Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật hàng không: Xây dựng quy chuẩn khả phi cho máy bay siêu nhẹ

Định nghĩa “khả phi” được đưa ra trong Quy định kỹ thuật của Cơ quan Đăng kiểm Hàng không Ý – Nhà Chức trách Hàng không Dân dụng Ý Italian RAI-ENAC Technical Regulations như sau: Đối với

Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG – HCM

PGS TS Lê Thị Minh Nghĩa

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: BÙI THỊ THU HẰNG MSHV: 1570838 Ngày, tháng, năm sinh: 28/10/1992 Nơi sinh: Quảng Ngãi Chuyên ngành: Kỹ thuật hàng không Mã số: 60520110

I TÊN ĐỀ TÀI: “XÂY DỰNG QUY CHUẨN KHẢ PHI CHO MÁY BAY SIÊUNHẸ”

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- Quy trình cấp phép Chứng chỉ kiểu loại.- Xây dựng Quy chuẩn khả phi cho máy bay siêu nhẹ phù hợp với các bộ Quy chuẩncủa quốc tế

- Diễn giải quy chuẩn đặc tính bay để các đơn vị thiết kế hàng không có thể thamkhảo nhanh chóng và thuận tiện

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 18/06/2018V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS Vũ Ngọc Ánh

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến Thầy TS Vũ Ngọc Ánh Với những lời nhận xét, góp ý và hướng dẫn tận tình, Thầy đã giúp em có một định hướng đúng trong suốt quá trình thực hiện đề tài, giúp em nhìn ra được những ưu khuyết điểm trong quá trình làm việc và từng bước hoàn thiện hơn Thực tế quá trình nghiên cứu gặp nhiều trở ngại nhưng nhờ được Thầy động viên và tận tình chỉ dạy, em đã có thể giải quyết những khó khăn vướng mắc, hoàn thành luận văn này, đồng thời quãng thời gian học tập, nghiên cứu đó cũng đã hình thành trong em niềm thích thú và hăng say nghiên cứu với lĩnh vực kỹ thuật hàng không

Đồng thời, em trân trọng cảm ơn các Thầy Cô của Trường Đại Học Bách Khoa nói chung và của khoa Kỹ thuật giao thông nói riêng đã dạy dỗ chúng em suốt quãng thời gian ngồi trên ghế nhà trường Những lời giảng của Thầy Cô trên bục giảng đã trang bị cho chúng em những kiến thức bổ ích và giúp chúng em tích lũy thêm những kinh nghiệm

Tôi xin cảm ơn sự hỗ trợ và giúp đỡ nhiệt tình của bạn bè trong thời gian học tập tại Trường Đại Học Bách Khoa và trong quá trình hoàn thành Luận Văn Tốt Nghiệp Thạc Sĩ này

Cuối cùng, tôi chân thành cảm ơn sự động viên, hỗ trợ của ba mẹ và gia đình trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu Sự quan tâm, lo lắng của ba mẹ luôn là động lực cho tôi cố gắng phấn đấu trên con đường học tập của mình Một lần nữa, tôi xin gửi đến ba mẹ lời biết ơn sâu sắc nhất

Tp Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 06 năm 2018

Học viên thực hiện

Bùi Thị Thu Hằng

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

Mục đích của nghiên cứu là đề xuất Quy chuẩn khả phi cho máy bay siêu nhẹ (Very Light Airplane – VLA) phù hợp với các bộ Quy chuẩn của quốc tế Luận văn sử dụng các bộ Quy chuẩn khả phi của nhiều quốc gia và các cơ quan quốc tế, như CS – VLA của Cơ quan An toàn Hàng không Châu Âu (European Aviation Safety Agency – EASA), FAR – 23 của Cục Hàng không Liên Bang Mỹ (Federal Aviation Administration – FAA), Cap 482 Section S của Nhà chức trách Hàng không Dân dụng Vương quốc Liên hiệp Anh (Civil Aviation Authority – CAA), CARs Part V Chapter 523 của Cục Hàng không Canada (Canadian Aviation Administration – CAA), CAR Part 135 của Nhà Chức trách Hàng không Dân dụng New Zealand (Civil Aviation Authority of New Zealand – CAA) Đặc biệt, luận văn diễn giải quy chuẩn đặc tính bay để các đơn vị thiết kế hàng không có thể tham khảo nhanh chóng và thuận tiện

Từ khóa: Quy chuẩn khả phi, máy bay siêu nhẹ, VLA, FAR – 23, CS – VLA, Annex

8, Cap 482 Section S, CARs Part V Chapter 523, CAR Part 135

ABSTRACT

The objective of this thesis is to propose the airworthiness standard of the Very light airplane (VLA) that is appropriate to the international airworthiness standards The thesis uses the airworthiness standards of the international agencies and several countries, such as CS – VLA of the European Aviation Safety Agency (EASA), FAR – 23 of the Federal Aviation Administration (FAA), Cap 482 Section S of the CivilAviation Authority (CAA), CARs Part V Chapter 523 of the Canadian AviationAdministration (CAA), CAR Part 135 of the Civil Aviation Authority of NewZealand (CAA) Specially, the thesis focuses on interpreting the flight characteristicsto support the designers quickly and conveniently

Key words: The airworthiness standard, Very light airplane, VLA, FAR – 23, CS –

VLA, Annex 8, Cap 482 Section S, CARs Part V Chapter 523, CAR Part 135

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng luận văn này là công trình nghiên cứu do chính bản thân tôi thực hiện, không có sự chỉnh sửa hay sao chép kết quả trong bất cứ tài liệu hay bài báo nào đã công bố trước đây

