh, nguy khiến tàu bay bay thấp hơn thậm
chí bị stall. `
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com)
lOMoARcPSD|35973522
Câu 4: Ground effect giảm induced drag, đồng thời tăng lực năng theo phương
đứng → nó có hại hay có lợi?
Cả hai trường hợp cất cánh và hạ cánh đều không có lợi. Nếu như ground effect giảm
induced drag toàn bộ quá trình bay, từ lúc cất cánh đến khi hạ cánh thì sẽ có lợi.
Nhưng rõ ràng khi nào tàu bay ở gần mặt đất thì ground effect mới xuất hiện.
- Đối với trường hợp cất cánh, có nguy khiến tàu bay bay thấp hơn và thậm
chí bị stall.
- Đối với trường hợp hạ cánh, khiến tàu bay bị nổi lên trên tàu bay nguy
hạ cánh ngoài đường băng (đáng lẽ touchdown điểm này, chạy đà đến
điểm này thì dừng lại; nhưng bị nổi do ảnh hưởng của ground effect nên
điểm touchdown bị dời đi chạy đà thêm mới hạ cánh được thể không
đủ đường băng)
Câu 5: Bánh tàu bay là bánh đặc hay bánh khí? Vì sao?
Bánh tàu bay bánh đặc khi tàu bay hạ cánh chịu lực tác động rất lớn giữa bánh
tàu bay bề mặt. Theo định luật 3 Newton, khi tàu bay đáp, bánh tác động nên bề
mặt 1 lực thì bề mặt tác động lên cánh 1 lực cùng phương, cùng độ lớn nhưng ngược
chiều. Vì thế nếu dùng bánh khí thì hiện tại không có bất kỳ khí nào chịu 1 lực rất lớn
khi tàu bay hạ cánh.
Thiết kế sao cho maingear chạm đất đầu tiến, nếu để nose wheel hay tail wheel chạm
đất đầu tiên thì chúng sẽ bị gãy.
Câu 6: Công dụng của winglet, vortice generator, spoiler, drag device, wing fence,
wing twist?
- Winglet: giảm lực cản cảm ứng và giảm cường độ xoáy. Nguyên lý hình thành
wingtip vortex do sự chênh lệch áp suất giữa mặt trên mặt dưới cánh.
bởi khi cánh hoạt động (cánh hữu hạn) thì tại wingtip winglet cản trở
sự xoáy lên của dòng áp suất cao bên dưới. Khi xoáy tạo ra gặp winglet sẽ bị
giảm cường độ xoáy tiếp tục bám vào bề mặt cánh phải đi thêm 1 đoạn
nữa đường đi dài hơn bình thường nên cường độ giảm lần thứ hai. Ngoài ra
khi tấm cản này thì sự chênh lệch áp suất giữa mặt trên mặt dưới không
được tự do di chuyển. Như vậy, tổng ba yếu tố chính trên thì winglet giúp giảm
cường độ xoáy của tàu bay cũng như giảm lực cản cảm ứng.
- Wing fence: Do đặc tính khí động trên cánh sẽ thay đổi bằng cách dòng dưới
cánh xu hướng bị kéo ra ngoài wingtip dòng phía trên cánh bị kéo vào
wingroot dòng không đi thẳng từ LE về TE induced drag tăng do sự gia
tăng của dòng downwash. Vì vậy, wing fence được tạo ra để giữ cho dòng chảy
luôn hướng theo phương thẳng đứng từ LE đến TE.
- Vortex generator (1 trong những dạng cơ bản của wing fence):
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com)
lOMoARcPSD|35973522
+ Bởi xoáy bị uốn nên bộ tạo xoáy nhiệm vụ tạo xoáy ngược lại để
đẩy dòng kk về lại theo phương thẳng đứng từ LE về TE giảm tách
dòng và xoáy tạo ra ít hơn;
+ T hoãn điểm tách rời lớp biên trên tàu bay, 1 trong những phương án
giảm tách rời lớp biên là tách dòng từ dưới lên (slat), nếu bh có 1 vortex
generator để tạo ra dòng hướng từ dưới lên thì sẽ giảm được sự tách rời
lớp biên vortex generator hiện nay được s dụng rộng rãi trên các
loại tàu bay.
- Spoiler (cánh cản): Tăng lực cản của tàu bay khi tàu bay hạ cánh; khi bật
spoiler thì dòng kk đi từ trên xuống sẽ gặp spoiler không thoát được → dòng kk
bị tách rời lớp biên phần lực nâng khu vực này sẽ giảm spoiler giúp
tăng lực cản và giảm lực nâng (giảm CL). Vì thế spoiler chỉ được sử dụng khi
tàu bay hạ cánh; không bật spoiler khi cất cánh khi cất cánh cần giữ lực
nâng ở mức độ phù hợp cho hoạt động của tàu bay.
- Drag device: Khả năng gia tăng lực cản; được bố trí ở những vị trí có khnăng
tăng cản nhưng không ảnh hưởng đáng kể đến lực nâng; vẫn giảm lực nâng
tuy nhiên so với spoiler thì lực nâng giảm không nhiều. Có nhiều cách để tạo ra
drag device (như spoiler) nhưng góc mở nhỏ hơn, không mở lớn quá thì dòng
kk qua đó vẫn xu hướng bám vào biên dạng cánh. Những drag device hiện
đại hơn có thể đặt ở trailing edge hoặc thân tàu bay.
Không dùng khi cất cánh (vì làm mất lực nâng)
- Wing twist:
+ Geometric twist (xoáy về mặt hình học)
Sử dụng cũng một biên dạng cánh nhưng góc đặt cánh của từng biên
dạng khác nhau.
Angle of incidence tăng từ wing root ra wingtip (wash in) giảm từ
wing root ra wingtip (wash out).
+ Aerodynamic twist (xoáy về mặt khí động)
Sử dụng nhiều biên dạng cánh khác nhau, góc tới như nhau.
Thông thường cánh đối xứng sẽ stall sau.
Công dụng:
Khi không twist, một biên dạng cánh stall sẽ kéo theo tất cả các
airfoil khác stall theo → Cánh stall.
Nhưng khi twist, chỉ một phần cánh bị stall, phần cánh khác
vẫn còn khả năng duy trì lực nâng Giúp cho tàu bay thêm
thời gian kịp xử lý.
