Chương 3 KIỂM CHỨNG MÔ HÌNH KHÍ ĐỘNG LỰC HỌC
3.3. Kiểm chứng đánh giá mô hình thông qua việc so sánh với kết quả từ các mô hình của một số tác giả khác
3.3.1. Kiểm chứng mô hình ở chế độ bay treo
Mô hình tính toán khí động cánh quay áp dụng cho đối tƣợng phỏng theo cánh quay trực thăng Mi-8 khi giả thiết các lá cánh gắn cứng (không khớp) được một số tác giả xây dựng trên cơ sở phương pháp XRR. Trong công trình [59], tác giả П.И. Моцарь đã xây dựng mô hình trong đó đưa ra phương pháp tính toán góc tấn các phần tử dọc theo sải lá cánh, cho phép xác định chính xác hơn giá trị mô men xoắn. Kết quả đƣợc công bố bao gồm đặc tính lực nâng theo góc sải chung, đặc tính mô men cản cảm ứng theo góc sải chung và đặc tính cực của cánh quay. Ngoài ra trong các công trình [44] của tác giả А.М. Володко và [5] của tác giả P.T. Đồng cũng đƣa ra đặc tính lực nâng theo góc sải chung khi bay treo. Đây là các dữ liệu đủ tin cậy để đối chiếu với kết quả mô hình đã xây dựng của luận án. Tuy nhiên cần lưu ý rằng trong các mô hình xây dựng của các tác giả trên đã không tính đến yếu tố góc xoắn lá cánh.
Từ các đặc tính kết quả đƣợc công bố, nhận đƣợc bảng số liệu tính toán lực nâng (bảng 3.2), trong đó công trình [59] tính với các giá trị góc lắp chung
[2 ,5 ,7 ,9 ,11 ,13 ]o o o o o o , các công trình [44] và [5] tính với các giá trị góc lắp chung [2 , 4 ,6 ,8 ,10 ,12 ,14 ]o o o o o o o .
Bảng 3.2. Số liệu lực nâng bay treo theo góc sải chung của các tác giả khác П.И. Моцарь [59] А.М. Володко [44] N.T. Đồng [5]
( )o
T kG ( )o T kG ( )o T kG
2 3088 2 1910 2 2112
5 5165 4 4155 4 4070
7 7690 6 6512 6 6402
9 10330 8 8870 8 8597
11 13193 10 11060 10 11640
13 16337 12 13360 12 14862
14 15830 14 16321
Sử dụng mô hình, tính toán cho các trường hợp bay treo tương ứng với các góc sải chung [1 ,3 ,5 ,7 ,9 ,11 ,13 ]o o o o o o o khi đã khóa cứng các khớp lá cánh đồng thời đƣa góc xoắn lá cánh về không, thu đƣợc các đồ thị hội tụ của giá trị lực nâng theo góc quay nhƣ trong hình 3.4. Theo đó có thể thấy giá trị lực nâng ở các góc sải chung tính toán đều có sự hội tụ tốt khi số bước tính đủ lớn (trên 80 bước). Lực nâng cánh quay tăng khi tăng góc sải chung. Số liệu tính toán đƣợc đƣa ra trong bảng 3.3.
Hình 3.4 Hội tụ lực nâng bay treo cánh quay cứng, lá cánh không xoắn
Bảng 3.3 Số liệu tính toán lực nâng theo góc sải chung ở chế độ bay treo
0( )o
T kG 0( )o T kG
1 677 9 11346
3 2912 11 14894
5 5462 13 18042
7 8421
So sánh các kết quả tính toán lực nâng có đƣợc từ mô hình tính toán với các số liệu từ các công trình của các tác giả thông qua đồ thị trên hình 3.5. Từ đồ thị có thể thấy rằng các đặc tính nâng của các tác giả khác cũng nhƣ đặc tính xây dựng từ số liệu tính toán của mô hình về mặt định tính đều phù hợp với lý thuyết về khí động học cánh quay, lực nâng tăng khi tăng góc sải chung của các lá cánh. Về mặt định lƣợng, giá trị lực nâng ứng với các góc lắp khác nhau của các tác giả khác có mức sai lệch với nhau tương đối nhỏ, các đặc tính có sự đồng nhất cao. Sai lệch lớn nhất là 10% tại góc sải chung 0 12o giữa hai kết quả của [44] và [5]. Đặc tính nâng xây dựng theo kết quả mô hình nằm phía trên các đặc tính của các tác giả khác, tức là ứng với mỗi góc sải chung, giá trị lực nâng lớn hơn. Sai lệch về giá trị lực nâng có xu hướng tăng khi tăng góc sải chung. Tại góc sải chung 0 13o, sai lệch tương đối giữa số liệu của mô hình và [59] là 22% và so với số liệu của [5] là 11%.
Hình 3.5 So sánh đặc tính nâng bay treo theo góc lắp
Nhƣ vậy có thể thấy kết quả về đặc tính lực nâng theo góc lắp tính toán đƣợc từ mô hình của luận án cũng nhƣ của các tác giả khác đã thể hiện sự tương đồng về quy luật biến đổi và có giá trị gần nhau về mặt định lượng.
Trong công trình [59], tác giả П.И. Моцарь đƣa ra số liệu tính toán mô men cản cảm ứng của cánh quay với dải các góc lắp lá cánh [2 ,5 ,7 ,9 ,11 ,13 ]o o o o o o nhƣ trong bảng 3.4. Trong bảng này cũng đƣa ra các số liệu mô men cản cảm ứng tính toán theo mô hình luận án khi khóa cứng các khớp lá cánh với dải góc sải chung là [1 ,3 ,5 ,7 ,9 ,11 ,13 ]o o o o o o o .
Bảng 3.4 Mô men cản cảm ứng bay treo theo góc sải chung
П.И. Моцарь [59] Mô hình
0( )o
MkikG m. 0( )o MkikG m.
1 -583
2 -1613 3 -2049
5 -3207 5 -3579
7 -5197 7 -6057
9 -8316 9 -10195
11 -15057 11 -19728
13 -26862 13 -33727
Xây dựng các đặc tính mô men cản cảm ứng theo góc lắp từ số liệu trong bảng thu đƣợc đồ thị trong hình 3.6.
Hình 3.6 So sánh đặc tính mô men cản cảm ứng bay treo theo góc sải chung
Qua đồ thị đƣợc xây dựng, nhận xét về mặt định tính, các đặc tính đều thể hiện đúng theo lý thuyết chung, mô men cản cảm ứng tăng khi tăng góc lắp lá cánh. Ở các góc lắp lá cánh lớn hơn, độ dốc các đặc tính cao hơn tương ứng với mức tăng lớn hơn của mô men cản cảm ứng qua mỗi bước tăng đều góc lắp. So sánh định lƣợng giữa hai đặc tính, có thể thấy giá trị mô men cản cảm ứng tính theo mô hình luôn lớn hơn các giá trị tương ứng trong số liệu đưa ra của công trình [59], giá trị sai lệch có xu hướng tăng khi tăng góc sải chung.
Sai lệch lớn nhất ở góc lắp 0 13o là 21%.