Đồ án môn học vật liệu dùng trong công nghệ chế tạo cánh máy bay

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM KHOA KỸ THUẬT HÀNG KHÔNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC VẬT LIỆU DÙNG TRONG CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CÁNH MÁY BAY Giảng viên hướng dẫn: Tiến sĩ Nguyễn Thế Hoàng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Chí Thiện Mã số sinh viên: 1851200046 TP HỒ CHÍ MINH 2020 LỜI CẢM ƠN Đồ án “Vật liệu dùng chế tạo cánh máy bay” kết trình nghiên cứu, tìm hiểu thân giúp đỡ, động viên hỗ trợ nhiệt tình thầy Nguyễn Thế Hoàng , giảng viên khoa Kỹ thuật hàng không – Học viện hàng không Việt Nam bạn bè lớp 18ĐHKT01 Xin chân thành gửi lời cảm ơn tới Quý thầy cô khoa Kỹ thuật Hàng không đặc biệt Thầy Nguyễn Thế Hồng ln nhắc nhở, kiểm tra , hỗ trợ theo sát trình thực đồ án - người giúp đỡ suốt thời gian học tập trực tiếp tận tình hướng dẫn cung cấp tài liệu thông tin khoa học cần thiết cho đồ án Một lần xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Học viện Hàng không Việt Nam, Khoa Kỹ thật Hàng không Bộ môn “Sức bền vật liệu” tạo điều kiện cho tơi hồn thành Đồ án “Vật liệu dùng chế tạo cánh máy bay” Trân trọng gửi lời tri ân đến Quý Thầy Cô, bạn sinh viên dành thời gian đọc tìm hiểu Đồ án “Vật liệu dùng chế tạo cánh máy bay” Tơi mong nhận ý kiến đóng góp phản hồi từ Quý Thầy Cơ bạn để góp phần hồn thiện Đồ án thêm Kính chúc Q Thầy Cơ, bạn sinh viên gia đình thật nhiều sức khỏe thành công Chúc khoa Kỹ thuật Hàng không ln phát triển, có nhiều đóng góp phát triển chung Học viện Thân ái, Nguyễn Hồng Chí Thiện LỜI NĨI ĐẦU Kể từ ngành hàng không đời kỷ, ngày có nhiều người di chuyển máy bay Đến nay, có 4,5 tỉ hành khách di chuyển đường hàng không năm Trong bối cảnh nhà ga bị tải, đường băng bị tắc nghẽn, kỹ sư kỹ thuật hàng tìm kiếm giải pháp cho vấn dề Để cắt giảm đáng kể số lượng chuyến bay ngày, nhà thiết kế hướng đến mục tiêu, làm máy bay chở nhiều hành khách bay khoảng cách xa Sự phát triển mạnh mẽ ngành công nghiệp hàng không đại dẫn đến nhu cầu to lớn vật liệu sử dụng cho máy bay Lựa chọn vật liệu tốt cho cánh để đặt an toàn lên hàng đầu tối ưu hiệu kinh tế chuyến bay, kỹ sư phải nghiên cứu, tìm hiểu tính chất loại vật liệu , loại lực mà phận cấu tạo nên cánh phải chịu để đưa kết luận xác tối ưu việc lựa chọn vật liệu để chế tạo máy bay Bài báo cáo với nội dung “VẬT LIỆU DÙNG TRONG CHẾ TẠO CÁNH MÁY BAY” sơ lược đặc tính vật liệu, phương thức hoạt động, cấu tạo vật liệu kết cấu nên cánh máy bay MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN I Giới thiệu chung Tổng quan đề tài Lý chọn đề tài Phương pháp nghiên cứu đề tài II Vật liệu dùng chế tạo tàu bay tầm quan trọng vật liệu hàng không Yêu cầu vật liệu hàng không Vật liệu dụng công nghệ chế tạo tàu bay 3.1 Gỗ 3.2 Nhôm 3.3 Thép 