Từ đó kéo theo cánh xoắn sẽ tạo ra tổng lực nâng cao hơn so
với cánh không xoắn (góc tới của cánh xoắn cao CL tăng
Lực nâng được gia tăng).
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com)
lOMoARcPSD|35973522
Như vậy, wing twist cải thiện tách dòng (stall), tổng lực trên cánh
gia tăng giúp tàu bay không stall cùng một lúc (stall trước -
stall sau).
Nhược điểm: khó chế tạo.
Câu 7: Ưu nhược của cái lý thuyết cánh mỏng?
- Ưu điểm: Tìm được giá trị CL, CM; tính toán cực kỳ đơn giản.
- Nhược điểm: Không tìm được giá trị lực cản, không còn đúng khi kể đến vận
tốc.
Câu 8: Biên dạng cánh hữu hạn là gì? Chỉ rõ các yếu tố?
- Định nghĩa: Cánh hữu hạn 3D cánh chiều dài theo phương thứ 3 bị giới
hạn; dẫn đến sự phân bố áp suất thay đổi. Vì áp suất đi từ nói áp cao về nơi
áp thấp nên tại điểm cuối cùng của cánh 3D hữu hạn, dòng xu hướng đi
từ dưới lên trên đặc tính của dòng thay đổi đặc tính khí động của cánh
thay đổi.
- Chỉ các yếu tố: Biên dạng cánh hữu hạn 3D gồm: wing root, wing tip,
leading edge, trailing edge, skin, spar, rib.
Câu 9: Một số biên dạng cánh đặc biệt? Tại sao không dùng biên dạng cánh elip
trong HKDD?
- Một số biên dạng cánh đặc biệt: hình chữ nhật, elip, sweep, taper, delta.
- Tại sao không dùng biên dạng cánh elip trong hàng không dân dụng?
+ Mặc dù cánh elip có sự phân bố lực nâng cho ra lực cản nhỏ nhất nhưng
cách chế tạo cánh elip rất phức tạp, khó khăn hơn nhiều so với hình chữ
nhật.
+ Tuy nhiên, cánh hình chữ nhật lại wingtip dài nhiều xoáy xuất
hiện cùng lúc. wingtip của elip rất mỏng so với cánh hình chữ nhật;
hay nói cách khác là xoáy tạo ra ở elip sẽ ít hơn rất nhiều. Thêm vào đó,
lực cản hình dạng lực cản ma sát ca cánh hình chữ nhật lớn hơn
cánh hình elip.
Tổng xoáy của cánh hình chữ nhật sẽ lớn hơn tổng xoáy của cánh
hình elip.
→ Cánh hình chữ nhật sẽ có lực cản cảm ứng lớn hơn.
+ Thế nên trong HKDD để tìm ra 1 biên dạng cánh vừa tạo ra lực cản cảm
ứng 1 mức độ chấp nhận được, vừa thế chế tạo được; đó chính
kết hợp giữa elip và hình chữ nhật để tạo ra hình thang (cánh tapper hay
cánh swept). Để kết hợp chúng thành hình thang thì thu nhỏ wingtip so
với wing root. wingtip càng nhỏ thì xoáy tạo ra càng ít Lực cản
cảm ứng giảm.
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com)
lOMoARcPSD|35973522
Câu 10: Tỉ số dạng? Lưu ý khi tính tỉ số dạng?
- Định nghĩa: Tỉ số bình phương độ dài sải cánh chia diện tích hình chiếu
của cánh.
- Lưu ý khi tính tỉ số dạng:
Câu 11: Tỉ số thon? Góc nhị diện?
- Tỉ số thon: Tỉ số thon là tỉ số giữa độ dài chord tip chia chord root
(Tỉ số thon hcn=1)
- Góc nhị diện: Góc hợp bởi mặt phẳng nằm ngang với cánh.
Câu 12: Các loại xoắn? Tại sao chế tạo cánh xoắn lên?
- Các loại xoắn:
+ Geometric twist (xoáy về mặt hình học)
Sử dụng cũng một biên dạng cánh nhưng góc đặt cánh của từng biên
dạng khác nhau.
Angle of incidence tăng từ wing root ra wingtip (wash in) giảm từ
wing root ra wingtip (wash out).
+ Aerodynamic twist (xoáy về mặt khí động)
Sử dụng nhiều biên dạng cánh khác nhau, góc tới như nhau.
Thông thường cánh đối xứng sẽ stall sau.
- Công dụng:
Khi không twist, một biên dạng cánh stall sẽ kéo theo tất cả các
airfoil khác stall theo → Cánh stall.
Nhưng khi twist, chỉ một phần cánh bị stall, phần cánh khác
vẫn còn khả năng duy trì lực nâng Giúp cho tàu bay thêm
thời gian kịp xử lý.
Từ đó kéo theo cánh xoắn sẽ tạo ra tổng lực nâng cao hơn so
với cánh không xoắn (góc tới của cánh xoắn cao CL tăng
Lực nâng được gia tăng).
Như vậy, wing twist cải thiện tách dòng (stall), tổng lực trên cánh
gia tăng.
- Nhược điểm: khó chế tạo.
Câu 13: Phân loại tàu bay theo trọng lượng cất cánh tối đa (Maximum Take Off
Weight) theo ICAO? Tại sao lại có sự phân loại này?
- Phân loại tàu bay: Gọi x là trọng lượng cất cánh tối đa của tàu bay:
x7000kg → Tàu bay nhẹ; kí hiệu L
7000kg < x < 136000kg → Tàu bay trung; kí hiệu M
x136000kg → Tàu bay nặng; kí hiệu H
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com)
lOMoARcPSD|35973522
Nếu x>560000kg → Tàu bay Super Heavy (A380)
- Tại sao lại có sự phân loại này ?
Phân ra từng loại để với mỗi loại áp dụng đúng một tiêu chuẩn phân cách.
Câu 14: So sánh đặc điểm khí động cánh 2D và 3D
- geometric (góc tới hình học): góc hợp bởi phương của dòng vector vận tốc
dòng khí tới chord cánh. Với 1 tàu bay thì chord cánh không đổi. Nếu xét
cánh 2D thì góc tới theo phương nằm ngang.
- do nhiều tác động của thành phần downwash relative wind bị hướng
xuống nên góc tới thực tế (góc tới gây ra lực nâng cho tàu bay) lúc này là
Ta góc tới hiệu quả/thực tế< góc tới hình học →33 CL (cánh 3D) < CL
(cánh 2D).
