Một cánh tạo được lực nâng = 10.000 N tại vận tốc = 100 knot. Giả sử góc tới và độ cao không đổi, lực nâng trên cánh là bao nhiêu tại vận tốc 300 knot?

Đường camber line (đường trung bình) là đường cong nối các điểm giữa của các đường vuông góc với đường chord line (dây cung) của cánh. Đường chord line là đường thẳng nối mép trước và mép sau của cánh. Vì vậy, đặc điểm của đường camber line và đường chord line đối với cánh có độ cong là một đường thẳng (chord line) và một đường cong (camber line).

Biên dạng cánh (airfoil) được thiết kế bất đối xứng để tạo ra lực nâng. Khi không khí chảy qua cánh, vận tốc không khí ở mặt trên cánh nhanh hơn vận tốc ở mặt dưới. Theo nguyên lý Bernoulli, áp suất ở mặt trên cánh sẽ thấp hơn áp suất ở mặt dưới, tạo ra một lực đẩy từ dưới lên trên, gọi là lực nâng. Nếu cánh đối xứng, vận tốc và áp suất ở cả hai mặt sẽ tương đương, không tạo ra lực nâng đáng kể.

Công thức tính lực nâng trên một đơn vị sải cánh là: L' = 0.5 * rho * V^2 * Cl * c, trong đó:
- L' là lực nâng trên một đơn vị sải cánh (N/m)
- rho là mật độ không khí (kg/m^3), thường lấy giá trị tiêu chuẩn là 1.225 kg/m^3
- V là vận tốc dòng khí (m/s)
- Cl là hệ số lực nâng
- c là chord cánh (m)

Từ công thức trên, ta có thể suy ra công thức tính hệ số lực nâng Cl:
Cl = (2 * L') / (rho * V^2 * c)

Thay số vào:
Cl = (2 * 1254) / (1.225 * 70^2 * 0.64) = 2508 / 3880.48 = 0.6464 ≈ 0.65

Vậy đáp án đúng là A. 0.65

Để giải bài toán này, ta cần tính lực nâng và lực cản tác dụng lên tàu bay, sau đó tính tỉ lệ giữa chúng.

1. Tính lực nâng (Lift):
Lực nâng được tính bằng công thức: L = 0.5 * ρ * v^2 * S * Cl
Trong đó:
- ρ là khối lượng riêng của không khí (0.412 kg/m3)
- v là vận tốc của tàu bay (180 m/s)
- S là diện tích cánh (35 m2)
- Cl là hệ số lực nâng. Vì không cho hệ số lực nâng cụ thể, ta mặc định sử dụng hệ số lực nâng để tàu bay có thể bay ổn định (lực nâng cân bằng với trọng lực). Tuy nhiên, ở đây ta sẽ đi tính tỷ lệ nên ta sẽ để Cl ở dạng tổng quát.
Vậy L = 0.5 * 0.412 * 180^2 * 35 * Cl = 232812 * Cl (N)

2. Tính lực cản (Drag):
Lực cản được tính bằng công thức: D = 0.5 * ρ * v^2 * S * Cd
Trong đó:
- Cd là hệ số lực cản (0.015)
Vậy D = 0.5 * 0.412 * 180^2 * 35 * 0.015 = 232812 * 0.015 = 3492.18 (N)

3. Tính tỉ lệ lực nâng/lực cản:
Tỉ lệ L/D = (232812 * Cl) / 3492.18 = 66.66 * Cl
Vì tàu bay bay ở độ cao ổn định nên lực nâng bằng với trọng lượng của tàu. Trọng lượng của tàu là W = m*g = 7500*10 = 75000 (N)
Suy ra 232812 * Cl = 75000 => Cl = 75000/232812 = 0.322
Vậy tỉ lệ L/D = 66.66 * 0.322 ≈ 21.46

Vậy, tỉ lệ lực nâng/lực cản của tàu bay xấp xỉ 21.

Lực nâng là lực vuông góc với hướng gió tương đối, giúp máy bay có thể bay lên và giữ độ cao. Bộ phận chính tạo ra lực nâng này là cánh chính (A). Cánh được thiết kế với mặt trên cong hơn mặt dưới để tạo ra sự chênh lệch áp suất, từ đó tạo ra lực nâng. Các bộ phận khác như thân, đuôi đứng và đuôi ngang có vai trò khác như ổn định, điều khiển hướng bay chứ không phải tạo lực nâng chủ yếu.