10 3.4 Titan 10 3.5 Composite 11 III Các Đặc tính học vật liệu 12 Độ bền 12 1.1 Thanh chịu kéo 13 1.2 Thanh chịu nén 13 1.3 Thanh chịu uốn 14 1.4 chịu xoắn 14 1.5 So Sánh kết 17 Độ bền mỏi 20 IV Cánh máy bay 22 Nhiệm vụ cánh máy bay 22 Nguyên lý Hoạt động 22 Cấu tạo cánh máy bay 24 3.1 Các xà 24 3.2 Các sườn 25 3.3 Lớp vỏ cánh máy bay 26 3.4 Các bề mặt điều khiển cánh 28 V Kết luận 29 VI Tài liệu tham khảo 30 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN I Giới thiệu chung Tổng quan đề tài Giới thiêu loại vật liệu dùng cho máy bay xưa đến đặc điểm loại vật liệu tỉ trọng sử dụng ngành hàng không Giải đáp yêu cầu thiết kế cánh máy bay, yêu cầu vật liệu phải đáp ứng cho phận chịu lực khác cánh Lý chọn đề tài Trong suốt trình hình thành phát triển ngành hàng khơng, vật liệu bước đệm để hàng khơng nhảy vọt việc tìm vật liệu tốt khơng giúp tốngành i đa hóa mặt kinh tế tối ưu hóa cơng suất động cơ, giảm nhiên liệu tiêu thụ, tăng tải trọng, mà cịn giúp bảo vệ an tồn người sử dụng dịch vụ Phương pháp nghiên cứu đề tài Để hiểu rõ vật liệu, ta cần tìm hiểu kiến thức vật lý đặc tính học vật liệu, sức bền vật liệu,… Ngồi cịn cần phải nghiên cứu khí động lực học để biết trường hợp chịu lực phận khác cánh máy bay II Vật liệu dùng chế tạo tàu bay tầm quan trọng vật liệu hàng không Việc lựa chọn vật liệu sử dụng chế tạo tàu bay vơ quan trọng, tác động đến tồn vịng đời máy bay, từ thiết kế, chế tạo chứng nhận , đến vận hành bảo dưỡng, cuối xử lý kết thúc vịng đời sử dụng Vật liệu ảnh hưởng đến khía cạnh máy bay, bao gồm: ● Chi phí sản xuất; ● Chi phí để nâng cấp sau này; ● Các tùy chọn thiết kế khung máy bay, thành phần cấu trúc động cơ; ● Hiệu sử dụng nhiên liệu máy bay; ● Hiệu suất chuyến bay (tốc độ, khoảng cách bay tải trọng); ● Công suất động cơ; ● Dịch vụ bảo trì (kiểm tra sửa chữa); ● Độ an toàn, độ tin tưởng thời gian sử dụng máy bay; ● Việc xử lý tái chế máy bay kết thúc vịng đời Vì việc nghiên cứu lựa chọn vật liệu dùng phận máy bay vô quan trọng, nhân tố định thành cơng máy bay u cầu vật liệu hàng khơng Có nhiều yếu tố quan trọng xem xét trình lựa chọn vật liệu ứng dụng cho hàng không Vật liệu phải chống chọi nhiều điều kiện thời tiết đa dạng độ ẩm nhiệt độ, chịu nhiều tác động ngoại lực kéo, nén, uốn, xoắn lực tuần hồn Ngày nay, có nhiều vật liệu có sẵn, lại khó để chọn vật liệu phù hợp cho ngành hàng khơng, vật liệu chọn phải đáp ứng nhiều điều kiện giá thành nhân tố vô quan trọng để định Với điều kiện nêu trên, vật liệu ứng dụng ngành hàng khơng phải có tính chất sau: ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● Độ bền kéo (TS); Độ bền uốn (CYS); Độ bền xoắn Độ bền mỏi (FAT); Khả chống ăn mòn (Corrosion); Khả chống phát triển vết nứt (FCG); Độ bền chống gãy (FT); Độ bền chống cắt (SS); Độ đàn hồi (E) Nhiệt độ giới hạn cao; Trọng lượng