Các số liệu, kết quả trong luận văn được trình bày hoàn toàn trung thực, Luận văn có tham khảo và sử dụng các tài liệu khoa học được đăng tải trên các tạp chí, hội nghị được đề cập trong phần tài liệu tham khảo

Tp Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 06 năm 2018

Học viên thực hiện

Bùi Thị Thu Hằng

CHỨNG CHỈ KIỂU LOẠI (TYPE CERTIFICATE) 37

2.1 Giới thiệu chung 37

2.1.1 Bản thiết kế kiểu loại (Type design) 37

2.1.2 Phân biệt khái niệm về Chứng chỉ kiểu loại (Type certificate), Chứng chỉ khả phi (Certificate of Airworthiness) và Chứng chỉ khả phi liên tục (Continuing Airworthiness) 38

2.1.3 Trách nhiệm của cơ quan chức năng đối với Chứng chỉ kiểu loại 39 2.1.4 Hồ sơ đề nghị cấp chứng chỉ kiểu loại 39

2.1.5 Thời gian cấp chứng chỉ kiểu loại 41

2.1.6 Thời gian công nhận hiệu lực Chứng chỉ kiểu loại 42

2.2 Quy trình cấp chứng chỉ kiểu loại 43

3.1.1 Chứng minh tuân thủ quy chuẩn khả phi 48

3.1.2 Giới hạn phân bổ tải trọng 49

3.1.3 Giới hạn trọng lượng 50

3.1.4 Giới hạn góc xoay lá cánh và tốc độ quay của cánh quạt 52

3.1.5 Điều kiện kiểm nghiệm đặc tính bay 58

3.1.6 Vận tốc mất lực nâng (Stalling speed) 58

3.1.7 Mất lực nâng khi cánh cân bằng (Wing level stall) 62

3.1.8 Mất lực nâng khi lượn vòng và mất lực nâng khi bay có gia tốc (Turning flight stall and Accelerated stall) 70

3.1.9 Cảnh báo nguy cơ mất lực nâng (Stall warning) 75

3.1.10 Cất cánh 79

3.1.11 Leo (Climb) 82

3.1.12 Hạ cánh 83

3.1.13 Hạ cánh hụt (Balked landing) 90

3.1.14 Tính điều khiển và tính linh hoạt 91

3.1.15 Điều khiển dọc (Longitudinal control) 93

3.1.16 Điều khiển trong quá trình hạ cánh (Control during landing) 94

3.1.17 Tinh chỉnh cân bằng (Trim) 95

3.1.18 Lực điều khiển cánh lái độ cao 96

3.1.19 Tốc độ lăn (Rate of roll) 97

3.1.20 Ổn định tĩnh dọc (Static longitudinal stability) 98

3.1.21 Ổn định tĩnh ngang/hướng (Static directional/lateral stability) 102

3.1.22 Ổn định động (Dynamic stability) 106

3.1.23 Xoáy trôn ốc đi xuống (Spin) 110

3.1.24 Ổn định và điều khiển dọc trên mặt đất 115

3.1.25 Ổn định và điều khiển hướng trên mặt đất 116

3.1.26 Điều kiện lăn bánh trên mặt đất 117

3.1.27 Rung và lắc 119

3.2 Kết cấu máy bay 120

3.2.1 Tải trọng (Load) 120

3.2.2 Hệ số an toàn (Factor of safety) 120

3.2.3 Sức bền và biến dạng (Strength and deformation) 120

3.2.4 Kiểm nghiệm kết cấu 120

3.2.5 Tải trọng bay (Flight loads) 120

3.2.6 Điều kiện bay đối xứng (Symmetrical flight conditions) 121

3.2.7 Bao bình bay (Flight envelope) 121

3.2.8 Vận tốc theo thiết kế (Design airspeeds) 122

3.2.9 Hệ số tải hoạt động giới hạn (Limit manoeuvring load factors) 123

3.2.10 Hệ số tải gió giật (Gust load factors) 123

3.2.11 Tải trên Thiết bị gia tăng lực nâng (High lift devices) 124

3.2.12 Điều kiện lăn trong bay bất đối xứng 124

3.2.13 Mô-men xoắn động cơ (Engine torque) 125

3.2.14 Tải trọng bên (Side load) trên bệ đỡ động cơ 126

3.2.15 Điều kiện đặc biệt cho kết cấu giàn khung liên kết phía sau (Special conditions for rear lift truss) 126

