Tiểu luận kết thúc học phần môn Kết cấu hàng không 1

lOMoARcPSD|35973522
BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI
HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM
KHOA KỸ THUẬT HÀNG KHÔNG
TIỂU LUẬN KẾT THÚC HỌC PHẦN
MÔN HỌC: KẾT CẤU HÀNG KHÔNG 1 BÀI TẬP LỚN
GVHD. Trần Thị Quỳnh Như
Nhóm SVTH. 1. Võ Quang Nhật - 2155200034
2. Ngô Hoàng Lâm - 2155200027
3. Trần Trung Hiếu - 2155200015 Mã LHP: 010800105401
Thành phố Hồ Chí Minh, 7/2023
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com) lOMoARcPSD|35973522 Problem 1
The tubular drive shaft for the propeller of the hovercraft in Figure 1 is 6 m
long. If the motor delivers a power of 6000 hp to the shaft when the propellers
rotate at 240 rpm, determine the required inner diameter of the shaft if the outer
diameter is 300 mm. What is the angle of twist of the shaft when it is operating?
Take τ = 80 MPa and = 75 GPa. D2 = 300 mm Vẽ hình + Tóm tắt L = 6m D1 =? mm  = 240 rpm τ allow = 80 MPa G = 75 GPa =>  = ? Power = 6000 (hp) (hp: horse power) Giải
Power = 6000 hp = 6000.745,7  4474200 (W) (1hp = 745,7 W)
 = 240 rpm = 2.4 rad/s = 8 (rad/s) τ allow = 80 MPa = 80.106 Pa G = 75 GPa = 75.109 Pa  Ta có: Power = T. Power 4474200 => T = =  178022,731 (N.m)  8
 Ta có : D2 = 300 mm => R2 = 150 mm = 0,15 m
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com) lOMoARcPSD|35973522  4 τ TC T J T .(R ) 2 2 allow = => =  = J τallow C τallow R2  178022,731 .(0,154 − R41 )  2 => R 80.106 = 0,15 1 = 0,1309 (m)
 Công thức: Angle of Twist:  T.L 178022,731.6 = = J.G
.(0,154− 0,13094).75.109  0,042636709 (rad) 2  Đổi sang độ 180 => 0,042636709. = 2,4429o  Problem 2:
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com) lOMoARcPSD|35973522
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com) lOMoARcPSD|35973522
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com) lOMoARcPSD|35973522
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com) lOMoARcPSD|35973522
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com) lOMoARcPSD|35973522
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com) lOMoARcPSD|35973522
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com) lOMoARcPSD|35973522
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com) lOMoARcPSD|35973522
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com) lOMoARcPSD|35973522
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com) lOMoARcPSD|35973522
Vật liệu chế tạo, thiết kế máy bay đã thay đổi như thế nào trong quá khứ tới nay?
Hơn 1 thế kỷ về trước, vào tháng 12 năm 1903, chuyến bay có người lái đầu tiên
của anh em nhà Wright đã diễn ra trên tàu Wright Flyer ở Kitty Hawk, Bắc Carolina.
Nhiều loại gỗ, dây kim loại và vải có mật độ khác nhau đã được sử dụng để sản
xuất Wright Flyer. Nhà Wrights đã sử dụng gỗ thông trắng cho các phần thẳng
của cánh, chẳng hạn như các thanh cánh. Gỗ tần bì được sử dụng cho các bề mặt
cong, bao gồm cả các đường gân của cánh. Khung gỗ được bao phủ bởi một tấm
vải bông dệt mịn, được sơn kín bằng sơn dầu parafin. Các phụ kiện kim loại trên
khung máy bay được làm từ thép.
Vải muslin được sử dụng trên các tấm cánh trên và dưới. Các cạnh đầu của cánh
được buộc dây bằng các đường dệt để giữ dây. Gân cánh nhô ra ở nhiều vị trí để buộc vào dây.
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com) lOMoARcPSD|35973522
Bởi vì là chiếc máy bay đầu tiên với thiết kế thô sơ nên không thể tránh khỏi
những hạn chế và yếu điểm nhất định như tải trọng hay độ bền.
Kể từ thời điểm đó, những tiến bộ lớn trong vật liệu kết cấu máy bay đã được chú ý hơn.
