1. Trang chủ
  2. » Kỹ Thuật - Công Nghệ

531366314 chuong 1 aa

65 1 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
Người hướng dẫn PTS. Nguyễn Ngọc Hoàng Quân
Trường học Học viện Hàng Không Việt Nam
Chuyên ngành Không lưu
Định dạng
Số trang 65
Dung lượng 3,08 MB

Nội dung

Trang 1

CÁC KHÁI NIỆM CƠ

BẢN

Trang 2

KHÁI NIỆM KHÍ ĐỘNG LỰC HỌC

CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG CHO KĐLHBẦU KHÍ QUYỂN

Trang 3

Định nghĩa

Khíđộng lực học (Aerodynamics):làmột ngành khoa họcnhằm dự đoán, phân tích và kiểm soát các lực và moment tácđộng lên một vật di chuyển trong bầu khí quyển.

Vídụ: máy bay, khinh khí cầu.

Trang 4

Định nghĩa

The word Aerodynamics comes from two Greek words:

• Aerios – concerning the air• Dynamis – which means force

Trang 5

Định nghĩa

Lực nâng (Lift)

Lực cản (Drag)

Lưc ý: Lực nâng là lực vuông góc với dòng khí tới và lực cản là lực

song song với dòng khí tới (Lift is defined as the force that isperpendicular to the incoming flow and drag parallel to the incomingflow)

Trang 6

Định nghĩa

There are 2 types of aerodynamics:

1.) External Aerodynamics – force of flow effects the body externally2.) Internal Aerodynamics – force of flow effects the body internally

Trang 7

Định nghĩa

→

U

→

UVận tốc vô cùng

Trang 8

Định nghĩa

→

U

Trang 9

- Haihệ trục tọa độ sử dụng, một là hệ trục toạ độ mặt đất được

trục tọa độ quán tính (Inertial coordinate system); một hệ trục

tàu bay (Body coordinate system).

Trang 11

❑ Vai trò

Nghiêncứu khả năng tạo lực nâng trong quá trình chuyển động

của tàu bay

Lực cản nhỏ nhất đảm bảo tiêu tốn năng lượng ít nhất

Nghiên cứu về các loại moment trong quá trình hoạt động của

tàu bay

Trợ giúp các hoạt động trong quá trình bay.

Trang 12

❑ Phânloại

Fundamentals of Aerodynamics, Anderson, page 68

B Low-density and free-molecule flows

AERODYNAMICS

A Continuum flow

C Viscous flowD Inviscid flow

F Compressible flowE Incompressible flow

Trang 13

❑Số Mach (Mach number):V

-Phân loại chế độ dòng chảy theo số Mach:

a: vận tốc âm thanh (speed of sound)

Trang 14

❑ Phânloại

(a) Subsonic

flow(b) Transonic

flow with M<1

(c) Transonic M∞ < 0.8

Trang 15

Thin hot shock layer with viscous interaction and

chemical

Trang 16

❑ Ápsuất

- Ápsuất là áp lực tác dụng vuông góc lên một đơn vị diện tích Ápsuất trung bình được tính theo công thức sau :

FP

A

=

F : lực theo phương pháp tuyến (n)A : diện tích (m2)

- Ápsuất không khí (air pressures):

Có 3 thànhphần áp suất khi nói đến áp suất không khí, đó là: ápsuất toàn phần (total pressure), áp suất tĩnh (static pressure), và ápsuất động (dynamic pressure).

Trang 17

❑ Ápsuất

“Total pressure”: là áp suất đo được khi đưa dòng khí chuyển độngvề trạng thái dừng, vì vậy nó còn được gọi là áp suất điểm dừng.Một trong các dụng cụ dùng để đo áp suất toàn phần là ống Pitot.

“Static pressure”: là áp suất đo được theo phương vuông góc vớidòng khíchuyển động thông qua các lỗ.Đây là đại lượng được nóiđến khi áp suất không khí (air pressure) được đề cập ở các tài liệukhíđộng lực học.

“Dynamic pressure”: là áp suất do chuyển động của dòng khí, làthànhphần áp suất song song với dòng chuyển động.

Ptotal = Pstatic + Pdynamic

21

dynamic

Trang 19

pp

=

-Gọi p0 là ápsuất củakhông khíở cao độ mặtnước biển, p là áp suấtcủa không khí ở cao độbất kỳ, ta có:

❑ Ápsuất

Trang 20

- Barometric Altimeter: làmột dụng cụ cho phép xác định áp suất tĩnhcủa không khí Thủy ngân thường được sử dụng trong Barometer Đểxácđịnh cao độ của tàu bay, ta có dùng Hg – Barometer.