3.2.16 Tải trên thiết bị điều chỉnh vận tốc (Speed control devices) 126

3.2.17 Tải bề mặt điều khiển (Control surface loads) 126

3.2.18 Tải hệ thống điều khiển (Control system loads) 126

3.2.19 Lực điều khiển và mô-men xoắn tối đa đối với bề mặt điều khiển (Limit control forces and torques) 127

3.2.20 Tải hệ thống điều khiển kép (Dual control system loads) 128

3.2.21 Tải hệ thống điều khiển thứ cấp 128

3.2.22 Ảnh hưởng của tấm bù tinh chỉnh cân bằng (Trim tab effects) 128

3.2.23 Tải trên tấm bù khí động (Tab) 128

3.2.24 Điều kiện gió giật mặt đất (Ground gust conditions) 128

3.2.25 Tải cân bằng (Balancing loads) trên bề mặt đuôi ngang 129

3.2.26 Tải hoạt động (Manoeuvring loads) trên bề mặt đuôi ngang 129

3.2.27 Tải gió giật (Gust load) trên bề mặt đuôi ngang 132

3.2.28 Tải bất đối xứng trên bề mặt đuôi ngang (Unsymmetrical loads on the horizontal tail surfaces) 132

3.2.29 Tải hoạt động (Manoeuvring loads) trên bề mặt đuôi đứng 133

3.2.30 Tải gió giật trên bề mặt đuôi đứng 133

3.2.31 Đuôi đứng lắp ngoài mạn (Outboard fins) 134

3.2.32 Tải kết hợp trên bề mặt đuôi 134

3.2.33 Tải bổ sung áp dụng cho loại đuôi chữ V 134

3.2.34 Tải trên cánh liệng 135

3.2.35 Tải trên cánh tà sau 135

3.2.36 Tải trên các thiết bị đặc biệt 135

3.2.37 Tải mặt đất (Ground load) 135

3.2.38 Điều kiện hạ cánh bằng (Level landing conditions) 135

3.2.39 Điều kiện hạ cánh bằng đuôi máy bay (Tail-down landing conditions) 136

3.2.40 Điều kiện hạ cánh một bánh xe (One-wheel landing conditions) 136 3.2.41 Điều kiện tải bên trên mặt đất (Side load conditions) 136

3.2.42 Điều kiện lăn phanh (Braked roll conditions) 136

3.2.43 Điều kiện tải mặt đất đối với bánh xe càng đuôi (Tail wheel) 136

3.2.44 Điều kiện tải mặt đất đối với bánh xe càng mũi (Nose wheel) 137

3.3.5 Hệ thống bơm tăng áp (Supercharger) 139

3.3.6 Khoảng cách an toàn của cánh quạt (Propeller clearance) 139

3.3.7 Giảm gia tốc (Negative acceleration) 140

3.3.17 Thùng lắng nhiên liệu (Fuel tank sump) 144

3.3.18 Khớp nối giữa thùng lọc nhiên liệu (Fuel tank filler connection)144 3.3.19 Lỗ thông hơi thùng nhiên liệu (Fuel tank vent) và lỗ thông hơi nước của bộ chế hòa khí (Carburettor vapour vent) 144

3.3.20 Bộ lọc hoặc lưới lọc tinh nhiên liệu (Fuel strainer or filter) 145

3.3.21 Máy bơm nhiên liệu (Fuel pumps) 145

3.3.22 Ống dẫn của hệ thống nhiên liệu và các đầu nối ống (Fittings) 145

3.3.23 Van và bộ điều chỉnh nhiên liệu (Fuel valves and controls) 146

3.3.24 Ống xả của hệ thống nhiên liệu (Fuel system drains) 146

3.3.25 Hệ thống dầu (Oil system) 146

3.3.26 Thùng chứa dầu (Oil tanks) 146

3.3.27 Kiểm nghiệm thùng dầu 147

3.3.28 Ống dẫn dầu và các đầu nối ống (Oil lines and fittings) 148

3.3.29 Bộ lọc hoặc lưới lọc dầu (Oil strainer or filter) 148

3.3.30 Ống xả của hệ thống dầu (Oil system drains) 148

3.3.31 Bộ tản nhiệt dầu (Oil radiators) 148

3.3.32 Quy trình kiểm nghiệm hệ thống làm mát động cơ 148

3.3.33 Lắp đặt làm mát bằng chất lỏng (Liquid cooling) 149

3.3.34 Kiểm nghiệm thùng chứa chất làm mát 150

3.3.35 Hệ thống nạp khí (Air induction system) 151

3.3.36 Thiết bị nung nóng sơ bộ không khí của bộ chế hòa khí (Carburettor air preheater) 151

3.3.37 Ống xả của hệ thống nạp khí (Induction system ducts) 152

3.3.38 Tấm lưới ngăn của hệ thống nạp khí (Induction system screens) 152 3.3.39 Hệ thống xả (Exhaust system) 152

3.3.40 Cụm ống xả (Exhaust manifold) 152

3.3.41 Bộ trao đổi nhiệt khí xả (Exhaust heat exchangers) 152

3.3.42 Tổng quát về bộ điều chỉnh hệ thống sinh lực và thiết bị phụ trợ153 3.3.43 Bộ điều chỉnh động cơ (Engine controls) 153

3.3.44 Công tắc đánh lửa (Ignition switches) 153

3.3.45 Bộ điều chỉnh hỗn hợp (Mixture control) 153

3.3.46 Phụ tùng của hệ thống sinh lực (Powerplant accessories) 154

3.3.47 Hệ thống đánh lửa động cơ (Engine ignition systems) 154

3.3.48 Khu vực vỏ bọc động cơ sau vách chống cháy (Nacelle areas behind firewalls) 154

3.3.49 Dây dẫn, đầu nối ống và thành phần chống cháy của hệ thống sinh lực (Lines, fittings and components) 154

3.4.8 Thiết bị sử dụng nguồn điện 159

3.4.9 Trang thiết bị và hệ thống điện 159

3.4.18 Thiết bị điện tử (Electonic equipment) 165

3.4.19 Hệ thống phanh tay thủy lực (The hydraulic manually-powered brake system) 165

DANH MỤC THUẬT NGỮ TIẾNG ANH

A

Acceleration deceleration method - Phương pháp tăng giảm gia tốc

khí

Airworthiness certificate C of A Chứng chỉ khả phi

probe Đầu dò góc tấn

sensor Cảm biến góc tấn

Battery ignition system - Hệ thống đánh lửa bằng bình

ắc-quy Best angle of climb airspeed VX Vận tốc máy bay có góc lấy độ cao

lớn nhất

Best rate of climb airspeed VY Vận tốc máy bay có tốc độ leo lớn

nhất

C

Calibrated sensitive altimeter - Đồng hồ đo độ cao có hiệu chỉnh

khí áp

Certificate of Airworthiness C of A Chứng chỉ khả phi Certification Specifications and