Khung máy bay hiện đại:
Vào giữa những năm 1900, các nhà sản xuất hàng không đã cải tiến thiết kế
khung máy bay, kết hợp giữa tốc độ và độ an toàn. Một tiến bộ đáng kể từ các
thiết kế trước đó cho phép máy bay bay cao hơn với tốc độ tăng lên. Ford Tri-
Motor, chiếc máy bay chở khách đầu tiên, được làm bằng nhôm vào năm 1928.
Nhôm là vật liệu chắc chắn nhưng nhẹ, mang lại sự an toàn và độ bền. Nhiều
khung máy bay tròn được làm hoàn toàn bằng nhôm bắt đầu xuất hiện. Các bề
mặt điều khiển như cánh quạt, bánh lái, cánh tà và thang máy được làm bằng khung hợp kim nhôm.
Sau đó, để gia tăng sức mạnh cho cấu trúc máy bay, các nhà sản xuất đã kết hợp
nhiều kim loại với nhau. Việc sử dụng nhiều vật liệu khác nhau như thép hay
titan đã khiến cho các dòng máy bay phản lực trở nên hiện đại hơn vào thời điểm đó.
Đến năm 1969, chiếc máy bay Boeing 747 đầu tiên được đưa vào sử dụng với
ứng dụng kết hợp nhôm với nhiều loại vật liệu khác nhai. Những kim loại này
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com) lOMoARcPSD|35973522
có khả năng chịu nhiệt và chống ăn mòn, đồng thời mang lại sức mạnh to lớn
cho khung máy bay.Nếu có một bộ phận cụ thể bị vỡ thì lớp vỏ chịu lực sẽ ngăn
không cho toàn bộ cấu trúc bị hỏng.
Cấu trúc tổng hợp (Composite):
Vào những năm đầu 1970, Pháp với Đức đã bắt đầu hợp tác thiết kế một dòng
máy bay thuộc Airbus Industrie, Airbus A300. Mặc dù vẫn được sản xuất chủ
yếu bằng kim loại, tuy nhiên đây là chiếc máy bay đầu tiên có ứng dụng vật liệu composite.
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com) lOMoARcPSD|35973522
Vật liệu composite, như tên cho thấy, là sự kết hợp độc đáo của hai hoặc nhiều
vật liệu mà các đặc tính của chúng như sợi cacbon, sợi thủy tinh… khi được kết
hợp, thể hiện các tính chất vật lý và hóa học đặc biệt. Việc sử dụng vật liệu
composite nhẹ trên các thành phần cấu trúc quan trọng đã làm cho máy bay gần
đây cực kỳ tiết kiệm nhiên liệu. Boeing 787 Dreamliner và Airbus A350
XWB bao gồm hơn 50% cấu trúc của chúng là vật liệu tổng hợp nhẹ.
Độ bền của vật liệu tổng hợp carbon, chẳng hạn như nhựa gia cố bằng sợi
carbon (CFRP), vượt qua nhiều kim loại thông thường, bao gồm cả nhôm và
sắt. Hơn nữa, hỗn hợp CFRP nhẹ hơn nhiều so với nhôm, với khả năng chống ăn mòn cao hơn nhiều.
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com) lOMoARcPSD|35973522
Cấu trúc nhẹ hơn mang trọng tải xa hơn so với cấu trúc nhôm thông thường. Vật
liệu tổng hợp ceramic matrix composite (CMC) cũng được hình dung là vật liệu
thay thế nhẹ cho hợp kim kim loại, cung cấp gần một phần ba mật độ vật liệu
nhưng có các đặc tính vật lý và nhiệt vượt trội. Các CMC như vậy mang lại khả
năng chống sốc nhiệt và độ bền va đập rất cao. TÀI LIỆU THAM KHẢO:
https://simpleflying.com/aircraft-material-evolution-analysis/
https://safetyculture.com/topics/factor-of-
safety/?fbclid=IwAR0XiRLM4rolQiBl1beD9rdXdv3qPQdGdvuoZQRbPpPSIi8 wnkMeukEH-tg
Downloaded by Di?p ??ng Ng?c (tanphatthpt@gmail.com)