P=g h

Aneroid Barometer

Hg - Barometer❑Cao độ

Trang 21

BAROMETER ALTIMETER❑Cao độ

Trang 22

❑Nhiệt độ (Temperature):- Được dùng như là một thước đo đánh giá sự chuyển động giữa các

phântử bên trong lưu chất Đóng vai trò quan trọng đối với dòngchảy ở tốc độ cao

-Đơn vị đo nhiệt độ chuẩn trong hệ SI: Kelvin (oK)

9

325

5273.15459.67

9459.67

Trang 23

❑Khối lượng riêng (Density):

MassUnit volume

=

Trang 24

❑Khối lượng riêng (Density):

Khối lượngriêng củakhông khítheo nhiệt

độ (nguồnWikipedia)

Trang 25

-Độ nhớt động học (Kinematic viscosity):



=

Trang 26

❑ Tínhnhớt (Viscosity):- Đơn vị của độ nhớt động học là Pascal-second (Pa.s) với:

1 Pa.s = 1 kg/ms1 Poise = 0.1 kg/ms; 1 cP = 0.001 kg/ms

- Đơn vị của độ nhớt động lực học là Stokes với:1 stokes = 100 centistokes = 0.00001 m2/s

1 centistokes = 1 mm2/s-Đối với không khí, tính nhớt phụ thuộc phần lớn vào nhiệt độ Theo

đó, tính nhớt sẽ tăng khi nhiệt độ tăng Độ nhớt của không khí ở 15oClà:= 1.78× 10-5kg/ms.

Trang 27

❑ Tínhnhớt (Viscosity):

- Ta cóthể dùng công thức thựcnghiệm của Sutherland sau:

320

2

TC

< T < 555 K with an error due topressure less than 10% below3.45 MPa

Trang 28

❑Số Reynold (Reynold number):

độ nhớt động học của môi trường

𝜈:

Trang 29

- Bầu khí quyển bao gồm không khí với khoảng 78% là Nitơ, 21% làOxi, vàkhoảng 1% là các chất khí khác (trong đó hơi nước thuộc vềnhóm này).

- Phần lớn các hiện tượng liên quan đến khí động học trên tàu bayđều được khảo sát trong môi trường không khí được giả định làđồng nhất (homogeneous gas) Và khi đó ta có thể áp dụngphương trình trạng thái khí lý tưởng:

Trang 30

Phương trình trạng thái của khí lý tưởng:p=RT trong

đó,

2

3

op: atmospheric pressure (N/m )ρ: air density (kg/m )

R: specific gas constant (for dry air: R = 287.053 J/kg.K)T: absolute temperature ( K)



- Theođiều kiện bầu khí quyển tiêu chuẩn, các đặc tính của bầu khíquyển ở cao độ mực nước biển tiêu chuẩn (mean sea-level propertiesof atmosphere) là:

go= 9.806 (m/s2)po= 1.013×105(N/m2)

Trang 31

Bầu khí quyển được phân chia theo caođộ bao gồm:

• Tầng đối lưu• Tầng bình lưu.• Tầng giữa

• Tầng nhiệt quyểnĐối với các dòng tàu bay "subsonic" tachỉ quan tâm đến hai vùng của bầu khíquyển, đó là: vùng đối lưu (Troposphere)có caođộ trung bình 11,000 m tính từmực nước biển chuẩn, và vùng đối lưu(Troposphere)hoặcbìnhlưu(Stratoshpere) tùyvĩ độ có cao độ trongkhoảng từ 11,000 m đến 20,000m.

Trang 32

- Sự thay đổi của nhiệt độ, áp suất và khối lượng riêng của không khíứng với bầu khí quyển tầng đối lưu: (h11000 m)

p= =

g1λ Roo

g1λ R

ρ

R = 287 J/kg.K

Trang 33

- Sự thay đổi của nhiệt độ, áp suất và khối lượng riêng của không khíứng với bầu khí quyển tầng bình lưu: (11000 m h 20000 m)

Lấy cao độ tham chiếu là cao độ 11000 m, ta có:

refref

o

5.2565ref

o

4.2565ref

o

Tθ0.75189

Tp

ρ==

g h 11,000

R.To

T

Tp

Trang 34

6000 m

4000 m

2000 m

1 hPa = 8,5 m (28 Ft)1 hPa = 12,5 m (41 Ft)1 hPa = 15,5 m (51 Ft)

1013,25 Hpa

Trang 35

Isothermal

Inversion

- 6,5° every 1000 m.- 2° every 1000 Ft

15° C

Trang 36

Tìm ápsuất và khối lượng riêng ở cao độ 10.000 m và 20.000 mtrongbầu khí quyển tiêu chuẩn.