Acceptable Means of Compliance for Normal, Utility, Aerobatic, and Commuter Category Aeroplanes

Certification Specifications for

Civil Aviation Authority of

Cấu hình bay khi tất cả thiết bị bên ngoài của máy bay được thu vào

Controllable Pitch Propeller CPP Cánh quạt điều chỉnh góc xoay lá

cánh

Coolant tank - Thùng chứa chất làm mát

bay

bằng điện

mực nước biển

European Aviation Safety Agency EASA Cơ quan An toàn Hàng không

Châu Âu

Flight safety standards department FSSD Phòng Quy chuẩn An toàn bay

Governor control lever - Cần điều khiển điều tốc

trên mặt đất

H

I

Induction system screen - Tấm lưới ngăn của hệ thống nạp

khí

Limit manoeuvring load factor - Hệ số tải hoạt động giới hạn

M

Maximum airplane normal force

Hệ số lực pháp tuyến tối đa của máy bay

Maximum flap extended speed VFE Vận tốc lớn nhất khi cánh tà sau thả

ra Maximum landing gear extended

Vận tốc lớn nhất khi càng đáp thả ra

Maximum speed for stability

Vận tốc lớn nhất đối với đặc tính ổn định

bằng khí

N

chống cháy

Negative manoeuvring load factor - Hệ số tải hoạt động âm

O

Porpoise - Nhảy cóc

Positive manoeuvring load factor - Hệ số tải hoạt động dương

lớn

R

sau

chạm đất

Side load - Tải trọng bên

Stalling speed in the landing

Vận tốc mất lực nâng hoặc vận tốc bay ổn định tối thiểu ở cấu hình hạ cánh

Stalling speed in the specified

Vận tốc mất lực nâng hoặc vận tốc bay ổn định tối thiểu ở cấu hình cụ thể

Static longitudinal stability - Ổn định tĩnh dọc

Synchro - Thiết bị đồng bộ

T

bánh

The hydraulic manually-powered

U

V

Vapour elimination connection - Khớp nối loại bỏ hơi nước

Vertical gust - Gió giật theo phương thẳng đứng

Visual meteorological conditions VMC Điều kiện khí tượng bằng mắt

W

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1: Hồ sơ đề nghị cấp chứng chỉ kiểu loại [10] 40 Bảng 3.1: Dung sai cho phép liên quan đến máy bay siêu nhẹ 48 Bảng 3.2: Chú thích về sơ đồ khối trong luận văn 50 Bảng 3.3: Danh sách dữ liệu ghi lại trong kiểm nghiệm vận tốc mất lực nâng trong từng cấu hình 61 Bảng 3.4: Tiêu chí đánh giá kiểm nghiệm đặc tính mất lực nâng khi cánh cân bằng 67 Bảng 3.5: Tiêu chí đánh giá kiểm nghiệm mất lực nâng khi cánh cân bằng 69 Bảng 3.6: Danh sách trang thiết bị kiểm nghiệm mất lực nâng khi cánh cân bằng 69 Bảng 3.7: Tiêu chí đánh giá kiểm nghiệm mất lực nâng khi lượn vòng và mất lực nâng khi bay có gia tốc 74 Bảng 3.8: Danh sách trang thiết bị kiểm nghiệm mất lực nâng khi lượn vòng và mất lực nâng khi bay có gia tốc 74 Bảng 3.9: Thông số liên quan đến gió ảnh hưởng đến kiểm nghiệm cất cánh 81 Bảng 3.10: Phương thức thu thập dữ liệu trong kiểm nghiệm cất cánh 81 Bảng 3.11: Thông số liên quan đến gió ảnh hưởng đến kiểm nghiệm hạ cánh 87 Bảng 3.12: Danh sách dữ liệu ghi lại trong kiểm nghiệm hạ cánh 87 Bảng 3.13: Phương thức thu thập dữ liệu trong kiểm nghiệm hạ cánh 88 Bảng 3.14: Giới hạn lực điều khiển của phi công 92 Bảng 3.15: Phương pháp Doublet trong kiểm nghiệm ổn định động dọc chu kì ngắn 108 Bảng 3.16: Phương pháp Rudder pulsing trong kiểm nghiệm ổn định động ngang/hướng chu kì ngắn 109 Bảng 3.17: Bảng mẫu cấu hình đánh giá mẫu xoáy trôn ốc đi xuống đối với máy bay siêu nhẹ 114 Bảng 3.18: Danh sách trang thiết bị cần thiết để kiểm nghiệm xoáy trôn ốc đi xuống 115 Bảng 3.19: Công thức vận tốc theo thiết kế 122 Bảng 3.20: Hệ số tải hoạt động giới hạn 123 Bảng 3.21: Hệ số mô-men xoắn tương đương với số lượng xi lanh trong động cơ máy bay 125 Bảng 3.22: Lực điều khiển hoặc mô-men xoắn tối đa 127 Bảng 3.23: Hệ số mô-men bản lề tối đa K đối với gió giật mặt đất 129

