đồ án môn học tìm hiểu phân tích cấu tạo và nguyên lý hoạt động apu của máy bay a321

Giới LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀIChọn đề tài APU Auxiliary Power Unit của máy bay A321 quan trọng vì nó cungcấp năng lượng khi máy bay tắt động cơ, có tiềm năng tối ưu hóa hiệu suất, đảm bảo an toà

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI

HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM

KHOA KỸ THUẬT HÀNG KHÔNG

-o0o -ĐỒ ÁN MÔN HỌC

TÊN ĐỀ TÀI:

Tìm hiểu phân tích cấu tạo và nguyên lý hoạt động APU của máy bay A321

Giáo Viên Hướng Dẫn: ThS Lê Nhật Bình

Sinh Viên: Võ Quang Nhật

MSSV: 2155200034

Lớp: 21ĐHKT01

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2023

HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA K Ỹ THUẬT HÀNG KHÔNG Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

TP.Hồ Chí Minh, ngày 13 tháng 10 năm 2023

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC

HỌ VÀ TÊN: Võ Quang Nhật MSSV : 2155200013

LỚP: 21ĐHKT01 NGÀNH: KP Thuâ Q t Hàng Không

1 Tên đồ án môn học: Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động máy bay

a321

2 Nhiệm vụ đồ án môn học (chung của đề tài): Tìm hiểu cấu tạo và

nguyên lý hoạt động máy bay a321

3 Ngày giao đồ án môn học:

4 Ngày nộp đồ án môn học:

5 Họ tên cán bộ hướng dẫn (ghi rõ: Học hàm, học vị):

Sinh viên thực hiện

(Ký ghi rõ họ tên)

Giảng viên hướng dẫn

(Ký ghi rõ họ tên)

KHOA KTHK

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan tiểu luận cuối kỳ này là công trình nghiên cứu của tôi, được đúc kết từ quá trình học tập và nghiên cứu thực tiễn trong thời gian qua Các thông tin và số liệu được sử dụng trong bài báo cáo này là hoàn toàn trung thực

TP Hồ Chí Minh, ngày 13 tháng 10 năm 2023

Người cam đoan

Võ Quang Nhật

KẾ HOẠCH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC

HỌ VÀ TÊN: Võ Quang Nhật MSSV 2155200034:

LỚP: 21ĐHKT01

1 Tên đề tài: Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động máy bay a321

2 Họ tên cán bộ hướng dẫn: ThS Lê Nhật Bình

3 Kế hoạch tiến độ:

Tuần Công việc thực hiện Xác nhận

GVHD

Ghi chú

Giao đề tài

Tuần 1

Tuần 2

Tuần 3

Tuần 4

Tuần 5

HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM

KHOA KỸ THUẬT HÀNG KHÔNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Tuần 6

Tuần 7

Tuần 8

Tuần 9

Tuần 10

Nộp và bảo vệ khóa

Tp.HCM, ngày 13 tháng 10 năm 2023

Sinh viên thực hiện

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

TpHCM, ngày 13 tháng 10 năm 2023

Giáo viên hướng dẫn

(Ký tên và ghi rõ họ tên)

Tiêu chí Điểm số Điểm Chữ

Trình bày

Nội dung

Phản biện

Tổng điểm

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Tiêu chí Điểm số Điểm Chữ Trình bày Nội dung Phản biện Tổng điểm TPHCM, ngày … tháng …… năm ……

Giảng viên phản biện

(Ký tên và ghi rõ họ tên)

MỤC LỤC

I Giới thiệu về hệ thống APU và các linh kiện sử dụng trong hệ thống 1.1 Vị trí đặt hệ thống APU và vai trò của APU

1.2 Các thiết bị điều khiển và chỉ thị của hệ thống APU

1.3 Những thành phần chính của APU

1.3.1 Phần nguồn ( The power section)

A Vị trí

B Chức năng chính

C Vận hành

1.3.2 Phần máy nén tải ( The load compressor)

A Vị trí

B Chức năng chính

C Vận hành

1.3.3 Phần hộp số ( Grearbox)

A Vị trí

B Chức năng chính

C Vận hành

II Các hệ thống được sử dụng trên APU

2.1 Hệ thống dầu ( Oil system)

2.2 Hệ thống không khí ( Air system)

2.3 Hệ thống điều khiển ( Control system)

2.4 Hệ thống chỉ thị ( indicating system)

2.5 Hệ thống điện ( Electrical system)

III Nguyên lý hoạt động của hệ thống APU

3.1 Quy trình khởi động

3.2 Các bước kiểm tra và xác nhận khởi động thành công APU

IV Kết Luận

4.1 Ưu điểm của APU

4.1.1 Trên mặt đất

4.1.2 Cất cánh và hạ cánh

4.1.3 Trong lúc bay

4.2 Nhược điểm

4.3 Tài liệu tham khảo

Chương 1 Giới

LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Chọn đề tài APU (Auxiliary Power Unit) của máy bay A321 quan trọng vì nó cung cấp năng lượng khi máy bay tắt động cơ, có tiềm năng tối ưu hóa hiệu suất, đảm bảo an toàn và độ tin cậy, giảm khí thải môi trường, thúc đẩy phát triển công nghệ