nhẹ Vật liệu dụng công nghệ chế tạo tàu bay 3.1 Gỗ Vào ngày 17 tháng 12 năm 1903, Wilbur Orville Wright thực thành công bốn chuyến bay ngắn Kitty Hawk máy bay họ - Flyer Sự kiện cho khởi đầu cho kỷ nguyên ngành hàng không Anh em nhà Wright chế tạo Flyer với cấu trúc khung máy bay làm từ gỗ bao bọc vải Gỗ vật liệu composite thiên nhiên, cấu tạo từ sợi Xenlulose dài kết nối với Lignin Kết liên kết hài hòa tạo cấu trúc bền dẻo Vì gỗ lựa chọn cho máy bay đời đầu Gỗ sử dụng chúng đa dạng, giá thành rẻ độ tin cậy cao sử dụng nhiều cơng trình thời Ngồi gỗ dễ gia cơng, tạo hình thành cấu trúc khung, đầm, thành phần cấu trúc khác Nhưng gỗ có điểm yếu lớn chịu ẩm kém, co giãn cong vênh Trong Thế Chiến Thứ II, vật liệu gỗ thiếu độ cứng độ bền cần thiết cho máy bay chiến đấu, máy bay ném bom, máy bay vận tải hạng nặng loại máy bay khác tải trọng lên cấu trúc thân cánh máy bay lớn Vì gỗ dần loại bỏ thay vật liệu nhôm 3.2 Nhôm Từ năm 1920, nhu cầu tải trọng cho máy bay tăng cao, vật liệu gỗ khơng thể đáp ứng thiếu độ bền, độ cứng độ dẻo dai để chịu tải trọng cao Và nhà chế tạo máy bay tìm kiếm vật liệu nhẹ khác có đặc tính tốt để thay cho gỗ Họ định sử dụng hợp kim nhôm làm vật liệu thay cho gỗ Và vật liệu thống trị ngành hàng không thời gian dài Nhôm kim loại nhẹ biết đến, nhẹ khoảng 2.5 lần thép Cứng hơn, bền hơn, dẻo dai sử dụng lâu dài gỗ ngồi nhơm dễ dát thành mỏng để làm vỏ máy bay, gia công thành xà, nẹp đầm chịu lực cho cấu trúc thân cánh máy bay Các nhà luyện kim đầu kỷ XX cải tiến đặc tính nhơm cách bổ sung số nguyên tố hợp kim đặc biệt phát triển q trình xử lý nhiệt, điều giúp nhơm trở thành vật liệu chiến lược cho ngành hàng không Các hợp kim chủ yếu sử dụng 2024-T4 7075-T6, hợp kim nhơm 7075-T6 có độ bền cao nhôm 2024-T3 bù lại khả chống mỏi độ bền chống đứt gãy lại thấp Khả chống ăn mòn cải thiện lớp nhơm ngun chất Bởi hợp kim nhơm có khả chống ăn mịn nhơm nguyên chất, người ta mạ lớp nhơm có độ tinh khiết cao lên bề mặt hợp kim nhôm Kết cấu “sandwich” gọi Alclad Vật liệu nhôm trở thành lựa chọn cho hầu hết cấu trúc máy bay, chiếm khoảng 70-80% trọng lượng đa số máy bay thương mại khoảng 50% trọng lượng máy bay quân trực thăng Nhưng năm gần đây, tỉ trọng nhôm cấu trúc máy bay giảm đáng kể phát triển vật liệu composite Tuy vậy, nhôm năm giữ vai trò quan trọng cấu trúc máy bay 3.3 Thép Vào cuối năm 60, thời kỳ Chiến tranh Lạnh, Liên Xô chế tạo thành công tiêm kích MiG-25 nhằm đối phó dự án máy bay ném bom siêu Mỹ B-58 Hustler hay B-70 Valkyrie Với tốc độ tối đa Mach 3.2 (nhưng bay tốc độ này, máy bay hỏng hồn tồn Do đó, tốc độ thực tế mức Mach 2,8), độ cao bay đạt tới 20 km (thậm chí số phiên đặc biệt đạt độ cao bay tới 37,5 km) Khi bay với vận tốc cao Mach 2, nhiệt gây máy bay ma sát với không khí lớn, nên MiG-25 khơng thể chế tạo với hợp kim nhơm