Bảng 3.24: Gia tốc pháp tuyến và gia tốc góc trong điều kiện 1 của tải hoạt động trên bề mặt đuôi ngang 130 Bảng 3.25: Độ lệch đột ngột của cánh lái độ cao trong điều kiện 2 của tải hoạt động trên bề mặt đuôi ngang 130 Bảng 3.26: Độ lệch đột ngột của cánh lái độ cao trong điều kiện 3 của tải hoạt động trên bề mặt đuôi ngang 130 Bảng 3.27: Hệ số tải quán tính giới hạn trong điều kiện hạ cánh khẩn cấp 137 Bảng 3.28: Khoảng cách theo quy chuẩn đối với cánh quạt 140 Bảng 3.29: Áp suất và điều kiện trong kiểm nghiệm thùng nhiên liệu 142 Bảng 3.30: Áp suất và điều kiện trong kiểm nghiệm thùng dầu 147 Bảng 3.31: Áp suất và điều kiện trong kiểm nghiệm thùng chứa chất làm mát 151 Bảng 3.32: Danh sách loại đồng hồ sử dụng trong hệ thống sinh lực 157 Bảng 3.33: Đèn cảnh báo, đèn thông báo và đèn khuyến cáo 158 Bảng 3.34: Quy chuẩn về trang thiết bị và hệ thống điện 159 Bảng 3.35: Quy chuẩn về hệ thống đèn vị trí trên máy bay 163 Bảng 3.36: Quy chuẩn về góc dihedral của hệ thống đèn vị trí 164

DANH SÁCH HÌNH VẼ

Hình 3.1: Giới hạn thấp nhất của nhiên liệu khả dụng [15] 49 Hình 3.2: Vị trí đối trọng cố định đặt trên máy bay [23] 51 Hình 3.3: Xác định phạm vi trọng tâm C.G [44] 51 Hình 3.4: Định nghĩa về Vx và Vy [40] 53 Hình 3.5: VNE minh họa trên đồng hồ mẫu hiển thị vận tốc 53 Hình 3.6: Cần ga (Throttle) [41] 54 Hình 3.7: Cánh quạt điều chỉnh góc xoay lá cánh 55 Hình 3.8: Các bộ phận của bộ điều tốc, điều khiển bằng thủy lực [13] 55 Hình 3.9: VSO minh họa trên đồng hồ mẫu hiển thị vận tốc 59 Hình 3.10: VS1 minh họa trên đồng hồ mẫu hiển thị vận tốc 59 Hình 3.11: Cửa thông hơi trên vỏ động cơ (Cowl flap) [42] 60 Hình 3.12: Mất lực nâng khi khởi hành (Power-on stall) [32] 64 Hình 3.13: Vị trí và hoạt động của cần đẩy (Stick pusher) [29] 65 Hình 3.14: Mất lực nâng khi tiếp cận hạ cánh (Power-off stall) [32] 65 Hình 3.15: Vị trí và cấu tạo của van an-pha (Alpha vane) [33] 66 Hình 3.16: Đầu dò góc tấn (AOA probe) [33] 67 Hình 3.17: Biểu đồ mẫu đối với vận tốc mất lực nâng (theo thời gian) 68 Hình 3.18: Biểu đồ hệ số tải [34] 72 Hình 3.19: Mất lực nâng khi kéo máy bay ra khỏi bổ nhào góc lớn (Accelerated stall during pulling out from dives) [31] 73 Hình 3.20: Mất lực nâng khi lượn vòng góc lớn (Accelerated stall during steep turn) [30] 73 Hình 3.21: Dải điều chỉnh tách dòng (Stall strip) [18] 75 Hình 3.22: Dải điều chỉnh tách dòng (Stall strip) [43] 76 Hình 3.23: Còi cảnh báo nguy cơ mất lực nâng bằng khí 76 Hình 3.24: Còi cảnh báo nguy cơ mất lực nâng bằng điện (Electrical stall horn) [27] 77 Hình 3.25: Vị trí và hoạt động của cần rung (Stick shaker) [29] 78 Hình 3.26: Cự ly cất cánh đối với máy bay siêu nhẹ [22] 80 Hình 3.27: Vận tốc V2 tại độ cao tham chiếu 15 m so với bề mặt cất cánh [24] 80 Hình 3.28: Cự ly hạ cánh [38] 84 Hình 3.29: Xoay vòng trên mặt đất 85 Hình 3.30: Nhào mũi máy bay (Nose over) [17] 85 Hình 3.31: Nhảy vọt lên (Bounce) [16] 85 Hình 3.32: Nhảy cóc (Porpoise) [16] 86

Hình 3.33: Độ dốc lấy độ cao (Climb gradient) [25] 91 Hình 3.34: Tấm điều chỉnh cánh lái hướng trên mặt đất (Ground adjustable tab) [45] 96 Hình 3.35: Ổn định tĩnh (Positive static stability) [21] 99 Hình 3.36: Không ổn định tĩnh (Negative static stability) [21] 99 Hình 3.37: Biểu đồ mẫu về vận tốc hiệu chỉnh và lực điều khiển cần lái (cấu hình bay bằng) [12] 101 Hình 3.38: Phân biệt trượt cạnh (Slip) và trượt dài (Skid) [35] 105 Hình 3.39: Phục hồi xoáy trôn ốc đi xuống (Spin recovery) [20] 112 Hình 3.40: Biểu đồ thành phần gió [26] 117 Hình 3.41: Thanh chống cứng [19] 117 Hình 3.42: Thanh chống thép lò xo [19] 118 Hình 3.43: Dây thừng đàn hồi Bungee (Bungee Cords) [19] 118 Hình 3.44: Bao bình bay (Flight envelope) [12] 121 Hình 3.45: Độ lệch chúc ngóc 131 Hình 3.46: Vị trí vách chống cháy (Firewall) [36] 155 Hình 3.47: Vị trí đặt công tắc tổng [39] 162 Hình 3.48: Đèn vị trí trên máy bay [37] 163 Hình 3.49: Góc dihedral của đèn vị trí [37] 164