và đóng góp vào sự phát triển toàn diện của ngành hàng không

MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Mục tiêu nghiên cứu về APU của máy bay A321 bao gồm nâng cao hiệu suất, đảm bảo an toàn và độ tin cậy, giảm tác động môi trường, phát triển công nghệ mới, cải thiện quản lý và bảo dưỡng, và đóng góp vào sự phát triển của ngành hàng không ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

APU của máy bay A321: Nghiên cứu tập trung vào thiết kế, cấu trúc, hoạt động, và hiệu suất của APU cụ thể trên máy bay A321

PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Hiệu suất và tiết kiệm năng lượng: Nghiên cứu có thể bao gồm việc đánh giá hiệu suất của APU trong việc cung cấp năng lượng cho máy bay và cách tối ưu hóa nó

để tiết kiệm nhiên liệu

An toàn và độ tin cậy: Phạm vi này bao gồm việc nghiên cứu về các khía cạnh liên quan đến an toàn và độ tin cậy của APU, bao gồm cách xử lý sự cố và cải thiện khả năng phục hồi sau sự cố

Khí thải và tác động môi trường: Nghiên cứu này có thể xoay quanh cách giảm thiểu khí thải và tác động đối với môi trường từ hoạt động của APU

Công nghệ và phát triển mới: Phạm vi này liên quan đến việc phát triển và áp dụng công nghệ mới trong thiết kế và hoạt động của APU

Quản lý và bảo dưỡng: Nghiên cứu có thể tập trung vào cách quản lý và bảo dưỡng APU để đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy cao

Sự phát triển của ngành hàng không: Phạm vi này có thể liên quan đến cách nghiên cứu về APU có thể đóng góp vào sự phát triển toàn diện của ngành hàng không

I Giới thiệu về hệ thống APU và các linh kiện sử dụng trong hệ thống 1.1 Vị trí đặt hệ thống APU và vai trò của APU

Chức năng: APU cung cấp khí nén và điện cho máy bay

Vị trí: APU được lắp đặt ở phần đuôi của máy bay

1.2 Các thiết bị điều khiển và chỉ thị của hệ thống APU

Trên bảng điều khiển trên cao cho hoạt động và kiểm soát cháy của APU Trên ECAM (Electronic Centralized Aircraft Monitoring) cho hiển thị thông số của APU

Trên bảng điều khiển ngoại vi, ở dưới phần đầu máy bay, để tắt cấp điện khẩn cấp cho APU

1.3 Những thành phần chính của APU

1.3.1 Phần nguồn ( The power section)

A Vị trí

Phần cung cấp công suất cơ học để động cơ máy nén tải và hộp số

Phần cung cấp công suất bao gồm:

• Một bánh quạt ly tâm một cấp

• Một buồng đốt dòng ngược

• Một cánh quạt ly tâm hai cấp

• Hệ thống xả khí thải

Bộ cánh quạt chính được hỗ trợ bởi hai ổ bi: Một ổ bi bi hình bóng tại phía trước của máy nén tải, một ổ bi con lăn tại phía sau của bánh quạt turbine

B Chức năng chính

Phần cấp điện cung cấp năng lượng để vận hành máy nén tải và hộp số

C Vận hành

Không khí nhập vào phần cấp điện qua lỗ hút không khí trên máy bay và hộp chứa của APU Tại hộp chứa này, không khí này được chia thành hai dòng: một dòng dành cho máy nén tải và một dòng dành cho phần cấp điện Không khí của phần cấp điện được đưa đến bánh phơi trục ly tâm, tăng áp suất không khí Sau đó, không khí được đưa vào buồng đốt, kết hợp với nhiên liệu và đốt cháy để cung cấp quá trình đốt liên tục

Khí thải được mở rộng qua các bánh turbine chuyển đổi năng lượng khí thành năng lượng cơ học Các khí thải sau đó được loại bỏ ra ngoài qua hệ thống xả khí thải trên máy bay