*Góc tới hiệu quả/thực tế (effective angle of attack) góc tới hợp bởi phương
của dòng local relative wind với chord cánh; kí hiệu
- Mất đi 1 thành phần .Gọi là góc tới cảm ứng (induced angle of attack). Vì xuất
hiện nên CD (cánh 3D) > CD (cánh 2D).
= -
Câu 15: Công thức tính hệ số cản cảm ứng? Cách tối ưu để giảm ?
- Công thức tính hệ số cản cảm ứng:
= (CL)/ e.pi.AR
- Cách tối ưu để giảm :
min thì AR max
→ Có hai cách:
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com)
lOMoARcPSD|35973522
+ Giảm diện tích cánh, giảm CL → làm giảm lực nâng, đẩy tàu bay
vào trạng thái thiếu lực nâng nếu muốn vào lực nâng thì
phải tăng tốc tăng lực cản hình dạng cách này không hiệu
quả.
+ Tăng chiều dài sải cánh (không ảnh hưởng đến lực nâng).
Về các giảm diện tích cánh: Nếu dùng cách này thì ta cũng chỉ để induce
drag đổi với parasite drag → Cách làm này không thực tiễn.
Thayo đó, ta sẽ tăng chiều dài sải cánh. Nhưng nếu sải cảnh quá dài
(AR lớn) thì cánh sẽ dễ bị cụp (do ảnh hưởng của trọng lực) Kỹ
cần lưu ý xử cấu trúc một cách khéo léo. Những biên dạng cánh
high aspect ratio lớn hiện nay sẽ là những biên dạng cánh được lựa chọn
nhiều và thuận lợi nhất.
Câu 16: Sự phân bố lực nâng của cánh elip?
Cánh elip hình thành phân bố lực nâng dạng elip và có downwash không đổi bên cạnh
cánh. Sự không đổi của downwash dẫn đến sự không đổi của góc tấn cục bộ dẫn
đến sự đồng nhất của dòng tách theo sải cánh. Cánh bị thất tốc mọi vị trí tại cùng
một thời điểm.
Vì góc tấn không đổi → Lực nâng duy trì theo thời gian → Lực cản cảm ứng nhỏ.
Câu 17: So sánh đặc tính khí động của cánh elip và cánh hcn? .-.
Đối với HCN, lực cản hình dạng và lực cản ma sát lớn hơn hình elip
Ngoài ra HCN còn có chord tip dài → tạo ra nhiều xoáy hơn hình elip
Vì vậy nên CD của hình hcn > CD của hình elip
→ CL của hình chữ nhật < CL của hình elip.
*Xoáy xuất hiện ở mũi cánh → cản cảm ứng
Wing tip của hcn có nhiều xoáy xhien cùng 1 lúc → tổng xoáy > hình elip
→ hcn > elip
Cùng diện tích (sải cánh càng dài, chord cánh giảm)
Chiều rộng giảm thì lực cản cảm ứng giảm
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com)
lOMoARcPSD|35973522
CHƯƠNG 1
Câu 1:
Lực nâng vuông góc với dòng khí tới.
Lực cản song song với dòng khí tới.
Câu 2: Hệ trục tọa độ
Có 2 hệ trục tọa độ sử dụng:
Hệ trục tọa độ mặt đất: được dùng để phân tích các chuyển động của tàu bay
như là một hệ trục tọa độ quán tính (Inertial Coordinate System);
Hệ trục tọa độ của tàu bay (Body Coordinate System).
Câu 3: Các momen chuyển động trên tàu bay
- Momen Pitch Axis: chuyển động xoay của máy bay quanh trục ngang, trục song
song với trục dài của cánh, giúp máy bay tăng giảm độ cao (elevator)
- Momen Yaw Axis: chuyển động xoay của máy bay quanh trục thẳng đứng, đường
thẳng đứng đi qua tâm của cánh chính. Giúp tàu bay rẽ trái hoặc rẽ phải (rudder)
- Momen Roll: Là chuyển động xoay của máy bay quanh trục dọc thân máy bay. Giúp
tàu bay xoay, lượn trên không. (Aileron)
Câu 4: Lực cản nhỏ nhất đảm bảo tiêu tốn năng lượng ít nhất
Câu 5: Định nghĩa trọng tâm, tâm áp suất, tâm khí động.
Trọng tâm vị trí trung bình của trọng lượng của máy bay. Trọng lượng thực
sự được phân phối khắp các máy bay, với một số vấn đ quan trọng ta phải
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com)
lOMoARcPSD|35973522
biết phân phối này. Nhưng trong trường hợp tổng quát, chúng ta chỉ phải quan
tâm đến tổng trọng lượng máy bay và vị trí trọng tâm.
Trọng tâm là điểm trên đó máy bay sẽ cân bằng. Trọng tâm ảnh hưởng đến
sự ổn định của máy bay. Để đảm bảo an toàn bay, trọng tâm của máy bay phải
nằm trong giới hạn quy định bởi các nhà sản xuất máy bay.
Tâm áp suất điểm đặt 1 lực duy nhất, lực này momen khí động
(resultant moment) = 0. Tâm áp suất thay đổi theo góc tới. Góc tới tăng, tâm
áp suất di chuyển về phía trước.
Tâm khí động là điểmtại đó sự thay đổi của moment khí động theo góc tới
= 0. (Nghĩa moment = const). Thông thường, tâm khí động nằm vị trí
khoảng c/4.
Câu 6: Một tàu bay có ít nhất bao nhiêu ống pitot? Đáp án: 3 (càng lên cao áp suất
giảm → cái ống đóng băng k đo được)
Câu 7: Áp suất còn được dùng để đo gì?
- Độ cao (sự chênh lệch áp suất tĩnh);
- Vận tốc (phương ngang);
- Vận tốc (phương đứng).
Câu 8: Cao độ, Chiều cao, Flight level, Elevation?
- Cao độ (Altitude): từ máy bay → mean sea level;
- Chiều cao (Height): từ máy bay sân bay (áp suất tiêu chuẩn tại mực nước
biển trung bình);
- FL: từ máy bay → 1013;
- Elevation: từ sân bay → mean sea level.
Câu 9: Các loại vận tốc trên tàu bay?
- V
IAS
: vận tốc hiển thị bởi thiết bị đo (Indicated airspeed). Vận tốc này xác định từ
độ chênh áp suất ghi nhận từ thiết bị đo, sau đo quy về điều kiện khí quyển tiêu chuẩn
cao độ mặt biển, bỏ qua các sai số do thiết bị đo, do vị trí đặt thiết bị, cũng như
do tính nén được của không khí.