Chương 1 MỞ ĐẦU 1.1 Giới thiệu chung

Đầu thế kỉ 20, chuyến bay lịch sử của anh em nhà Wright đã đưa lịch sử Hàng không Thế giới mở sang trang mới Với dòng máy bay Flyer, anh em nhà Wright không những đánh dấu cho sự phát triển ngành Hàng không mà còn khởi đầu cho sự phát triển của dòng máy bay siêu nhẹ đầu tiên trên thế giới Năm 1906, phi công Alberto Santos – Dumont thực hiện chuyến bay trình diễn với máy bay siêu nhẹ 14 Bis hay còn gọi là Oiseau de proie và đây được coi là chuyến bay đầu tiên theo đúng nghĩa của một chiếc máy bay Kể từ đây, máy bay nhanh chóng được chế tạo và không ngừng cải tiến Song song với đó là sự ban hành các quy chuẩn khả phi dành cho máy bay

Nhằm đáp ứng nhu cầu không ngừng biến đổi trong các lĩnh vực đời sống – xã hội, máy bay trở thành một phương tiện hữu ích phục vụ cho việc đi lại của con người và vận chuyển hàng hóa một cách nhanh chóng, thuận tiện và an toàn nhất có thể An toàn bay là một vấn đề quan trọng đặt lên hàng đầu cho ngành hàng không, được quyết định bởi ba yếu tố: con người, môi trường và máy móc Đối với ngành hàng không mà nói máy móc là một trong những móc xích quan trọng hàng đầu đảm bảo sự an toàn của một chuyến bay Để máy móc hoạt động tốt thì cần phải phối hợp nhịp nhàng giữa các công đoạn Trong đó bao gồm quy tắc thiết kế và những vấn đề đặt ra như ai sẽ là người làm ra máy móc, ai sẽ là người đưa ra các tiêu chuẩn kiểm định từ khâu thiết kế đến khâu chế tạo và ai sẽ là người giám sát nhà sản xuất và nhà điều hành Tất cả các công đoạn đó được gọi chung là khả phi

Định nghĩa “khả phi” được đưa ra trong Quy định kỹ thuật của Cơ quan Đăng kiểm Hàng không Ý – Nhà Chức trách Hàng không Dân dụng Ý (Italian RAI-ENAC Technical Regulations) như sau: Đối với máy bay hoặc bộ phận của máy bay, khả phi là sự đáp ứng các yêu cầu cần thiết để có thể bay trong điều kiện an toàn, trong giới hạn cho phép [1] Như định nghĩa ở trên, ba yếu tố chính yếu tạo nên khả phi là: điều kiện an toàn, sự đáp ứng các yêu cầu cần thiết và giới hạn cho phép An toàn là trạng thái không gây ra tử vong, thương tích hoặc bệnh tật, gây hư hỏng/ mất mát thiết bị hoặc tài sản hoặc thiệt hại về môi trường Do đó, điều kiện an toàn của một chuyến bay có liên quan đến quá trình bay ổn định và kết thúc chuyến bay thành công Sự đáp ứng các yêu cầu cần thiết có nghĩa là máy bay hay bất kỳ một bộ phận nào của máy bay phải được thiết kế và chế tạo theo tiêu chuẩn nghiên cứu và kiểm nghiệm để

hoạt động trong điều kiện an toàn Nhà chức trách khả phi của mỗi quốc gia là cơ quan có thẩm quyền ban hành các quy định này nhằm nâng cao sự an toàn bằng cách loại bỏ hoặc giảm thiểu những nguy cơ gây ra chết chóc, thương tích hoặc gây hư hỏng Nhà chức trách khả phi công bố các tiêu chuẩn bao gồm các yêu cầu về thiết kế như: từ yêu cầu về sức bền kết cấu đến đặc tính bay cũng như chất lượng, tiêu chuẩn về thực hành thiết kế, hệ thống, sự mỏi và hiện tượng rung phá hủy kết cấu, các thử nghiệm cần thiết, hướng dẫn bay và bảo trì,… Và dĩ nhiên, từng loại máy bay khác nhau thì tiêu chuẩn khả phi áp dụng cũng khác nhau, không thể áp dụng đồng nhất được Theo thời gian, việc điều chỉnh các tiêu chuẩn để thiết kế tuân thủ các quy tắc đã đề ra ngày càng tốn kém, nhưng đó là cái giá thỏa đáng cho việc nâng cao an toàn bay Giới hạn cho phép nghĩa là máy bay được thiết kế hoạt động trong một bao bình bay phụ thuộc vào vận tốc và hệ số tải kết cấu Trọng lượng tối đa của máy bay được thiết kế phụ thuộc vào điều kiện hoạt động khác nhau như quy tắc bay bằng mắt, bay đêm, bay bằng thiết bị, có hoặc không có đóng băng,… Ngoài ra, các tình huống bất lợi như cất cánh quá tải, bay trong điều kiện đóng băng mà không có thiết bị phù hợp, vượt quá giới hạn vận tốc,… cũng được tính toán trong giới hạn bay cho phép Do đó, phi công có thể nhận biết các mốc giới hạn thông qua sổ tay hướng dẫn bay, các dấu hiệu và biển báo trên buồng lái và trong quá trình đào tạo Tuy nhiên, một khi vượt quá điều kiện và giới hạn đó sẽ dẫn đến tai nạn Vậy tổ chức nào trên thế giới đã thiết lập và giám sát các quy tắc đó?