truyền thống Do thép kim sắt-nikel (Maragin steel) giải pháp tốt nhât Thép hợp kim sở hữu độ bền, độ cứng, khả chống va đập, độ bền mỏi độ dẻo dai vượt trội Ngồi thép cịn có khả chống ăn mịn tốt Ở nhiệt độ cao (lên đến 300°C - 450°C), thép giữ đặc tính học tốt, nhơm bị mền Điều khiến cho thép trở thành vật liệu thích hợp cho mẫu máy bay bay với vận tốc siêu phận chịu trọng lớn Tuy nhiên trọng lượng riêng thép lớn, khiến khơng sử dụng rộng rãi hàng không (chỉ chiếm khoảng 5%-10% trọng lượng) Trong hàng không dân dụng thép sử dụng phận chịu áp lực lớn phận hạ cánh, phận điều khiển cánh lái, bu-lông, thành phần để kết nối cánh đuôi vào thân máy bay 3.4 Titan Titan lần sử dụng máy bay quân thương mại năm 1950 Từ phát triển mạnh mẽ máy bay siêu có tốc độ vượt qua march 2, nhu cầu sử dụng titan lĩnh vực hàng không xuất ngày nhiều Hợp kim nhôm thông thường bị mền máy bay đạt vân tốc Mach 1.5 hợp kim titan giữ đặc tính học tốt Mach 4-5 Không quân Hoa Kỳ phát triển SR71 Blackbird với lớp vỏ hoàn toàn titan, điều khiến cho SR-71 trở thành máy bay trinh sát có độ cao lớn với tốc độ tối đa vượt qua Mach Titan kim loại cứng kim loại (hơn nhôm lần gần tương đương với thép), có độ chống mỏi cao chống ăn mòn tốt khả giữ đặc tính học nhiệt độ cao Titan có trọng lượng riêng nhẹ, nhẹ lần thép Có nhiều loại hợp kim titan với thành phần khác phổ biến Ti–6Al–4V, hợp kim dùng kết cấu máy bay động Đặc tính titan phù hợp cho loại máy bay có tải trọng lớn titan có tỉ lệ độ bền trọng lượng cao III Các Đặc tính học vật liệu Độ bền Định nghĩa: Độ bền hiển thị khả chống lại biến dạng dẻo hay phá huỷ vật liệu, tác dụng ngoại lực Dựa vào ngoại lực tác động, ta chia làm bốn trường hợp chịu lực sau: ● ● ● ● ● Chịu kéo Chịu nén Chịu xoắn Chịu uốn Chịu cắt Trong thực tế, biến dạng tổ hợp trường hợp chịu lực đây, ví dụ chịu uốn nén.chịu uốn xoắn,…khi trường hợp gọi chịu lực phức tạp Tỉ lệ khối lượng độ bền quan trọng vật liệu hàng khơng xét có trọng lượng riêng , chiều dài , diện tích mặt cắt hình: Ta có: Diện tích mặt cắt ngang thanh: (1) Thể tích thanh: (2) Khối lượng thanh: (3) 11 1.1 Thanh chịu kéo Dưới lực kéo định, cho dến đạt đến giới hạn bền mà lúc vật liệu bắt đầu bị phá hủy Giá trị ứng suất tương ứng gọi ứng suất bền Từ (3) ta có Vậy Để so sánh khối lượng hai vật liệu (a) (b) đạt đến giới hạn chảy, cho chiều dài tải nhau, ta có: 1.2 Thanh chịu nén Khi chịu nén, vật liệu bị biến dạng làm giảm chiều cao phình chiều ngang Nhưng ta xác định giới hạn tỉ lệ giới hạn chảy, không xác định giá trị giới hạn bền (mẫu không bị phá hủy nén mà phình ra), nhiên trường hợp chịu tải trọng nén, phải xem xét đến trường hợp bị ổn định bắt đầu bị cong Lúc ứng suất gọi ứng suất tới hạn Trong mơ đun đàn hồi moment quán tính với trục : lực tới hạn mà đạt đến vật chịu nén bị ổn định bị cong Ta xác định