2. Lực thủy động
2.1. Lực đẩy Archimedes
Lực đẩy Archimèdes là lực tác dụng lên vật thể chìm trong chất lỏng. Giá trị của lực này chính bằng với trọng lượng của phần thể tích chất lỏng mà vật chiếm chỗ. Đối với WIG thì chất lỏng này chính là nước. Ta có:
⃗ = Trong đó:
: khối lượng riêng nước biển ( = 1025 / )
: thể tích chìm
Một cách đơn giản ta xem thân thuyền có hình dạng là một hình lăng trụ tam giác, như hình IV.6 bên dưới, với góc bằng với góc nghiêng của đáy thuyền. Tham khảo một số loại thủy phi cơ dùng thân thuyền, nhóm thiết kế chọn góc = 20°.
0 200 400 600 800 1000 1200 0 5 10 15 20 25 30 Lực cản (N) Vận tốc (m/s)
Chương IV: Thiết kế chi tiết THIẾT KẾ WIG 4 CHỖ NGỒI
Sinh viên: Phan Quốc Thiện – MS: 40802089 Trang 63
Hình IV.9. Mô hình hóa hình học đáy thân thuyền
Dựa trên mô hình trên ta đưa ra cách tính gần đúng thể tích chìm và phần diện tích ướt được tính theo như sau:
= 2 ℎ tan = 2 ℎ
sin Suy ra mối quan hệ:
= 2
4
Mối quan hệ này chỉ đúng khi tàu của ta là hoàn toàn nằm ngang và không có góc ngóc đầu. Trên thực tế, khi cất cánh thì tau bay sẽ ngóc đầu lên nên mô hình hình học phức tạp hơn phải phải có phần chìm là không đều nhau.
Tuy nhiên để đơn giản cho việc tính toán, trong quá trình cất cánh ta sẽ giả thiết mối quan hệ này là đúng và không bị ảnh hưởng bởi góc ngóc đầu.
Vậy biểu thức lực đẩy Archimèdes được viết lại như sau:
= sin 2β
4L = 2 ℎ tan
Lực đẩy Archimedes khi WIG không chuyển động tương ứng với trọng lượng của WIG do đó
Chương IV: Thiết kế chi tiết THIẾT KẾ WIG 4 CHỖ NGỒI
Sinh viên: Phan Quốc Thiện – MS: 40802089 Trang 64
Hình IV.10. Quan hệ giữa chiều dài ướt và chiều cao ngập nước
Đồ thị trên biểu diễn một cách tương đối mối quan hệ giữa chiều dài ướt và chiều cao ngập nước. Chiều dại ngập nước giới hạn bởi chiều dài thân. Khi mà chiều dài ướt càng ngắn thì vùng chiều cao ngập nước càng nhiều.