Tổ chức Hàng không Dân dụng Quốc tế (International Civil Aviation Organization – ICAO) được thành lập vào ngày 4 tháng 4 năm 1947, có 191 thành viên chính thức (tính đến tháng 3 năm 2016), trụ sở tại Montreal, Quebec, Canada ICAO là một tổ chức trực thuộc Liên Hợp Quốc có trách nhiệm soạn thảo và đưa ra các quy định về hàng không trên toàn thế giới, hệ thống hóa các nguyên tắc và kỹ thuật của dẫn đường hàng không quốc tế và tạo điều kiện về kế hoạch và phát triển ngành vận tải hàng không quốc tế để đảm bảo an toàn và lớn mạnh theo trật tự nhất định Thông qua Công ước Chicago, ICAO công bố 18 phụ ước và các khuyến cáo thực hành các phương thức liên quan đến dẫn đường hàng không, máy bay, con người, đường bay và các dịch vụ hỗ trợ khác nhằm ngăn chặn mọi sự xuyên nhiễu trái luật cũng như thuận lợi hóa quyền giao thông quốc tế, quyền tự do bầu trời, thúc đẩy sự phát triển toàn diện của ngành hàng không dân dụng quốc tế, đáp ứng nhu cầu của con người về vận tải hàng không an toàn, điều hòa và hiệu quả

Cục Hàng không Liên bang Mỹ (The Federal Aviation Administration – FAA) có trụ sở tại bang Washington, Mỹ, thành lập vào ngày 23 tháng 8 năm 1958 FAA là cơ quan nhà nước có thẩm quyền trong việc điều chỉnh tất cả vấn đề liên quan đến hàng không dân dụng, bao gồm xây dựng và vận hành sân bay, quản lý không lưu, chứng nhận phi công và máy bay, đảm bảo tài sản của Mỹ trong quá trình phóng đi và trở về mặt đất của các loại phương tiện thương mại không gian Mặt khác, FAA

còn phát triển và thực hiện các chương trình kiểm soát tiếng ồn máy bay và các ảnh hưởng môi trường khác từ ngành hàng không dân dụng và khuyến khích phát triển ngành nghiên cứu và thực hành khoa học về điều khiển máy bay, đặc biệt là công nghệ hàng không mới

Cơ quan An toàn Hàng không Châu Âu – The European Aviation Safety Agency – EASA) là cơ quan của Liên minh Châu Âu (The European Union – EU) có nhiệm vụ điều hành trong lĩnh vực an toàn hàng không dân dụng EASA được phê chuẩn vào ngày 15 tháng 7 năm 2002 và chính thức thành lập vào ngày 28 tháng 9 năm 2003, đặt trụ sở tại Cologne, Đức Tiền thân của EASA là Nhà Chức trách Hàng không Chung (The Joint Aviation Authorities – JAA) JAA bắt đầu hoạt động từ năm 1970, các thành viên chính thức bao gồm các nước thành viên/ không thành viên của EU Vào năm 2008, JAA đã chuyển giao hoàn thành các chức năng cho EASA và chính thức tan rã 1 năm sau đó Điểm khác biệt giữa JAA và EASA là EASA có cơ quan thẩm quyền pháp lý trong EU thông qua việc ban hành các quy định của EASA thông qua Ủy ban Châu Âu (The European Commission), Hội đồng Liên minh Châu Âu và Quốc hội Châu Âu; trong khi đó, các quy định của JAA đưa ra không theo bộ luật trực tiếp nào Các thành viên chính thức của EASA được quy định bao gồm các nước thuộc Liên minh Châu Âu và các nước thuộc Hiệp hội Thương mại Tự do Châu Âu (The European Free Trade Association – EFTA) như Lích-tên-xtanh (Liechtenstein), Na Uy, Thụy Sỹ, Ai-xơ-len (Iceland) Do đó, các quốc gia nằm ngoài khu vực EU và không thuộc EFTA như Thổ Nhĩ Kỳ chỉ được phép áp dụng các quy tắc và phương thức của EASA trên cơ sở tự nguyện Trách nhiệm của EASA bao gồm phân tích và nghiên cứu về an toàn hàng không, ủy quyền cho nhà khai thác nước ngoài, tư vấn soạn thảo luật pháp của EU, thực hiện và giám sát thực hiện quy tắc an toàn tại các quốc gia thành viên Hơn nữa, EASA còn cấp chứng nhận phân loại máy bay và bộ phận máy bay, cũng như cấp phép cho các tổ chức tham gia thiết kế, sản xuất và bảo trì sản phẩm hàng không

Ngoài ra, mỗi quốc gia trên thế giới đều có một Nhà Chức trách Hàng không dân dụng tại nước đó Nhìn chung, nhiệm vụ của Nhà Chức trách Hàng không là quy định các yêu cầu khả phi và phương thức, thông tin đến các bên có liên quan đến các quy định của nhà chức trách thông qua nhiều hình thức khác nhau như công báo, thông tư, trên trang mạng chính thức của ngành Nhà chức trách phải kiểm soát tài liệu hàng không, các tổ chức thiết kế và sản xuất, cũng như nhà khai thác máy bay và cấp chứng nhận cho tài liệu và các tổ chức hàng không thích hợp