lực tới hạn công thức Euler: Ta có Để so sánh khối lượng hai vật liệu (a) (b) đạt đến ứng suất tới hạn, cho chiều dài tải nhau, ta có: 1.3 Thanh chịu uốn Một chịu uốn trục bị uốn cong tác động ngoại lực biểu thức ứng thanh: 12 Ta có Suy = Để so sánh khối lượng hai vật liệu (a) (b) bị uốn cong, cho chiều dài tải nhau, ta có: 1.4 chịu xoắn để dễ dàng cho việc phân tích chịu xoắn, ta xem xét trụ trịn chiều dài , đường kính sau: ta có: moment xoắn tác động lên thanh: trọng lượng thanh: Diện tích mặt cắt ngang: ứng suất cắt tác động lên là: Từ đó: Để so sánh khối lượng hai vật liệu (a) (b) bị cắt chịu lực xoắn, cho chiều dài tải F nhau, ta có: 13 1.5 So Sánh kết Ta lấy nhôm 2024-T3 làm vật liệu (b), vật liệu cịn lại vật liệu (a) để thấy đạt đến giới hạn bền khối lượng vật liệu khác so với nhôm trường hợp chịu lực khác Dưới 10 vật liệu phổ biến sử dụng hàng khơng Nhóm vật liệu Nhơm Tên vật liệu 2024-T3 Khối lượng riêng Giới hạn bền 480 Giới hạn cắt Modun đàn hồi 290 71 Độ giãn dài tới hạn 15 Giới hạn nhiệt độ ) 200 Giá thàn h $/lb Nhôm 7075-T6 560 330 70 7.9 200 Thép C-250 8.2 1800 1060 190 7.3 400 Thép 4340 7.8 1280 730 190 14 430 Titan Ti-6Al4V 4.4 930 540 110 6.7 340 15 Gỗ Balsa 0.13 25 1.2 250 composit e Thủy tinhepoxy 1.8 730 60 44.6 350 2.9 composit e Cacbonepoxy 1.6 1080 90 70 350 32 composit e GLARE 2.5 620 280 58 200 Bảng Tính chất học số vật liệu hàng không [8] 14 Thanh chịu nén 2.5 1.5 0.5 20 24 T3 70 75 T6 c- 25 43 40 Ti -6 Al -4 V Ba ls a ủy Th t nh -e xy po Ca on cb -e x po y GL AR E W(a)/W(b) W(a)/W(b) Thanh ch uị xoắốn 3.5 2.5 1.5 0.5 20 24 T3 70 75 T6 c- 25 43 40 -6 Ti Al -4 V Ba ls a Th W(a)/W(b) 15 t ủy nh -e xy po Ca on cb -e x po y GL AR E Độ bền mỏi Trên cánh máy bay có số thành thường xuyên chịu tải lặp lặp lại nhiệt độ thay đổi liên tục thời gian dài Điều dẫn đến thay đổi đặc tính học vật liệu, gây vết nứt phá hủy vật liệu vật liệu chưa đạt đến giới hạn bền Hình ảnh bị đứt gãy mỏi trục thép [9] Để kiểm tra độ bền mỏi, người ta thử nghiệm phương pháp rung Mẫu thử đưa vào máy chịu tải với lực kéo lực ép luân phiên thay đổi với tầng số định vật liệu bị phá hủy Đồ thị đường cong mỏi [7] Đường cong mỏi thể mối quan hệ ứng suất số chu kỳ thay đổi ứng suất N chi tiết máy tới hỏng hồn tồn Từ độ thị ta thấy ứng suất cao, vượt qua trị số chu kỳ giảm mạnh, bị đứt gãy sau số chu kỳ định Ứng suất giảm số chu kỳ ứng suất tăng Khi ứng suất giảm đến giá trị σo đường cong mỏi gần nằm ngang tức số chu kỳ ứng suất tăng lên lớn mà chi tiết không bị gãy hỏng.Trị số gọi độ bền dài hạn Ứng với số chu kỳ sở giới hạn mỏi số vật liệu 800 700 600 500 400 300 200 100 2024-T3 7075-T6 c-250 4340 V ật li ệu (Mpa) 17 Ti-6Al-4V Cacbon - epoxy IV Cánh máy bay Nhiệm vụ cánh máy bay Nhiệm vụ cánh máy bay tạo lực nâng để đưa giữ máy bay không Không phận chịu tải trọng