- V
CAS
: vận tốc hiển thị bởi thiết bị đo sau khi đã được hiệu chỉnh để khử/giảm các
sai số do thiết bị đo và sai số do vị trí đặt thiết bị đo gây ra.
- V
EAS
: là vận tốc V
CAS
sau khi đã được hiệu chỉnh để xét đến các ảnh hưởng của tính
nén được của không khí.
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com)
lOMoARcPSD|35973522
- V
TAS
: vận tốc V
EAS
sau khi đã được hiệu chỉnh để xét đến các ảnh hưởng của sự
thay đổi khối lượng riêng của không khí theo cao độ. Đây chính vận tốc thực của
tàu bay.
- V
GS
: Ground speed: tốc độ thực tế của tàu bay khi nhìn từ mặt đất. Ground speed
V
TAS
tính đến ảnh hưởng của gió.
• Gió xuôi (tailwind): V
GS
tăng
• Gió ngược (headwind): V
GS
giảm
- Relative wind: vận tốc gió tương đối - hướng di chuyển của các phần tử u chất
(không khí) so với máy bay. Relative wind sẽ song song với hướng dịch chuyển của
máy bay nhưng ngược chiều.
Câu 10: Các loại lực cản?
- Lực cản cảm ứng do lực nâng gây ra.
- Lực cản hình dạng do airfoil gây ra Cách để minimize form drag chế tạo
airfoil hình tear shape.
- Lực cản nhiễu sinh ra khi lắp ráp tất cả các bộ phận tàu bay lại với nhau
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com)
lOMoARcPSD|35973522
- Lực cản sóng sinh ra khi vận tốc của tàu bay lớn, vượt qua cả vận tốc âm thanh
(số Mach > 0.8)
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com)
lOMoARcPSD|35973522
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com)
lOMoARcPSD|35973522
CHƯƠNG 2
Câu 1: Góc đặt cánh là gì? (Angle of incidence)
Góc đặt cánh là góc hợp bỏi chord cánhtrục dọc của máy bay
Góc đặt cánh được kí hiệu là
Câu 2: Góc tới là gì? (Angle of attack)
Góc tới (AoA) góc hợp giữa hướng của dòng khí tới (hoặc vận tốc gió
tương đối) với chord cánh.
Nó được kí hiệu là
Câu 3: Họ profile NACA
Profile 4 số: Định nghĩa bởi 4 số tự nhiên
Số thứ nhất chỉ độ cong lớn nhất so với 1/100 dây cung
Số thứ 2 chỉ vị trí độ cong lớn nhất so với 1/10 dây cung
Hai số cuối chỉ độ dày lớn nhất tính theo phần trăm dây cung
Câu 4: Lực và momen khí động trên tàu bay bởi 2 nguyên nhân:
- Phân bố áp suất
- Phân bố ứng áp suất trượt
Câu 5: Cách giảm tách rời lớp biên?
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com)
lOMoARcPSD|35973522
(khe slat)
Câu 6: Tính nhớt
Tính nhớt phụ thuộc vào nhiệt độ
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com)
lOMoARcPSD|35973522
| 1/15

Preview text:

lOMoARcPSD|35973522
Câu 1: Anh/chị hãy trình bày về hiện tượng wingtip vortices (xoáy ở mũi cánh).
Vì sao lại xảy ra hiện tượng này? Ảnh hưởng của hiện tượng này? Các nhân tố
ảnh hưởng đến vortex strength?
Định nghĩa
: Wingtip vortex là dòng khí xoáy hình xoắn ốc được tạo ra ở phía sau
wingtips khi cánh tạo ra lực nâng đủ lớn để cân bằng hoặc thắng trọng lực. Nguyên nhân:
Khi cánh tạo ra lực nâng, lực nâng trên cánh được hình thành do sự chênh lệch áp suất
giữa mặt trên và mặt dưới của cánh. Mặt dưới áp suất cao, mặt trên áp suất thấp. Do ta
xét biên dạng cánh hữu hạn nên ngay tại wingtips sẽ xuất hiện dòng khí xoáy từ dưới
lên trên (do áp suất đi từ nơi áp cao về nơi áp thấp) → Điều này làm thay đổi hướng trên cánh (chiều dọc):
+ Mặt trên cánh: dòng khí ở mặt trên có xu hướng bị kéo về wingroot.
+ Mặt dưới cánh: dòng khí ở mặt dưới có xu hướng bị kéo về wingtip.
→ Dòng qua cánh 3D hữu hạn có tính khí động, nên toàn bộ dòng khí xoáy này gọi là wingtip vortices.
Các xoáy được tạo ra khí tàu bay ở điểm rotation. Lúc này bánh sau vẫn ở mặt đất chỉ
có mũi tàu bay và bánh trước chếch lên. Xoáy kết thúc tại điểm touchdown, lúc này
bánh sau của tàu bay chạm đất.
Ảnh hưởng của hiện tượng này:
Wingtip vortices tạo ra vùng xoáy downwash khiến cho các tàu bay nhỏ khi rơi vào
vùng xoáy này thì bị cuốn đi và mất lực nâng → Tàu bay bị rơi.
Vì vậy cần phải phân cấp tàu bay. Có 3 loại phân cách: phân cách cao, phân cách
ngang, phân cách dọc. Chỉ cần phân cách một trong 3 loại trên.
Các nhân tố ảnh hưởng đến vortex strength:
+ Tải trọng lớn → lực nâng lớn → chênh lệch áp suất lớn → xoáy mạnh.
+ Airspeed: Tốc độ càng lớn xoáy càng nhỏ.
+ Bề mặt: Bề mặt càng clean thì xoáy càng lớn.
+ Sải cánh (Aspect Ratio): Sải cánh dài → AR tăng → Xoáy nhỏ.
+ Angle of Attack: Tỉ lệ thuận với độ lớn của xoáy.
+ Vị trí tương đối của tàu bay với ground: Tỉ lệ theo sải cánh, liên quan tới ground effect.
Câu 2: Induced drag (lực cản cảm ứng) là gì? Nguyên nhân gây ra lực cản cảm ứng?
