tiểu luận kết thúc học phần môn học kết cấu hàng không 1

Nhiều loại gỗ, dây kim loại và vải có mật độ khác nhau đã được sử dụng để sản xuất Wright Flyer.. Các phụ ệ ki n kim loại trên khung máy bay được làm từ thép.. Bởi vì là chiếc máy bay đầ

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI

TIỂU LUẬN K ẾT THÚC HỌ C PH ẦN

BÀI TẬP LỚN

GVHD Tr n Thầ ị Quỳnh Như

Nhóm SVTH 1 Võ Quang Nhật - 2155200034

2 Ngô Hoàng Lâm - 2155200027

3 Tr n Trung Hiầ ếu - 2155200015

Mã LHP: 010800105401

Thành phố H ồ Chí Minh, 7/2023

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 = 80 MPa and = 75 GPa τ

D = 300 mm 2

Vẽ hình + Tóm tắt

L = 6m

D =? mm 1

 = 240 rpm

τ allow = 80 MPa

G = 75 GPa

=>  = ? Power = 6000 (hp) (hp: horse power)

Gi ải

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 = 80.10 Pa 6

G = 75 GPa = 75.10 Pa 9

 Ta có: Power = T.

=> T = Power = 4474200

8 178022,731 (N.m) 

 Ta có : D = 300 mm => R = 150 mm = 0,15 m

τ allow = TC

J => τ T

allow = J

C T

τ allow = 2 (R 2 )

R2 178022,731

80 10 6 =



2 (0,15 4 − R 1 4) 0,15 => R = 0,1309 (m) 1

 Công thức: Angle of Twist:

 = T.L

J.G =  178022,731.6

2 0, ( 15 4 − 0,1309 4 ).75 10 9 0,042636709 (rad) 

 Đổi sang độ => 0,042636709.180 = 2,4429 o

Problem 2:

V ật li u ch t o, thi t k ệ ế ạ ế ế máy bay đã thay đổi như thế nào trong quá khứ

t ới nay?

Hơn 1 thế kỷ v ề 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 ụng g d ỗ 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 g m c ồ ả các đường gân của cánh Khung g ỗ được bao ph b i mủ ở ột tấm vải bông dệt mịn, được sơn kín bằng sơn dầu parafin Các phụ ệ ki n 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

Bởi vì là chiếc máy bay đầu tiên với thiết kế thô sơ nên không thể tránh khỏi những hạn ch ế và yếu điểm nhất định như tải trọng hay độ bền

Kể từ thời điểm đó, nh ng ti n b l n trong v t li u k t cữ ế ộ ớ ậ ệ ế ấu 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 k ế trước đó cho phép máy bay bay cao hơn vớ ốc độ tăng lên.i t Ford Tri-Motor, chiếc máy bay chở khách đầu tiên, được làm bằng nhôm vào năm 1928 Nhôm là vật liệu ch c chắ ắn nhưng nhẹ, mang lại sự an toàn và độ bền Nhiều

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 lo i v i nhau Vi c s dạ ớ ệ ử ụng nhi u v t liề ậ ệu 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 d ng k t hợp nhôm vớụ ế i nhiều loại vật liệu khác nhai Những kim loại này

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 ph n c th b v ậ ụ ể ị ỡ thì lớp vỏ ch u l c sị ự ẽ ngăn không cho toàn bộ ấu trúc bị c hỏng

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 đượ ản xu t ch c s ấ ủ yếu b ng kim loằ ại, tuy nhiên đây là chiế máy bay đầu tiên có ức ng dụng vật li u ệ composite

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 k t ế hợp, th hiể ện các tính chấ ật lý và hóa học đặt v c biệt Việc s d ng v t li u ử ụ ậ ệ composite nh ẹ trên các thành phần cấu trúc quan trọng đã làm cho máy bay gần đây cực kỳ ti t kiế ệm nhiên liệu Boeing 787 Dreamliner và Airbus A350

XWB bao gồm hơn 50% cấu trúc của chúng là vật liệu tổng hợp nhẹ

Độ ề b n c a v t li u tổng hợp carbon, ch ng hủ ậ ệ ẳ ạn như nhựa gia c b ng s i ố ằ ợ carbon (CFRP), vượt qua nhiều kim loại thông thường, bao g m c ồ ả nhôm và sắt Hơn nữa, h n h p CFRP nh ỗ ợ ẹ hơn nhiều so với nhôm, với kh ả năng chống ăn mòn cao hơn nhiều

Cấu trúc nhẹ hơn mang trọng tải xa hơn so vớ ấu trúc nhôm thông thười c ng Vật liệu tổng hợp ceramic matrix composite (CMC) cũng được hình dung là vật liệu thay th nh cho h p kim kim lo i, cung c p g n mế ẹ ợ ạ ấ ầ ột phần ba mật độ ật li u v ệ nhưng có các đặc tính vật lý và nhiệt vượt trội Các CMC như vậy mang l i kh ạ ả năng chống sốc nhiệt và độ ề va đập rất cao b n

TÀI LIỆU THAM KH O: Ả

https://simpleflying.com/aircraft-material-evolution-analysis/

https://safetyculture.com/topics/factor-of-safety/?fbclid=IwAR0XiRLM4rolQiBl1beD9rdXdv3qPQdGdvuoZQRbPpPSIi8 wnkMeukEH-tg