nhiều cánh máy bay Khi bay, đôi cánh phải chịu tải trọng lớn từ thân máy bay, lực cản gió, trọng lượng động (nếu động lắp cánh) nhiên liệu Điều khiến cho việc lựa chọn vật liệu cho cánh quan trọng Nguyên lý Hoạt động Các máy bay phản lực trang bị động gắn cánh Khơng khí trộn với nhiên liệu đốt cháy, sản phẩm khí sau tạo lực đẩy máy bay tiến phía trước Khi chuyển động, máy bay chịu tác dụng lực theo hướng khác gồm: lực kéo cản khơng khí, lực hấp dẫn, lực đẩy động lực nâng Lực nâng tạo dịng khí chuyển động qua cánh máy bay có biên dạng đặc biệt gọi Airfoil Lúc dịng khí phía bên cánh di chuyển nhanh quãng đường di chuyển xa phía bên cánh Điều gây chênh lệch áp suất phía mặt mặt cánh Lực nâng gọi lực nâng khí động lực học Lực tỷ lệ với bình phương vận tốc diện tích cánh máy bay Hình Dịng khí chạy qua biên dạng cánh tạo lực nâng [10] 18 Cấu tạo cánh máy bay Cánh máy bay có cấu tạo phức tạp để uốn cong chịu tải trọng lớn mà khơng bị phá hủy cấu tạo lớp vỏ chống đỡ bên sườn xà ngồi cánh cịn có bề mặt điều khiển cánh lái liệng (aileron), cánh tà trước(slat), cánh tà sau (flap), phanh khí động (spoiler) 3.1 Các xà Trong máy bay, xà thành phần cấu trúc cánh, chạy dọc theo góc vng với thân máy bay Nó phải chịu tải trọng kể bay lẫn mặt đất Một số lực tác động lên xa như: ● Các xà bị uốn lên bay lực nâng tạo ra; ● Các xà bị uốn xuống bới tải trọng nhiên liệu động mặt đất; ● Lực cản khơng khí lực qn tính; ● Các xà chịu lực uốn sử dụng cánh liệng Các xà phải thiết kế có độ dẻo dai tốt để không bị gãy phải chuyển động nhiều, cần khả chống mỏi tốt, độ bền cao Hiện nay, hầu hết máy bay sản xuất có xà làm nhơm định hình ghép với lớp vỏ đinh tán niêm phong kín lại để nhiên liệu khơng bị rò rỉ Phụ thuộc vào kết cấu sà, khả chịu lực thay đổi khác 19 3.2 Các sư Đúng tê thân cánh, gắn liền bới sà để tạo thành khung cho cánh máy bay Các sườn thường trải dài từ cạnh đầu cánh đến cạnh sau cánh, theo hình dáng airfoil chuyền chuyển động từ lớp vỏ ốp vào cho xà Các sườn thường phải chịu tải trọng nén lớp vỏ giữ cho cánh có hình dạng khí động học Ả ố thân sườn làm rỗng để nhiên liệu chảy qua 3.3 Lớp vỏ cánh máy bay 20 ên Lớp vỏ cánh máy bay thường thiết kế để chia sẻ tải trọng sà sườn chúng lớp vỏ bọc quanh phần khung sà sườn tạo nên Khi bay không, cánh chịu lực uốn lên từ sức nâng Còn mặt đất lại bị uốn xuống sức nặng nhiên liệu động gắn lên cánh, tương tự trường hợp chịu lực sà Hình 10 cánh bị uốn liên bay [1] ế ể Vì lớp vỏ vật liệu có độ tốt, khả vào khả phần vỏ phần tiếp trường bên máy bay yêu cầu đập lớn để chống lại chim cất cánh hạ cánh máy bay phải cần bền cao, độ dẻo dai chống mỏi cao, thêm chống ăn mịn, xúc trực tiếp với mơi Mép cánh trước phải chịu lực va cú va chạm với 21 Trước đây, lớp vỏ máy bay thường chế tạo hợp kim nhơm đáp ứng đầy đủ nhu cầu vật liệu nêu trên, ngồi