▪ Bàitập:

Trang 38

Ống Pitot (Pitot tube): là dụng cụ để xác định vận tốc tàu bay, thôngqua ápsuất toàn phần và áp suất tĩnh.

❑ Ápsuất

Trang 39

❑ Ápsuất

Pitot tube

Trang 40

❑ Ápsuất

Trang 41

❑ Ápsuất

Static port

Trang 42

❑ Ápsuất

Trang 43

❑ Ápsuất

Trang 44

❑Cao độ

Trang 45

❑Cao độ

Trang 46

❑Cao độ

Flight Levels

Transition Layer

TransitionAltitude

TransitionLevel

1013.2

QFE

Transition Level

Transition Altitude

Trang 47

❑Cao độ

Trang 48

❑Cao độ

Trang 49

❑Cao độ

Trang 51

❑Cao độ

Bạn đang ở độ cao sân bay 1500 ft so với mean sea level.Biết áp suất tại mặt đất đo được là 950 hPa.

• Tính giá trị QNH ?• Tính giá trị FL ?

Trang 52

Altitude = 1500 Ft

QNH = 950 Hpa + 53 Hpa = 1003 Hpa

1003

QNH = 1003 HpaAltitude = 1500 Ft

= 53 Hpa

950

QFE = 950 Hpa=>Height = 0 ft

QNE = 1013 Hpa

Trang 53

❑Nhiệt độ (Temperature):

Trang 54

- VIAS: làvận tốc hiển thị bởi thiết bị đo (Indicated airspeed) Vận tốcnày xácđịnh từ độ chênh áp suất ghi nhận từ thiết bị đo, sau đo quyvề điều kiện khí quyển tiêu chuẩn ở cao độ mặt biển (Standard sea-level air), vàbỏ qua các sai số do thiết bị đo, do vị trí đặt thiết bị,cũng như do tính nén được của không khí.

Trang 55

Hệ số áp suất điểm dừng (stagnation pressure coefficient):

(*)

Trang 56

Đối với dòng không nén được,khối lượng riêng và nhiệt độcủa dòng khí được giả thiết làkhôngđổi trong cả trườngchuyển động của nó Tuynhiên, khivận tốc tàu baytăng lên, sự thay đổi áp suấtlớn hơn được tạo ra dẫn đếnsự nén của các phần tử lưuchất, là nguyên nhân làm giatăng nội năng của dòng màthể hiện rõ nhất là sự tăngnhiệt độ.

MCPo

Trang 57

- VTAS: làvận tốc VEASsau khiđã được hiểu chỉnh để xét đến cácảnh hưởng của sự thay đổi khối lượng riêng của không khí theocaođộ (True airspeed) Đây chính là vận tốc thực của tàu bay.

EASTAS

VV

σ=

Trang 59

- VGS: Ground speed:tốc độ thực tếcủa tàu bay khi nhìn từ mặt đất.

hưởng của gió.

• Gió xuôi (tailwind): VGS tăng

• Gió ngược (headwind): VGS giảm

V=V+V

V=VV

Trang 60

Ground Speed = True Air Speed ± Wind Component

Trang 61

- Relative wind:vận tốc gió tương đối - là hướng di chuyển của

sẽ song song với hướng dịch chuyển của máy bay nhưng ngượcchiều.

Trang 62

- Số Mach: là tỉ số giữa TAS và vận tốc âm thanh.

VM

a

=

a=RT

Trang 63

̶ Ảnh hưởng độ cao trong tầng đối lưu (troposphere): với số Machkhông đổi khi PA   TAS 

̶ Ảnh hưởng độ cao trong tầng bình lưu (stratosphere): với sốMach không đổi khi PA   TAS = constant

̶ Ảnh hưởng của nhiệt độ: với số Mach không đổi khi Temp  TAS 

Trang 64

Pilot Handbook - FAA

Trang 65

Lift is the force that acts at a

right angle to the direction of motion through the air Lift is created by differences in air pressure

Weight is the force of

gravity It acts in a downward direction—toward the center of the Earth

Ngày đăng: 23/09/2024, 18:02

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

  • Đang cập nhật ...

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w