Máy bay - cơ chế vận hành ppsx

Lực nâng, Trọng Lực, Lực Kéo và Lực Cản Straight and Level Flight Mục đích để máy bay bay thẳng và có độ cao, thì 4 tác động cơ bản của khí động lực học: Lift, Weight, Thrust, Drag phả

Máy Bay - Cơ Chế Vận Hành

Trong chúng ta, không ít bạn đã,sắp hoặc sẽ một hoặc n lần đi máy bay Máy bay là thiết bị tuyệt vời nhất con người tạo ra ở thời điểm hiện nay, Chúng thoả mãn ước mơ của cha ông chúng ta về cách làm chủ bầu trời từ thời mông muội xa xưa Khi chúng ta bước lên chiếc 747 ?" một con chim sắt khổng lồ đúng nghĩa có thể mang đến 500 - 600 hành khách

Aerodynamic Forces

Trước khi chúng ta đi sâu vào nghiên cứu làm cách nào mà máy bay có thể giữ thăng bằng và bay trên không trung Chúng ta cùng nhìn vào 4 tác động cơ bản của khí động lực học: Lift, Weight, Thrust, Drag ( Lực nâng, Trọng Lực, Lực Kéo và Lực Cản )

Straight and Level Flight

Mục đích để máy bay bay thẳng và có độ cao, thì 4 tác động cơ bản của khí động lực học: Lift, Weight, Thrust, Drag phải tuân theo mối quan hệ:

Thrust = Drag

Lift = Weight

Khi Drag > Thrust máy bay sẽ Slow Down ( Giảm tốc )

Khi Thrust > Drag máy bay sẽ Speed Up ( Tăng tốc )

Khi lực nâng ( Lift ) thấp hơn trọng lực ( Weight ), máy bay sẽ Descend ( Hạ Độ Cao ) , khi tăng dần lực nâng ( Lift ), phi công có thể làm cho máy bay climb (Leo Độ Cao)

Lực đẩy của không khí ( Thrust ) ?" Lực đẩy máy bay về phía trước tạo ra bởi động lượng của khối

không khí chuyển động phía sau nó, mục đích để khắc phục Drag (Thrust và Drag trong hình nằm ở

vị trí ngược chiều nhau) Lực đẩy phản lực: Lực đẩy phản lực đẩy máy bay tiến về phía trước, tạo ra

bởi tương tác phản lực ( Định luật III Newton ) giữa động lượng của khối khí cháy phụt ra từ sau

động cơ với máy bay hay bởi lực tương tác khí động giữa cánh quạt với môi trường không khí Máy bay tạo ra lực Thrust bằng cách sử dụng: Cánh quạt ( Propellers ), Động cơ phản lực ( Jet Engines ) hay Rocket

Drag

Lực cản ?" Tác động lên máy bay, song song và ngược chiều với Vectơ vận tốc tương đương đối của

dòng khí Có thể đo được lực cản này nhờ xác định tốc độ giảm của Mômen động lượng của dòng khí phía trước và phía sau đối tượng nghiên cứu

Sau khi cất cánh vì sao máy bay phải xếp bánh vào bên trong thân?

Câu trả lời rất đơn giản, đó là làm giảm lực cản ( Drag ), giống như người trượt tuyết trên một con

dốc, phi công cũng thế - Họ làm cho máy bay ?onhỏ? bằng mọi cách để hạn chế Drag Giả sử khi

bay với tốc độ cao, bánh máy bay không được cất, lúc đó lực Drag tác động vào phần càng máy bay

là rất lớn, có thể dẫn đến xé tọac máy bay

Weight

Trọng lực ?" Lực hút hướng tâm của trái đất tác dụng vào một vật thể nằm trong trọng trường của nó

gọi là trọng lực của vật thể đó Trọng lượng bằng tích khối lượng vật thể và gia tốc trọng trường tại vị trí đặt vật thể Mọi vật trên trái đất đều có trọng lượng

Lift

Lực nâng ?" Là một trong các lực khí động tác động lên máy bay, có hướng ngược với hướng trọng

lực và được tạo ra do sự chênh lệch áp suất dòng khí giữa phần trên và phần dưới cánh máy bay

Basic Scientific Principles Behind Jet Propulsion

The Longer Path Explanation ( Also Known As The Bernoulli Or Equal Transit Time Explanation )

Định Luật Bernoulli: nêu lên mối quan hệ giữa áp lực, vận tốc và các yếu tố trọng lực trong chuyển

động của chất lỏng và chất khí ( Gọi chung là chất dẫn lưu - Fluids ) Được phát biểu như sau: Đối với một dòng ổn lập của chất dẫn lưu không ma sát không nén được, thì năng lượng của dòng ( Bao gồm động năng, thế năng, và nội năng ) là không đổi dọc theo dòng chảy của nó Có thể phát biểu chính xác hơn như sau: Trong chuyển động dừng, không xóay của chất dẫn lưu lý tưởng thì tổng của

áp suất thủy tĩnh, áp suất động và áp suất do chiều cao là hằng số dọc theo một đường dòng nào đó Biểu thức của định luật:

Định luật này có thể tổng quát hóa cho cả dòng chảy của chất dẫn lưu chịu nén, và nó được dùng để giải thích sự tạo thành lực nâng trên cánh