Định nghĩa
: Lực cản cảm ứng là lực cản tạo ra bởi lực nâng. Biên dạng cánh hữu hạn
có wingtip, sự chênh lệch áp suất tạo ra các xoáy. Các xoáy này có phương downward
đẩy dòng khí đi xuống (relative airflow) gọi là downwash, downwash đẩy vector lift
về phía sau gây ra sự mất mát lực nâng. Phần mất mát đó bù vào drag, gọi là induced drag.
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com) lOMoARcPSD|35973522
Nguyên nhân: Xuất phát từ biên dạng cánh hữu hạn, cánh vô hạn chắc chắn không
tạo ra induced drag do không có wingtip. Lực nâng được tạo ra do sự chênh lệch áp
suất giữa mặt trên và mặt dưới của cánh; lúc này tại wingtip sẽ xuất hiện một xoáy có
xu hướng đi từ dưới lên trên gây ra hiện tượng wingtip vortices. Wingtip vortices gây
ra downwash và downwash nghiêng vector lực nâng về phía sau, cộng thêm vào drag,
phần cộng thêm đó là induced drag.
Cách khắc phục: Không có cách khắc phục cụ thể như stall, không thể loại bỏ hoàn
toàn induced drag nhưng có thể minimize nó bằng cách: tăng chiều dài sải cảnh, sử
dụng winglet, sử dụng biên dạng cánh thích hợp (elip, tapper).
Câu 3: Ground effect là gì? Nguyên nhân hình thành? Sự ảnh hưởng của ground effect?
Định nghĩa
: Ground effect là tên gọi thể hiện sự ảnh hưởng động của đặc điểm lực
nâng trên 1 bề mặt ngang của tàu bay khi tàu bay ở gần mặt đất. Ảnh hưởng này tạo ra
hiện tượng nhiễu của các dòng không khí (luồng không khí bị biến dạng) ở bên dưới
bề mặt. Ground effect xuất hiện ở cả cánh cố định và cánh xoay (bởi vì cánh cố định
và cánh xoay đều sinh ra sự chênh lệch áp suất giữa mặt trên và mặt dưới). Nguyên nhân:
Sự xuất hiện của wingtip vortex: Tàu bay bay tạo ra wingtip vortex do sự ảnh hưởng
của xoáy từ mặt dưới lên mặt trên. Khi tàu bay hoạt động tương đối gần mặt đất
(ground) thì xoáy từ dưới được tạo ra gặp mặt đất và bị tán xạ rồi có xu hướng uốn
lên; nếu quá gần thì hầu như sẽ bị tán xạ hoàn toàn ở mặt đất và không có xu hướng
uốn lên nữa → gọi là hiện tượng ground effect. Giảm induced drag
Giảm downwash tức nghĩa là giảm thành phần lực nâng theo phương ngang → giảm lực cản của tàu bay
Tăng lực nâng theo phương thẳng đứng Sự ảnh hưởng:
Bởi vì ground effect thay đổi trạng thái hoạt động của tàu bay 1 cách bất thường nên ground effect có hại:
- Đối với trường hợp cất cánh, có nguy cơ khiến tàu bay bay thấp hơn và thậm chí bị stall. `
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com) lOMoARcPSD|35973522
Câu 4: Ground effect giảm induced drag, đồng thời tăng lực năng theo phương
đứng → nó có hại hay có lợi?
Cả hai trường hợp cất cánh và hạ cánh đều không có lợi. Nếu như ground effect giảm
induced drag ở toàn bộ quá trình bay, từ lúc cất cánh đến khi hạ cánh thì nó sẽ có lợi.
Nhưng rõ ràng khi nào tàu bay ở gần mặt đất thì ground effect mới xuất hiện.
- Đối với trường hợp cất cánh, có nguy cơ khiến tàu bay bay thấp hơn và thậm chí bị stall.
- Đối với trường hợp hạ cánh, khiến tàu bay bị nổi lên trên → tàu bay có nguy
cơ hạ cánh ngoài đường băng (đáng lẽ touchdown ở điểm này, chạy đà đến
điểm này thì dừng lại; nhưng vì bị nổi do ảnh hưởng của ground effect nên
điểm touchdown bị dời đi → chạy đà thêm mới hạ cánh được → có thể không đủ đường băng)
Câu 5: Bánh tàu bay là bánh đặc hay bánh khí? Vì sao?
Bánh tàu bay là bánh đặc vì khi tàu bay hạ cánh chịu lực tác động rất lớn giữa bánh
tàu bay và bề mặt. Theo định luật 3 Newton, khi tàu bay đáp, bánh tác động nên bề
mặt 1 lực thì bề mặt tác động lên cánh 1 lực cùng phương, cùng độ lớn nhưng ngược
chiều. Vì thế nếu dùng bánh khí thì hiện tại không có bất kỳ khí nào chịu 1 lực rất lớn khi tàu bay hạ cánh.
Thiết kế sao cho maingear chạm đất đầu tiến, nếu để nose wheel hay tail wheel chạm
đất đầu tiên thì chúng sẽ bị gãy.
Câu 6: Công dụng của winglet, vortice generator, spoiler, drag device, wing fence, wing twist?
- Winglet: giảm lực cản cảm ứng và giảm cường độ xoáy. Nguyên lý hình thành
wingtip vortex là do sự chênh lệch áp suất giữa mặt trên và mặt dưới cánh. Và
bởi vì khi cánh hoạt động (cánh hữu hạn) thì tại wingtip có có winglet cản trở
sự xoáy lên của dòng áp suất cao bên dưới. Khi xoáy tạo ra gặp winglet sẽ bị
giảm cường độ và xoáy tiếp tục bám vào bề mặt cánh và phải đi thêm 1 đoạn
nữa → đường đi dài hơn bình thường nên cường độ giảm lần thứ hai. Ngoài ra
khi có tấm cản này thì sự chênh lệch áp suất giữa mặt trên và mặt dưới không
được tự do di chuyển. Như vậy, tổng ba yếu tố chính trên thì winglet giúp giảm
cường độ xoáy của tàu bay cũng như giảm lực cản cảm ứng.
- Wing fence: Do đặc tính khí động trên cánh sẽ thay đổi bằng cách dòng dưới
cánh có xu hướng bị kéo ra ngoài wingtip và dòng phía trên cánh bị kéo vào
wingroot → dòng không đi thẳng từ LE về TE → induced drag tăng do sự gia
tăng của dòng downwash. Vì vậy, wing fence được tạo ra để giữ cho dòng chảy
luôn hướng theo phương thẳng đứng từ LE đến TE.