1.3.2 Phần máy nén tải ( The load compressor)

A Vị trí

Máy nén tải được lắp đặt giữa hộp số và phần cấp điện

B Chức năng chính

Máy nén tải được động bởi phần cung cấp công suất và cung cấp khí nén cho hệ thống khí của máy bay Đó là một bánh quạt ly tâm có các lá hướng biến đổi ở phần đầu để kiểm soát lưu lượng khí ra

C Vận hành

Lỗ hút không khí Không khí xung quanh xâm nhập vào APU qua lỗ hút không khí trên máy bay và hộp chứa của APU Không khí trong hộp chứa được chia thành ba luồng:

• Không khí dành cho phần cấp điện

• Không khí dành cho hệ thống làm mát dầu

• Không khí dành cho máy nén tải

Không khí cho máy nén tải đi qua các bánh định hướng vào; lưu lượng không khí phụ thuộc vào vị trí (góc) của các bánh định hướng Sau đó, không khí được đưa vào các lá bánh phơi của bánh phơi máy nén tải

Nén chặt Khi không khí xâm nhập vào các lá của bánh phơi máy nén quay, tốc độ của không khí tăng lên Không khí rời bên đầu của các lá ở tốc độ cao và chảy qua các lá hướng dòng, nơi tốc độ được chuyển đổi thành áp suất

Cung cấp Không khí nén sau đó chảy vào hệ thống dạng vòi và được cung cấp cho

hệ thống khí qua một van điều khiển xả

1.3.3 Phần hộp số ( Grearbox)

A Vị trí

Hộp số được đặt ở phía trước của dạng vòi máy nén tải

B Chức năng chính

Vỏ hộp số, hình thành bồn dầu và cung cấp các thiết bị cho hệ thống dầu (bộ lọc dầu, cảm biến mức dầu, nam châm )

C Vận hành

Trong quá trình khởi động

Động cơ khởi động được cấp nguồn điện và cung cấp mô-men xoắn để quay bộ hệ thống bánh răng và tập hợp bánh phơi rotor APU Ở tốc độ tự duy trì, nguồn điện đến động cơ khởi động sẽ bị ngắt và động cơ khởi động sẽ được tháo ra khỏi bằng

ly hợp sprag

Điều kiện hoạt động bình thường

Phần cấp điện cung cấp năng lượng cơ học để vận hành máy nén tải và bánh răng của hộp số Bánh răng của hộp số gắn trực tiếp với bánh răng của máy phát AC

Nó cũng đánh vào một bánh răng trung gian, sau đó đánh vào bánh răng quạt làm mát dầu, bánh răng động cơ khởi động và bánh răng đơn đốc nhiên liệu và bánh răng bơm dầu

II Các hệ thống được sử dụng trên APU

2.1 Hệ thống dầu ( Oil system)

2.1.1 Chức năng

Hệ thống này được sử dụng để bôi trơn và làm mát cho APU và máy phát AC 2.1.2 Vị trí

Các thành phần của hệ thống nằm trên hộp số ngoại trừ bộ làm mát dầu Bộ làm mát này nằm ở phía bên trái của APU

2.1.3 Vận hành

Bơm bôi trơn hút dầu từ bồn dầu và cung cấp nó đến hệ thống dầu Trong quá trình khởi động, van xả dầu mở và không khí được hút vào bơm để ngăn dòng dầu Sau khi loại bỏ dầu, dầu chảy đến bộ làm mát dầu, sau đó đến bộ lọc Trong trường hợp dòng dầu qua bộ lọc bị hạn chế, cảm biến bật Nếu bộ lọc bị tắc, van bỏ qua bộ lọc dầu sẽ mở và cho phép dầu chảy vào hệ thống dầu Van giảm áp dầu mở để điều chỉnh áp suất hệ thống dầu Khi van mở, một phần dòng dầu được bỏ qua trở lại phía dưới của bơm bôi trơn

Trả dầu sau quá trình bôi trơn, dầu trở lại bồn hộp số thông qua hai bơm hút: - Một cái dành cho ổ bi phía sau phần cấp điện trả dầu trực tiếp vào bồn - Một cái dành cho máy phát AC trả dầu vào bồn thông qua một bộ lọc Lưu ý: Ổ bi phía trước và hộp số được thu dầu bằng trọng lực

Thải dầu: Hơi dầu trong hộp số được tách ra bằng máy tách khí-dầu trung tâm Hộp số được thải ra ngoài thông qua ống ngoại vi

2.2 Hệ thống nhiên liệu ( Fuel system)

2.3 Hệ thống không khí ( Air system)

2.4 Hệ thống điều khiển ( Control system)

2.5 Hệ thống chỉ thị ( indicating system)