Như trên hình vẽ bề mặt trên cánh cong hơn bề mặt dưới cánh Khi các hạt không khí di chuyển đập

vào mép trước cánh ( Leading Edge Of The Wings ) sẽ chia thành hai dòng trên và dưới Chúng ta

hãy hình dung 2 hạt không khí gần nhau khi đập vào Leading Edge chia thành hai hướng sau đó

chúng lại quay lại gần nhau tại mép sau cánh ( Trailing Edge Of the Wings ) Khi các hạt di chuyển

trên bề mặt cánh với khoảng cách xa hơn nhưng trong cùng khoảng thời gian so với các hạt di chuyển dưới cánh, điều đó có nghĩa các hạt phía trện di chuyển với vận tốc cao hơn

Định luật Bernoulli suy ra: Dòng không khí di chuyển nhanh hơn sẽ tạo ra một áp lực ( Áp Suất - Pressure ) trên bề mặt cánh thấp hơn, trong khi dòng khí di chuyển chậm hơn sẽ tạo ra một áp lực

lớn hơn dưới bề mặt cánh Chính sự chênh lệch áp suất này sẽ ?oSucks? cánh máy bay lên ( Hay

đẩy cánh máy bay lên ?)

The Newtonian Explanation ( Also Known As The Momentum Transfer Or Air Deflection

Explanation)

Newton?Ts Third Law Of Motion ( Đnh Lut III Newton V Chuyn Đng, Đnh Lut V Phn Lc ): Định Luật III Newton nói về mối tương tác qua lại giữa hai đối tượng Được phát biểu: Nếu

một vật bị vật khác tác dụng một lực, thì nó sẽ tác dụng trở lại vật đó với một lực tương tự ( cùng phương, ngược chiều và cùng độ lớn ) và được gọi là phản lực

Isaac Newton cho rằng các phân tử không khí giống như các hạt riêng lẻ, khi các hạt này va chạm

vào dưới bề mặt cánh giống như đạn khẩu Shot-Gun bắn vào một miếng kim lọai Các hạt riêng lẻ này khi va chạm bề mặt dưới cánh sẽ bị nảy và làm lệch hướng xuống dưới Khi các hạt va chạm dưới bề mặt cánh chúng đã truyền một số xung lượng cần thiết để nâng cánh lên

Interesting Things About Wings

- Có rất nhiều thú vị xung quanh cánh: Wing Shape ( Hình Dạng Cánh), The Angle Of Attack ( Góc Tấn), Flaps ( Cánh Tà ), Slats ( Cánh Tà Trước, Cánh Đệm Trước )

Wing Shape ?" Bề mặt dạng cánh tạo lực nâng khí động lực chính cho máy bay

Như trong hình vẽ, dạng cánh phía trên dành cho các loại máy bay nhào lộn Dạng cánh dưới dành cho máy bay chiến đấu Tuy nhiên cả hai dạng đều đối xứng trên và dưới

Angle Of Attack ?" Góc tấn là góc nhọn tạo bởi hướng tới của dòng khí và dây cung khí động Profin

( Biên Dạng ) cánh

+ Absolute Angle Of Attack ( Góc Tấn Tuyệt Đối) ?" Là góc tấn của Profin cánh khi lực nâng bằng

không

+ Critical Angle Of Attack ( Góc Tấn Tới Hạn ) ?" Là góc tấn mà ở đó xảy ra sự biến đổi đột ngột dòng

khí chảy qua cánh và ứng với nó là sự biến đổi đột ngột của lực nâng và lực cản

+ Effective Angle Of Attack ( Góc Tấn Tối Ưu ) ?" Là góc tấn mà ở đó cánh tạo ra lực nâng tối ưu ứng

với một dòng chảy hai hướng của không khí

Zero Angle Of Attack

Shallow Angle Of Attack

Airplane Angle Steep

Flap ( Cánh Tà ) ?" Cánh tà điều khiển phụ, gắn trên cánh máy bay và nếu đựơc thả ra khi đang bay

sẽ làm tăng lực cản và lực nâng trên cánh Do có thể điều chỉnh góc thả cánh tà nên có thể tận dụng đựơc ưu thế của lực nâng, lực cản hoặc cả hai lực này ( Ứng với các góc thả khác nhau ) để điều khiển máy bay trong những giai đọan khác nhau của chuyến bay Việc thả cánh tà với góc thích hợp

có tác dụng làm tăng lực cản cho phép làm máy bay giảm nhanh độ cao, hoặc làm tăng lực nâng khi cất cánh hoặc khi máy bay bay ở vận tốc nhỏ

Slats ( Cánh Tà Trước) ?" Dạng một tấm cánh phụ bố trí tại mép trước của cánh máy bay, khi bay ở

các chế độ bình thường thì không dùng tới cánh tà trước, nhưng khi bay ở các góc tấn lớn nó được thả ra để uốn dòng khí thổi lớp biên, đẩy lùi điểm tách dòng về phía sau biên dạng ( Profin ) cánh và

do đó tăng góc tấn tới hạn Cánh tà trước không ảnh hưởng đến hệ số lực nâng nhưng làm tăng lực nâng, tuy nhiên kết cấu của nó phức tạp hơn cánh tà sau ( Flap )