- Vortex generator (1 trong những dạng cơ bản của wing fence):
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com) lOMoARcPSD|35973522
+ Bởi vì xoáy bị uốn nên bộ tạo xoáy có nhiệm vụ tạo xoáy ngược lại để
đẩy dòng kk về lại theo phương thẳng đứng từ LE về TE → giảm tách
dòng và xoáy tạo ra ít hơn;
+ Trì hoãn điểm tách rời lớp biên trên tàu bay, 1 trong những phương án
giảm tách rời lớp biên là tách dòng từ dưới lên (slat), nếu bh có 1 vortex
generator để tạo ra dòng hướng từ dưới lên thì sẽ giảm được sự tách rời
lớp biên → vortex generator hiện nay được sử dụng rộng rãi trên các loại tàu bay.
- Spoiler (cánh cản): Tăng lực cản của tàu bay khi tàu bay hạ cánh; khi bật
spoiler thì dòng kk đi từ trên xuống sẽ gặp spoiler không thoát được → dòng kk
bị tách rời lớp biên → phần lực nâng ở khu vực này sẽ giảm → spoiler giúp
tăng lực cản và giảm lực nâng (giảm CL). Vì thế spoiler chỉ được sử dụng khi
tàu bay hạ cánh; không bật spoiler khi cất cánh vì khi cất cánh cần giữ lực
nâng ở mức độ phù hợp cho hoạt động của tàu bay.
- Drag device: Khả năng gia tăng lực cản; được bố trí ở những vị trí có khả năng
tăng cản nhưng không ảnh hưởng đáng kể đến lực nâng; nó vẫn giảm lực nâng
tuy nhiên so với spoiler thì lực nâng giảm không nhiều. Có nhiều cách để tạo ra
drag device (như spoiler) nhưng góc mở nhỏ hơn, không mở lớn quá thì dòng
kk qua đó vẫn có xu hướng bám vào biên dạng cánh. Những drag device hiện
đại hơn có thể đặt ở trailing edge hoặc thân tàu bay.
Không dùng khi cất cánh (vì làm mất lực nâng) - Wing twist:
+ Geometric twist (xoáy về mặt hình học)
Sử dụng cũng một biên dạng cánh nhưng góc đặt cánh của từng biên dạng khác nhau.
Angle of incidence tăng từ wing root ra wingtip (wash in) và giảm từ
wing root ra wingtip (wash out).
+ Aerodynamic twist (xoáy về mặt khí động)
Sử dụng nhiều biên dạng cánh khác nhau, góc tới như nhau.
Thông thường cánh đối xứng sẽ stall sau. ● Công dụng:
○ Khi không twist, một biên dạng cánh stall sẽ kéo theo tất cả các
airfoil khác stall theo → Cánh stall.
○ Nhưng khi twist, chỉ có một phần cánh bị stall, phần cánh khác
vẫn còn khả năng duy trì lực nâng → Giúp cho tàu bay có thêm thời gian kịp xử lý.
→ Từ đó kéo theo cánh xoắn sẽ tạo ra tổng lực nâng cao hơn so
với cánh không xoắn (góc tới của cánh xoắn cao → CL tăng →
Lực nâng được gia tăng).
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com) lOMoARcPSD|35973522
Như vậy, wing twist cải thiện tách dòng (stall), tổng lực trên cánh
gia tăng và giúp tàu bay không stall cùng một lúc (stall trước - stall sau).
● Nhược điểm: khó chế tạo.
Câu 7: Ưu nhược của cái lý thuyết cánh mỏng?
- Ưu điểm: Tìm được giá trị CL, CM; tính toán cực kỳ đơn giản.
- Nhược điểm: Không tìm được giá trị lực cản, không còn đúng khi kể đến vận tốc.
Câu 8: Biên dạng cánh hữu hạn là gì? Chỉ rõ các yếu tố?
- Định nghĩa: Cánh hữu hạn 3D là cánh có chiều dài theo phương thứ 3 bị giới
hạn; dẫn đến sự phân bố áp suất thay đổi. Vì áp suất đi từ nói có áp cao về nơi
có áp thấp nên tại điểm cuối cùng của cánh 3D hữu hạn, dòng có xu hướng đi
từ dưới lên trên → đặc tính của dòng thay đổi → đặc tính khí động của cánh thay đổi.
- Chỉ rõ các yếu tố: Biên dạng cánh hữu hạn 3D gồm: wing root, wing tip,
leading edge, trailing edge, skin, spar, rib.
Câu 9: Một số biên dạng cánh đặc biệt? Tại sao không dùng biên dạng cánh elip trong HKDD?
- Một số biên dạng cánh đặc biệt: hình chữ nhật, elip, sweep, taper, delta.
- Tại sao không dùng biên dạng cánh elip trong hàng không dân dụng?
+ Mặc dù cánh elip có sự phân bố lực nâng cho ra lực cản nhỏ nhất nhưng
cách chế tạo cánh elip rất phức tạp, khó khăn hơn nhiều so với hình chữ nhật.
+ Tuy nhiên, cánh hình chữ nhật lại có wingtip dài → nhiều xoáy xuất
hiện cùng lúc. Mà wingtip của elip rất mỏng so với cánh hình chữ nhật;
hay nói cách khác là xoáy tạo ra ở elip sẽ ít hơn rất nhiều. Thêm vào đó,
lực cản hình dạng và lực cản ma sát của cánh hình chữ nhật lớn hơn cánh hình elip.
→ Tổng xoáy của cánh hình chữ nhật sẽ lớn hơn tổng xoáy của cánh hình elip.
→ Cánh hình chữ nhật sẽ có lực cản cảm ứng lớn hơn.
+ Thế nên trong HKDD để tìm ra 1 biên dạng cánh vừa tạo ra lực cản cảm
ứng ở 1 mức độ chấp nhận được, vừa có thế chế tạo được; đó chính là
kết hợp giữa elip và hình chữ nhật để tạo ra hình thang (cánh tapper hay
cánh swept). Để kết hợp chúng thành hình thang thì thu nhỏ wingtip so
với wing root. Mà wingtip càng nhỏ thì xoáy tạo ra càng ít → Lực cản cảm ứng giảm.
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com) lOMoARcPSD|35973522
Câu 10: Tỉ số dạng? Lưu ý khi tính tỉ số dạng?
- Định nghĩa: Tỉ số là là bình phương độ dài sải cánh chia diện tích hình chiếu của cánh.
