b) Kiểm tra độ song song của cánh với thành đáy của buồng thử
3.4.2.Ảnh hƣởng của hệ số dạng cánh
Đối với cánh chữ nhật, hệ số dạng cánh bằng tỷ số chiều dài sải cánh trên dây cung, hệ số dạng cánh là một số không thứ nguyên: 2 m 2 b 2 b 2 b S c c ( ) (3.10)
trong đó, S là diện tích cánh, b là chiều dài nửa sải cánh, c là dây cung. Với trường hợp mặt chiếu bằng của cánh không phải là chữ nhật, cần xác định dây cung trung bình Cm .
Trong tính tốn thiết kế, việc xác định hợp lý hệ số dạng cánh là rất cần thiết, nó liên quan đến cả vấn đề khí động lực và kết cấu cánh. Thơng thường khi vận tốc bay lớn thì hệ số dạng cánh có giá trị nhỏ.
Hình 3.31. a) Phân bố hệ số lực nâng trên sải cánh với tỷ số dạng khác nhau
b) Hệ số lực nâng tổng theo hệ số dạng (cánh profil Naca 0012, = 4o
)
a) b)
Hình 3.30. Hệ số áp suất trên cánh chữ nhật (b/c=5, = 5o
)
với ba loại profil đối xứng: a) Naca 0012, b) Joukowski (12%), c) Parabol (12%)
Naca0012 (12%) Joukowski (12%) Parabol (12%)
48
Trên hình 3.31a là kết quả tính tốn phân bố hệ số lực nâng trên sải cánh (không thứ nguyên quy về đơn vị) đối với cánh chữ nhật profil Naca 0012, góc tới 4 độ, với các hệ số dạng cánh khác nhau: 4, 6, 8, 1 0. Có thể thấy, cánh càng dài (hệ số dạng cánh càng lớn) thì hệ số lực nâng cực đại càng tăng và phân bố hệ số lực nâng tiến tới giá trị không đổi dọc theo sải cánh. Tuy nhiên, sự tăng này cũng chậm dần, nghĩa là hệ số dạng tăng đến một lúc nào đó thì hệ số lực nâng sẽ tăng khơng nhiều. Điều này có thể quan sát thấy trên hình 3.31b với hệ số lực nâng tổng tăng theo hệ số dạng theo một đường cong lồi. Nếu xét theo sự tăng của góc tới, hệ số dạng lớn sẽ làm hệ số lực nâng tổng của cánh tăng nhanh hơn so với cánh có hệ số dạng nhỏ. Nhận xét này được minh họa trên hình 3.32 biểu diễn đồ thị hệ số lực nâng tổng của cánh (profil Naca 2412) theo góc tới với tỷ số dạng khác nhau 6, 9, 1 6 và so sánh với đồ thị hệ số lực nâng của profil 2D. Có thể thấy rằng, đồ thị đối với cánh có hệ số dạng lớn có độ dốc lớn hơn.
Khơng chỉ ảnh hưởng trực tiếp đến phân bố hệ số lực nâng trên sải cánh và hệ số lực nâng tổng, tỷ số dạng cánh còn ảnh hưởng tới hệ số lực cản cảm ứng CD i của cánh:
2L L D i C C (3.11)
Loại lực cản cảm ứng này chỉ tồn tại đối với cánh 3D có sải hữu hạn (khơng tồn tại đối với profil cánh 2D), nó sinh ra do hiệu ứng xoáy mút cánh phát triển trong vết. Như vậy, theo công thức (3.11), khi hệ số lực nâng được xác định thì có thể xác định được hệ số lực cản cảm ứng, và hệ số này tỷ lệ nghịch với tỷ số dạng. Cánh càng ngắn thì hệ số lực cản cảm ứng càng lớn.
Trên hình 3.33 là các cực tuyến hệ số lực nâng CL theo lực cản cảm ứng CD i, L D i
C f C( ), tính từ chương trình tính tốn đối với cánh chữ nhật có hệ số dạng 2 b c/ 5
, profil Naca 2412. Sự so sánh giữa cực tuyến CL f C( D i) số với cực tuyến L D i
C f C( ) thực nghiệm của Schlichting [82] cho thấy hai kết quả này giống nhau. Trên hình 3.33 cũng trình bày đồ thị CL f C( D) thực nghiệm của Schlichting, nhưng phương pháp số kì dị ở đây khơng xác định được lực cản tổng CD nên khơng có kết quả số về đồ thị này.
Hình 3.32. Hệ số lực nâng theo góc tới với hệ số dạng 6,
9
49