cịn dễ chế gia cơng định hình để tạo mỏng Ngày nay, công nghệ vật liệu compite ngày phát triển mạnh, dần thay cho hợp kim nhơm truyền thống đặc tính học vượt trội Mép cánh trước thường làm theo cấu trúc tổ ong: Lớp lõi làm vật liệu nhẹ, độ cứng thấp nằm hai lớp bề mặt (lõi xốp, lõi tổ ong) Hai lớp bề mặt làm vật liệu có độ cứng cao (composite sợi cacbon, nhôm độ cứng cao) Lớp lõi thường dạng lõi tổ ong (honeycomb) làm vật liệu Nomex kim loại, vật liệu xốp (foam) Nomex vật liệu giống polymer aramid tương tự Nylon có khả chống cháy chế tạo dạng mỏng tờ giấy 3.4 Các bề mặt điều khiển cánh Các cánh tà, cánh liệng, phanh khí động máy bay thường phải chịu áp lực lớn phải di chuyển bay, vfi thành phần để điều khiển 22 cánh lái phải chắn, có độ cứng cao, khơng bị biến dạng phải chịu lực cản gió lớn Các xylanh để điều khiển cánh lái thường làm kim loại cứng bền thép hay titan Để chịu áp lực lớn từ dầu thủy lực bên lực cản không khí bên ngồi V Kết luận Với phát triển cơng nghệ vật liệu tại, có nhiều tùy chọn để ứng dụng cho công nghệ chế tạo máy bay qua nghiên cứu thấy vật liệu composite vật liệu lý tưởng, đáp ứng loại tải trọng kéo, nén, uốn, xoắn, cắt, trọng lượng nhẹ nhiều so với kim loại truyền thống Vì vậy, composite ngày chiếm nhiều tỉ trọng tổng trọng lượng máy bay từ quân đến thương mại Trong thương mại, việc vật liệu composite giảm đáng kể trọng lượng máy bay đem lại lợi ích kinh tế vơ to lớn, ngồi cịn giảm thiểu khí thải mơi trường Việc chế tạo sử dụng vật liệu composite ngày phát triển mạnh mẽ, hứa hẹn loại vật liệu chiến lược ngành hàng không dân dụng Trong quân sự, việc phát triển sử dụng loại vật liệu tổng hợp có đặc tính đặc biệt tránh sóng rada, hoạt động nhiệt độ cao bay với vận tốc siêu thanh, vật liệu tự chữa lành,…những loại vật liệu hứa hẹn đem đến sức mạnh cho khơng qn Góp phần làm sức mạnh quốc gia tăng lên đáng kể Nhưng bỏ qua loại vật liệu truyền thống, dù đặc tính trội vật liệu composite, vật liệu truyền thống 23 nhôm, thép, titan, magie,…vẫn sử dụng phận chịu lực đặc biệt mà composite đáp ứng 24 VI Tài liệu tham khảo [1] Adrian P Mouritz, Introduction to aerospace materials, © Woodhead Publishing Limited, 2012 [2] R.C Alderliesten Introduction to Aerospace Structures and Materials, Delft University of Technology [3] PGS TS.Trần Văn Liên, Sức bền vật liệu, nhà xuất xây dựng [4] Trần Minh Tú (chủ biên) Trần Ích Thịnh, Cơ học vật liệu kết cấu composite, nhà xuất xây dựng [5] https://www.flight-mechanic.com/airframes/aircraft-structures/ [6] https://bkaero.vn/category/ky-thuat-hang-khong/khi-dong-hoc/ [7]https://vi.wikipedia.org/wiki/%C4%90%E1%BB%99_b%E1%BB%81n_m %E1%BB%8Fi [8] https://www.makeitfrom.com/ [9] https://3bscitech.com.vn/do-ben-moi-cua-vat-lieu-la-gi 1-2-1900179.html [10] https://www.mpoweruk.com/flight_theory.htm Hết 25