- Lưu ý khi tính tỉ số dạng:
Câu 11: Tỉ số thon? Góc nhị diện?
- Tỉ số thon: Tỉ số thon là tỉ số giữa độ dài chord tip chia chord root (Tỉ số thon hcn=1)
- Góc nhị diện: Góc hợp bởi mặt phẳng nằm ngang với cánh.
Câu 12: Các loại xoắn? Tại sao chế tạo cánh xoắn lên? - Các loại xoắn:
+ Geometric twist (xoáy về mặt hình học)
Sử dụng cũng một biên dạng cánh nhưng góc đặt cánh của từng biên dạng khác nhau.
Angle of incidence tăng từ wing root ra wingtip (wash in) và giảm từ
wing root ra wingtip (wash out).
+ Aerodynamic twist (xoáy về mặt khí động)
Sử dụng nhiều biên dạng cánh khác nhau, góc tới như nhau.
Thông thường cánh đối xứng sẽ stall sau. - Công dụng:
○ Khi không twist, một biên dạng cánh stall sẽ kéo theo tất cả các
airfoil khác stall theo → Cánh stall.
○ Nhưng khi twist, chỉ có một phần cánh bị stall, phần cánh khác
vẫn còn khả năng duy trì lực nâng → Giúp cho tàu bay có thêm thời gian kịp xử lý.
→ Từ đó kéo theo cánh xoắn sẽ tạo ra tổng lực nâng cao hơn so
với cánh không xoắn (góc tới của cánh xoắn cao → CL tăng →
Lực nâng được gia tăng).
Như vậy, wing twist cải thiện tách dòng (stall), tổng lực trên cánh gia tăng.
- Nhược điểm: khó chế tạo.
Câu 13: Phân loại tàu bay theo trọng lượng cất cánh tối đa (Maximum Take Off
Weight) theo ICAO? Tại sao lại có sự phân loại này?

- Phân loại tàu bay: Gọi x là trọng lượng cất cánh tối đa của tàu bay:
● x7000kg → Tàu bay nhẹ; kí hiệu L
● 7000kg < x < 136000kg → Tàu bay trung; kí hiệu M
● x136000kg → Tàu bay nặng; kí hiệu H
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com) lOMoARcPSD|35973522
● Nếu x>560000kg → Tàu bay Super Heavy (A380)
- Tại sao lại có sự phân loại này ?
Phân ra từng loại để với mỗi loại áp dụng đúng một tiêu chuẩn phân cách.
Câu 14: So sánh đặc điểm khí động cánh 2D và 3D
- geometric (góc tới hình học): là góc hợp bởi phương của dòng vector vận tốc
dòng khí tới và chord cánh. Với 1 tàu bay thì chord cánh không đổi. Nếu xét
cánh 2D thì góc tới theo phương nằm ngang.
- Vì do nhiều tác động của thành phần downwash → relative wind bị hướng
xuống nên góc tới thực tế (góc tới gây ra lực nâng cho tàu bay) lúc này là
Ta có góc tới hiệu quả/thực tế< góc tới hình học →33 CL (cánh 3D) < CL (cánh 2D).
*Góc tới hiệu quả/thực tế (effective angle of attack) là góc tới hợp bởi phương
của dòng local relative wind với chord cánh; kí hiệu
- Mất đi 1 thành phần .Gọi là góc tới cảm ứng (induced angle of attack). Vì xuất
hiện nên CD (cánh 3D) > CD (cánh 2D). ● = -
Câu 15: Công thức tính hệ số cản cảm ứng? Cách tối ưu để giảm ?
- Công thức tính hệ số cản cảm ứng: = (CL)/ e.pi.AR
- Cách tối ưu để giảm : ● min thì AR max → Có hai cách:
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com) lOMoARcPSD|35973522
+ Giảm diện tích cánh, giảm CL → làm giảm lực nâng, đẩy tàu bay
vào trạng thái thiếu lực nâng → nếu muốn bù vào lực nâng thì
phải tăng tốc → tăng lực cản hình dạng → cách này không hiệu quả.
+ Tăng chiều dài sải cánh (không ảnh hưởng đến lực nâng).
● Về các giảm diện tích cánh: Nếu dùng cách này thì ta cũng chỉ để induce
drag đổi với parasite drag → Cách làm này không thực tiễn.
● Thay vào đó, ta sẽ tăng chiều dài sải cánh. Nhưng nếu sải cảnh quá dài
(AR lớn) thì cánh sẽ dễ bị cụp (do ảnh hưởng của trọng lực) → Kỹ sư
cần lưu ý xử lý cấu trúc một cách khéo léo. Những biên dạng cánh có
high aspect ratio lớn hiện nay sẽ là những biên dạng cánh được lựa chọn
nhiều và thuận lợi nhất.
Câu 16: Sự phân bố lực nâng của cánh elip?
Cánh elip hình thành phân bố lực nâng dạng elip và có downwash không đổi bên cạnh
cánh. Sự không đổi của downwash dẫn đến sự không đổi của góc tấn cục bộ và dẫn
đến sự đồng nhất của dòng tách theo sải cánh. Cánh bị thất tốc ở mọi vị trí tại cùng một thời điểm.
Vì góc tấn không đổi → Lực nâng duy trì theo thời gian → Lực cản cảm ứng nhỏ.
Câu 17: So sánh đặc tính khí động của cánh elip và cánh hcn? .-.
Đối với HCN, lực cản hình dạng và lực cản ma sát lớn hơn hình elip
Ngoài ra HCN còn có chord tip dài → tạo ra nhiều xoáy hơn hình elip
Vì vậy nên CD của hình hcn > CD của hình elip
→ CL của hình chữ nhật < CL của hình elip.
*Xoáy xuất hiện ở mũi cánh → cản cảm ứng
Wing tip của hcn có nhiều xoáy xhien cùng 1 lúc → tổng xoáy > hình elip → hcn > elip
Cùng diện tích (sải cánh càng dài, chord cánh giảm)
Chiều rộng giảm thì lực cản cảm ứng giảm
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com) lOMoARcPSD|35973522 CHƯƠNG 1 Câu 1:
Lực nâng vuông góc với dòng khí tới.
Lực cản song song với dòng khí tới.
