báo cáo thí nghiệm thiết kế máy bay

So sánh các thông số cụ thể của cấu hình các loại máy bay...4IV.. Trong phần đầu tiên của thí nghiệm thiết kế máy bay, các mẫu máy bay thựctế đã được lựa chọn dựa trên phân loại 13 loại

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC – TRƯỜNG CƠ KHÍ

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM

THIẾT KẾ MÁY BAY

Giảng viên hướng dẫn:

MỤC LỤC

I Tìm hiểu chung về các loại máy bay 3

II Nghiên cứu so sánh về đặc điểm kỹ thuật và chi tiết hiệu suất của các loại máy bay ……… 4

III So sánh các thông số cụ thể của cấu hình các loại máy bay 4

IV Chuẩn bị đồ thị so sánh và lựa chọn các thông số chính cho thiết kế 8

V Ước tính sơ bộ trọng lượng 12

I Tìm hiểu chung về các loại máy bay

Trước khi thiết kế máy bay, việc lựa chọn thiết kế kiểu máy bay là rất quan trọng Trong phần đầu tiên của thí nghiệm thiết kế máy bay, các mẫu máy bay thực

tế đã được lựa chọn dựa trên phân loại 13 loại máy bay: Máy bay cánh quạt cá nhân, máy bay cánh quạt một động cơ, máy bay cánh quạt hai động cơ,… Đồng thời đưa ra các thông số của từng mẫu máy bay và so sánh cấu hình

Bảng số liệu phụ lục 1 tập trung vào 5 cấu hình chính: Chủng loại cánh, loại cánh đuôi, loại động cơ, loại càng đáp và loại thân máy bay

Số lượng cánh của các loại máy bay hầu hết là 02 cánh trừ loại máy bay phản lực vận tải Airbus có 04 cánh Số lượng động cơ của MB dân dụng hay chiến đầu đều

có từ 1-2 động cơ trừ các loại máy bay vận tải yêu cầu số lượng động cơ nhiều hơn (8 động cơ)

Loại cánh dành cho máy bay dân dụng, máy bay hạng nhẹ hoặc máy bay cánh quạt là hình thang vì loại cánh này không yêu cầu tốc độ cao hoặc máy bay vận tải không yêu cầu lực nâng cao, trong khi đó các loại máy bay cánh mũi tên (delta wing) là các loại máy bay quân sự hoặc máy bay siêu thanh vì yêu cầu vận tốc lớn

và tính cơ động cao

Các loại máy bay có cấu hình đuôi conventional thường có lực nâng cao Đuôi chữ T thường dùng cho các dòng máy bay vận tải vì yêu cầu tính ổn định cao

II Nghiên cứu so sánh về đặc điểm kỹ thuật và chi tiết hiệu suất của các loại máy bay

III So sánh các thông số cụ thể của cấu hình các loại máy bay

Sau khi đã chọn được các mẫu máy bay và so sánh tương đối về cấu hình, phần III sẽ tập trung vào việc đưa ra các thông số cụ thể của từng mẫu máy bay Bảng số liệu sẽ đưa ra các thông số chính: Kích thước, cấu hình về trọng lượng, hiệu suất, cấu hình động cơ

Về kích thước sẽ có các thông số cụ thể về: số lượng phi hành đoàn, chiều dài, chiều cao, diện tích cánh, sải cánh, tỉ số dạng

Về cấu hình trọng lượng sẽ có các thông số: trọng lượng rỗng, tải trọng khi cất cánh, tải trọng, tỷ lệ lực đẩy/trọng lượng

Về cấu hình hiệu suất sẽ có các thông số: tốc độ tối đa, trần bay tối đa, trần bay, tốc độ leo, tải trọng cánh

Về cấu hình động cơ sẽ có các thông số: Loại động cơ, số lượng động cơ, chủng loại động cơ, lực đẩy tối đa

IV Chuẩn bị đồ thị so sánh và lựa chọn các thông số chính cho thiết kế

Từ các thông số đã lựa chọn ở phần II, mục tiêu chính trong phần III chính là chuẩn bị đồ thị so sánh và lựa chọn các thông số chính cho thiết kế, ví dụ:

- Độ cao so với vân tốc

200 250 300 350 400 450 2

3

4

5

6

7

8

9

10

Altitude vs Velocity

Velocity (km/h)

- Tầm bay so với vận tốc

2.5

3

Range vs Velocity

200 250 300 350 400 450 0

500

1000

1500

2000

2500

Weight vs Velocity

Velocity (km/h)

- Trọng tải của cánh so với vận tốc

200 250 300 350 400 450 0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Wing loading vs Velocity

Velocity (km/h)

- Tỷ lệ lực đẩy/ trọng lượng so với vận tốc

Thrust to weight vs Velocity

- Tỷ số dạng so với vận tốc

6

6.5

7

7.5

8

8.5

9

Aspect ratio vs Velocity

Velocity (km/h)

Để ước tính tổng trọng lượng cất cánh, trọng lượng nhiên liệu và trọn lượng rỗng của máy bay cần phải xử lý thông qua các bước tính toán khác nhau

Sử dụng phương pháp phân đoạn nhiên liệu và các chi tiết được khảo sát, quy trình tính toán sẽ theo thứ tự sau:

2 Tính toán

From table and chart from “Aircraft design: a systems engineering approach” by Mohammad H Sadraey with the survey data, we can infer:

W5/W6 = 0.997

W6/W7 = 0.996

The mission 2-3 is the cruise Using the Brequet equation (4.16) for a GA with High bypass turbofan we have:

The fuel faction is found from the product of all the values:

Mf = W7/W6*W6/W5*W5/W4*W4/W3*W3/W2*W2/W1*W1/W0

Mf = 0.98*0.97*0.724*0.99*0.869*0.997*0.996=0.588

WF/Wo = 1.06*(1-M ) =0.412f

For 4 crew members, we have Wcrew=4*200=800 lbs

The payload taken for the same type of transport GA is Wpayload = 12000 lbs The empty weight faction taken from historical records is We/Wt = 0.43 The gross weight of aircraft will be given by equation:

The empty weight of the aircraft can be estimated by: We=W0*We/Wt = 81012*0.43 ≈ 34835 lbs