Đề tài thiết kế máy bay phục vụ hành khách (sử dụng động cơ piston và cánh quạt)

P; BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM KHOA KỸ THUẬT HÀNG KHÔNG -o0o - TIỂU LUẬN CUỐI KỲ HỌC PHẦN: CƠ HỌC BAY MÃ HỌC PHẦN:010800105701 TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY BAY PHỤC VỤ HÀNH KHÁCH (SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ PISTON VÀ CÁNH QUẠT) GVHD: T.S Trần Thị Quỳnh Như SVTH: Ngô Văn Anh Khơi 2155200025 (nhóm trưởng) Trần Hồng Giang 2155200012 Võ Thị Ngọc Tuyền 2155200057 Lê Thị Bích Trâm 2155200054 Lớp: 21ĐHKT01 Tp Hồ Chí Minh, 18 tháng 11 năm 2023 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN CHẤM TIỂU LUẬN  Nội dung:………………… …………………………………… ………………………………………………………………… Trình bày:……………………………………………………… ………………………………………………………………… Phản biện:……………………………………………………… Điểm số: STT Họ tên sinh viên Mã số SV Ngô Văn Anh Khôi Võ Thị Ngọc Tuyền Trần Hồng Giang Lê Thị Bích Trâm Chữ ký SV 2155200025 2155200057 2155200012 2155200054 Ngày … tháng … năm … Giáo viên chấm (ký ghi họ tên) Điểm số Điểm chữ BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ TRONG NHÓM  STT Họ tên Mã số SV Ngô Văn Anh Khôi 2155200025 Võ Thị Ngọc Tuyền 2155200057 Lê Thị Bích Trâm 2155200054 Trần Hồng Giang 2155200012 Nhiệm vụ thực Phân cơng nhiệm vụ, làm tổng hợp tất nội dung, chỉnh Word Đặt vấn đề viết kết thúc, làm excel, làm Tr, Pr, Vmax, Vstall, T/W, Làm Word, VLO,VL, R/C, W/S, Làm Word, R, E, Rmin,SC, Vcr, Ngày 18 tháng 11 năm 2023 Chữ ký nhóm trưởng KHƠI Ngơ Văn Anh Khơi MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Phần 1: Đặt vấn đề Phần 2: Ước tính khối lượng máy bay Phần 3: Ước tính thơng số hoạt động then chốt 11 3.1 Hệ số lực nâng cực đại CLmax 11 3.2 Tỉ lệ khối lượng diện tích cách W/S 12 3.3 Tỉ lệ lực đẩy khối lượng T/W 15 Phần 4: Xác định thông số máy bay 20 4.1 Khối lượng máy bay 20 4.2 Diện tích cánh 20 4.3 Khối lượng tổng lúc sau 20 Phần 5: Phân tích đặc tính hoạt động 22 5.1 Service ceiling + cruising speed 22 5.2 Time to fly to cruising level 23 5.3 Thrust required curve 24 5.4 Power required curve and Maximum velocity 26 5.5 Range 27 5.6 Endurance 28 5.7 Stalling speed 28 5.8 Rate of climb 29 5.9 Take-off distance 30 5.10 Landing distance 30 5.11 Minimum turn radius and maximum turn rate 31 KẾT LUẬN 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO 34 LỜI MỞ ĐẦU Trong q trình đại hóa phát triển đất nước, vận chuyển hàng hóa nhân lực trở thành vấn đề cốt lõi Quá trình vận chuyển ngun vật liệu, nhân lực có nhanh sản xuất có tiến độ tốt, từ giúp cho suất sản xuất tăng nhanh giúp kinh tế nhảy vọt Qua nhiều nghiên cứu từ số liệu, vận tải đường hàng không, cụ thể tàu bay loại hình vận tải an tồn nhanh nhất, chi phí thuộc vào top loại hình vận chuyển đắt nhất, song phát triển khoa học kỹ thuật, chi phí vận chuyển Tàu bay ngày giảm mạnh Là Kỹ sư kỹ thuật tàu bay tương lai, để hiểu rõ kỹ thuật, cấu tạo trình vận hành tàu bay, từ nghiên cứu có ý tưởng cải tạo Tàu bay giúp giảm giá thành chuyến bay nước,nhờ giúp đỡ cơ, nhóm chúng em có hội làm báo cáo môn Cơ Học Bay Chúng em xin trân trọng gửi đến Cô báo cáo thiết kế máy bay phục vụ chở hành khách ngắm cảnh từ cao Với phát triển không ngừng ngành hàng không tăng cường nhu cầu du lịch, việc phát triển loại máy bay đáp ứng yêu cầu vận chuyển hành khách mang lại trải nghiệm ngắm cảnh tuyệt vời mục tiêu