Câu 2: Hệ trục tọa độ
Có 2 hệ trục tọa độ sử dụng:
● Hệ trục tọa độ mặt đất: được dùng để phân tích các chuyển động của tàu bay
như là một hệ trục tọa độ quán tính (Inertial Coordinate System);
● Hệ trục tọa độ của tàu bay (Body Coordinate System).
Câu 3: Các momen chuyển động trên tàu bay
- Momen Pitch Axis: là chuyển động xoay của máy bay quanh trục ngang, trục song
song với trục dài của cánh, giúp máy bay tăng giảm độ cao (elevator)
- Momen Yaw Axis: là chuyển động xoay của máy bay quanh trục thẳng đứng, đường
thẳng đứng đi qua tâm của cánh chính. Giúp tàu bay rẽ trái hoặc rẽ phải (rudder)
- Momen Roll: Là chuyển động xoay của máy bay quanh trục dọc thân máy bay. Giúp
tàu bay xoay, lượn trên không. (Aileron)
Câu 4: Lực cản nhỏ nhất đảm bảo tiêu tốn năng lượng ít nhất
Câu 5: Định nghĩa trọng tâm, tâm áp suất, tâm khí động.
Trọng tâm là vị trí trung bình của trọng lượng của máy bay. Trọng lượng thực
sự được phân phối khắp các máy bay, và với một số vấn đề quan trọng ta phải
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com) lOMoARcPSD|35973522
biết phân phối này. Nhưng trong trường hợp tổng quát, chúng ta chỉ phải quan
tâm đến tổng trọng lượng máy bay và vị trí trọng tâm.
Trọng tâm là điểm mà trên đó máy bay sẽ cân bằng. Trọng tâm ảnh hưởng đến
sự ổn định của máy bay. Để đảm bảo an toàn bay, trọng tâm của máy bay phải
nằm trong giới hạn quy định bởi các nhà sản xuất máy bay.
Tâm áp suất là điểm đặt 1 lực duy nhất, mà lực này có momen khí động
(resultant moment) = 0. Tâm áp suất thay đổi theo góc tới. Góc tới tăng, tâm
áp suất di chuyển về phía trước
.
Tâm khí động là điểm mà tại đó sự thay đổi của moment khí động theo góc tới
là = 0. (Nghĩa là moment = const). Thông thường, tâm khí động nằm ở vị trí khoảng c/4.
Câu 6: Một tàu bay có ít nhất bao nhiêu ống pitot? Đáp án: 3 (càng lên cao áp suất
giảm → cái ống đóng băng k đo được)
Câu 7: Áp suất còn được dùng để đo gì?
- Độ cao (sự chênh lệch áp suất tĩnh);
- Vận tốc (phương ngang);
- Vận tốc (phương đứng).
Câu 8: Cao độ, Chiều cao, Flight level, Elevation?
- Cao độ (Altitude): từ máy bay → mean sea level;
- Chiều cao (Height): từ máy bay → sân bay (áp suất tiêu chuẩn tại mực nước biển trung bình); - FL: từ máy bay → 1013;
- Elevation: từ sân bay → mean sea level.
Câu 9: Các loại vận tốc trên tàu bay?
- VIAS: là vận tốc hiển thị bởi thiết bị đo (Indicated airspeed). Vận tốc này xác định từ
độ chênh áp suất ghi nhận từ thiết bị đo, sau đo quy về điều kiện khí quyển tiêu chuẩn
ở cao độ mặt biển, và bỏ qua các sai số do thiết bị đo, do vị trí đặt thiết bị, cũng như
do tính nén được của không khí.
- VCAS: là vận tốc hiển thị bởi thiết bị đo sau khi đã được hiệu chỉnh để khử/giảm các
sai số do thiết bị đo và sai số do vị trí đặt thiết bị đo gây ra.
- VEAS: là vận tốc VCAS sau khi đã được hiệu chỉnh để xét đến các ảnh hưởng của tính
nén được của không khí.
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com) lOMoARcPSD|35973522
- VTAS: là vận tốc VEAS sau khi đã được hiệu chỉnh để xét đến các ảnh hưởng của sự
thay đổi khối lượng riêng của không khí theo cao độ. Đây chính là vận tốc thực của tàu bay.
- VGS: Ground speed: tốc độ thực tế của tàu bay khi nhìn từ mặt đất. Ground speed là V
TAS tính đến ảnh hưởng của gió.
• Gió xuôi (tailwind): VGS tăng
• Gió ngược (headwind): VGS giảm
- Relative wind: vận tốc gió tương đối - là hướng di chuyển của các phần tử lưu chất
(không khí) so với máy bay. Relative wind sẽ song song với hướng dịch chuyển của
máy bay nhưng ngược chiều.
Câu 10: Các loại lực cản?
- Lực cản cảm ứng do lực nâng gây ra.
- Lực cản hình dạng do airfoil gây ra → Cách để minimize form drag là chế tạo airfoil hình tear shape.
- Lực cản nhiễu sinh ra khi lắp ráp tất cả các bộ phận tàu bay lại với nhau
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com) lOMoARcPSD|35973522
- Lực cản sóng sinh ra khi vận tốc của tàu bay lớn, vượt qua cả vận tốc âm thanh (số Mach > 0.8)
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com) lOMoARcPSD|35973522
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com) lOMoARcPSD|35973522 CHƯƠNG 2
Câu 1: Góc đặt cánh là gì? (Angle of incidence)
● Góc đặt cánh là góc hợp bỏi chord cánhtrục dọc của máy bay
● Góc đặt cánh được kí hiệu là
Câu 2: Góc tới là gì? (Angle of attack)
● Góc tới (AoA) là góc hợp giữa hướng của dòng khí tới (hoặc là vận tốc gió
tương đối) với chord cánh.
● Nó được kí hiệu là
Câu 3: Họ profile NACA
Profile 4 số: Định nghĩa bởi 4 số tự nhiên
● Số thứ nhất chỉ độ cong lớn nhất so với 1/100 dây cung
● Số thứ 2 chỉ vị trí độ cong lớn nhất so với 1/10 dây cung
● Hai số cuối chỉ độ dày lớn nhất tính theo phần trăm dây cung
Câu 4: Lực và momen khí động trên tàu bay bởi 2 nguyên nhân: - Phân bố áp suất
- Phân bố ứng áp suất trượt
Câu 5: Cách giảm tách rời lớp biên?
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com) lOMoARcPSD|35973522 (khe slat) Câu 6: Tính nhớt
Tính nhớt phụ thuộc vào nhiệt độ
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com)