b. Xỏc định giỏ trị tốc độ tới hạn VKR
2.2.2.1Lý thuyết xoáy Giucôpxki về lực nâng trên cánh
Việc xác định các đặc tính khí động của cánh KCB đ−ợc Giucôpxki xây dựng trên cơ sở lý thuyết về lực nâng, với phát hiện: khi cánh đ−ợc chảy bao bằng chất khí lý t−ởng, vectơ chính của lực do áp suất dòng tạo ra trên profil cánh bằng tích của mật độ không khí, vận tốc ngoài vô cực và l−u số vận tốc theo đ−ờng cong kín bao quanh profil , [9].
Đối với sải cánh đơn vị, lực nâng đ−ợc tính theo công thức [30]:
Y = ρ U0Γ+ (2.2.1)
với: Y là lực nâng của cánh;
ρ là mật độ không khí;
U0 là vận tốc dòng không nhiễu động (xa vô cực);
Γ+ là l−u số vận tốc.
Đây là công thức dạng chung nhất. Muốn xác định tải trên cánh (phân bố áp suất trên cánh), cần áp dụng lý thuyết của Giucopxki cho phần tử cánh.
Đối với cánh có sải dài vô hạn, Giucôpxki đã thay thế cánh bằng một dây xoáy gọi là xoáy liên kết (Hình 2.4.a). Trên thực tế, cánh có sải hữu hạn. Do có sự
lên mặt trên. Dòng này làm cho sự chảy bao không còn thành từng lớp song song nữa, mà mang đặc tính không gian. Nó tạo nên những vết xoáy ở sau cánh và làm dòng lệch đi một góc ε (Hình 2.4b). Mặt khác, bằng thực nghiệm cũng thấy rằng các phần tử của môi tr−ờng đi ra khỏi mút cánh và sau cánh có chuyển động quay xung quanh trục song song với vận tốc chảy bao U0. Điều đó chứng minh cho chuyển động xoáy. Những xoáy này song song với h−ớng của vận tốc chảy bao - gọi là xoáy tự do (Hình 2.4).
(a) (b)
Hình 2.4. Hệ thống xoáy khi thay thế cánh hình chữ nhật.
Nh− vậy, bề mặt cánh có thể đ−ợc thay thế bằng một xoáy liên kết và hai xoáy tự do. Tuy nhiên, sơ đồ này còn đơn giản, nó ch−a cho phép tái hiện bức tranh thực của sự chảy bao cánh. Để chính xác hơn, bề mặt cánh đ−ợc thay thế bằng hệ thống các xoáy liên kết và các xoáy tự do t−ơng ứng. Vấn đề đặt ra là cần lựa chọn đúng nhất giá trị c−ờng độ các xoáy và phân bố của chúng theo mặt cánh.