khơng quan trọng mà cịn hấp dẫn Dưới báo cáo nhóm chúng em, mong Cơ góp ý để nhóm hoàn thiện thêm Phần 1: Đặt vấn đề Các thông số yêu cầu ban đầu: - Máy bay sử dụng động piston cánh quạt để tạo lực đẩy - Quãng đường: 500km = 1,640,420 ft - Số lượng phi hành đồn: phi cơng - Số lượng hành khách: khách - Đường băng: 800m = 2625 ft - Tại điều kiện mực nước biển: YÊU CẦU: Thiết kế máy bay nhỏ chở khách với tiêu chí sau đây: Máy bay bay phục vụ du lịch từ Sài Gòn đến tỉnh lân cận bán kính 500 km, kết hợp dịch vụ vận chuyển dịch vụ ngắm cảnh từ cao Số lượng phi hành đoàn: phi công Số lượng hành khách: Máy bay sử dụng động piston cánh quạt để tạo lực đẩy Đường băng cho máy bay nhỏ sân bay đến giới hạn 800 m Phần 2: Ước tính khối lượng máy bay Vì trọng lượng máy bay bao gồm :khối lượng máy bay rỗng, phi hành đồn, hành khách, hàng hóa nhiên liệu Nên ta có cơng thức sau: W0 =We +W c +W p +W f Hoặc viết là: W0 =W c +W p + Wf W0 We W0 + W0 W0 Để tính W0 ta có: W0 = Wc + Wp W W 1- Wf − We 0 Giả sử: hành khách với phi công 176 lb hành lý hành khách 20lb:  Wc =176 lb  W p =(176 × 3)+(20 ×4)=608 lb W f Ta có W0 : Hình 1: giai đoạn bay Dựa trình bay ta chia giai đoạn tiêu thụ nhiên liệu: - Giai đoạn 0-1(Giai đoạn chạy đà) : động khởi động đường băng bắt đầu chạy đà để cất cánh Bấy giờ, lượng tiêu hao nhiêu liệu lớn nên ta ước lượng: W1=0,988W - Giai đoạn 1-2(Giai đoạn leo): Để đạt độ cao vị trí bay máy bay cần tiêu tốn nhiên liệu nhiều giai đoạn chạy đà, ta giải định: W2= 0,96W1 - Giai đoạn 2-3(Giai đoạn bay bằng): giai đoạn ta ước lượng chi tiết lượng tiêu thụ nhiên liệu trình bay: ɳ R= SFC CL CD ln( W2 W3 ) Chọn SFC khoảng 0,4-0,7 ta lấy 0,55(lb/hp/hr), hệ số cánh quạt ɳ=0,8 Tỉ lệ CL CD = 𝐿 D Mà L/Dmax ta chon theo bảng sau: Hình 2: Bảng (L/D)max Chọn L/ Dmax = 14 Với Range: R = 1,640,420 ft (500km), lúc này: 500.103.3,2808 = 0,8 048 550*3600 W2 14 ln ( W3 ) (=) W2 W3 = 1,04 (=) W3 = 1,04 W2 - Giai đoạn 3-4(Giai đoạn hạ cánh): Máy bay giai đoạn hạ độ cao để hạ cánh Giả sử giai đoạn lượng tiêu thụ không đáng kể: W3 = W4 - Giai đoạn 4-5(Giai đoạn tiếp đất): Lượng nhiên liệu giai đoạn không nhiều, ta giả định W5 = 0,996W4 Dựa vào biểu đồ sau: Hình 3: We/ W0 Chọn We/W0 = 0,622 Để phòng trường hợp: Thời tiết xấu, sân bay tải, ta dự trù thêm 10% nhiên liệu so với ban đầu:  Ban đầu: Wf = W0 − W5 => Wf W0 =1− W5 W0 W f  Lúc sau: W0 = 1,1( - W5 W0 )  Trọng lượng máy bay kết thúc hành trình: W5 W1 W2 W3 W4 W5 = W0 W0 W1 W2 W3 W4 = 0,988*0,96* 1,042*1*0,996 = 0,912 Wf W0 = 1,1( - 0,9066) = 0,10274  Khối lượng tổng máy bay là: W0 = Wc + Wp 1- Wf W0 W − We = 176+608 1- 0,02741 −0,622 = 2848,22 (lb)  Khối lượng thùng nhiên liệu là: Wf = 1,1( W0 - W5 ) = 1,1(2848,22 – 2848,22 0,9066) = 292,63 (lb)  Khối lượng xăng hàng không: 6,02lb/gal (loại xăng: 100LL avgas)  Khối lượng thùng xăng tank capacity = 10 292,63 6,02 = 48,61 (gal) Phần 4: Xác định thông số máy bay 4.1 Khối lượng máy bay Khối lượng tổng tính là: W0 = 2848,22 (lb) Trong đó: Khối lượng nhiên liệu Wf = 292,63 lb Khối lượng hành khách hàng hóa Wp = 608 lb Khối lượng phi hành đồn Wc = 176 lb 4.2 Diện tích cánh Diện tích cánh là: 𝑊 𝑆 = 31,44  S = 2848,22 31,44 = 90,6 (𝑓𝑡 ) => b = √𝐴𝑅 𝑆 = √12,48 ∗ 90,6 = 33,63 (𝑓𝑡) 4.3 Khối lượng tổng lúc sau SFC ( mức tiêu thụ nhiên liệu động cơ) : Hình 9: Đồ thị biểu thị công suất hoạt động fuel flow động Lycoming IO – 540 – AB1A5 20