Cục Hàng không Dân dụng Việt Nam (Civil Aviation Administration of Vietnam – CAAV) là cơ quan trực thuộc Bộ Giao thông Vận tải có chức năng tham mưu, giúp Bộ trưởng Bộ Giao thông Vận tải quản lý nhà nước về hàng không dân dụng trong phạm vi cả nước; là Nhà Chức trách Hàng không theo quy định của pháp luật [2] Cục Hàng không Dân dụng Việt Nam được thành lập vào ngày 30 tháng 6 năm 1992,

có trụ sở tại thủ đô Hà Nội CAAV thực hiện 26 nhiệm vụ, quyền hạn như xây dựng và trình Bộ trưởng Bộ Giao thông Vận tải ban hành tiêu chuẩn, liên tục kinh tế - kỹ thuật, quy chuẩn kỹ thuật chuyên ngành hàng không dân dụng,… và quy định việc áp dụng cụ thể tiêu chuẩn, quy trình kỹ thuật, quy chế khai thác, tài liệu nghiệp vụ phù hợp với pháp luật về hàng không dân dụng Căn cứ Quyết định số 94/2009/QĐ-TTg ngày 16 tháng 7 năm 2009 của Thủ tướng Chính phủ quy định chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn và cơ cấu tổ chức của Cục Hàng không Việt Nam trực thuộc Bộ Giao thông Vận tải quyết định nhiệm vụ và quyền hạn liên quan đến tàu bay và quản lý khai thác tàu bay thuộc về Phòng Tiêu chuẩn an toàn bay Do đó, Phòng Tiêu chuẩn an toàn bay có chức năng như sau:

 Tổ chức việc đăng ký quốc tịch tàu bay và đăng ký các quyền đối với tàu bay;  Ban hành hoặc thừa nhận tiêu chuẩn áp dụng đối với tàu bay, trang bị, thiết bị

lắp trên tàu bay, thiết bị, vật tư tiêu chuẩn, vật tư tiêu hao phục vụ công tác sửa chữa, bảo dưỡng tàu bay;

 Hướng dẫn thực hiện, kiểm tra, giám sát việc thiết kế, sản xuất, thử nghiệm, khai thác, sửa chữa, bảo dưỡng tàu bay, trang bị, thiết bị lắp trên tàu bay, thiết bị, vật tư tiêu chuẩn, vật tư tiêu hao phục vụ công tác sửa chữa, bảo dưỡng tàu bay;

 Cấp, gia hạn, công nhận, thu hồi, đình chỉ hiệu lực Chứng chỉ kiểu loại cho tàu bay, động cơ và cánh quạt tàu bay; phê chuẩn trang bị, thiết bị lắp trên tàu bay, thiết bị, vật tư tiêu chuẩn, vật tư tiêu hao phục vụ công tác sửa chữa, bảo dưỡng tàu bay;

 Cấp, gia hạn, công nhận, thu hồi, đình chỉ hiệu lực Giấy chứng nhận người khai thác tàu bay, Giấy chứng nhận đủ điều kiện bay của tàu bay và các chứng chỉ, giấy phép khai thác liên quan đến đủ điều kiện bay của tàu bay, điều kiện khai thác tàu bay;

 Cấp, gia hạn, thu hồi, đình chỉ hiệu lực Giấy phép hoạt động của cơ sở thiết kế, sản xuất, bảo dưỡng, thử nghiệm tàu bay, động cơ và cánh quạt tàu bay, trang bị, thiết bị lắp trên tàu bay, thiết bị, vật tư tiêu chuẩn, vật tư tiêu hao phục vụ công tác sửa chữa, bảo dưỡng tàu bay;

 Phê chuẩn, chấp thuận cơ sở bảo dưỡng và chương trình bảo dưỡng tàu bay, động cơ, cánh quạt và trang bị, thiết bị trên tàu bay [2]

Cùng với sự phát triển vượt bậc của ngành công nghiệp hàng không, máy bay siêu nhẹ cũng không ngừng cải thiện qua các thời kỳ khác nhau Hầu hết máy bay siêu nhẹ với chức năng linh hoạt hỗ trợ được nhiều dạng địa hình đã được các quốc gia trên thế giới đưa vào để ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau Nhờ các tính năng ưu việt như trọng lượng thấp, không yêu cầu quá cao về đường cất hạ cánh, giá thành sản phẩm thấp, được sử dụng như phương tiện cá nhân, trình độ phi công không

đòi hỏi quá khắt khe; chính vì vậy, trên thế giới, nhu cầu sử dụng máy bay siêu nhẹ tương đối lớn, đặc biệt là ở các vùng có địa hình phức tạp, những khu vực mà các hãng hàng không lớn không thể phục vụ được Máy bay siêu nhẹ đáp ứng được các nhu cầu trong việc cấp cứu y tế, tìm kiếm cứu hộ, cứu nạn, tuần tra kiểm soát trên biển, du lịch, bảo vệ rừng,…

Nước Việt Nam nằm ở rìa phía đông của bán đảo Đông Dương, gần trung tâm của khu vực Đông Nam Á Lãnh thổ Việt Nam là một khối thống nhất và toàn vẹn, vừa gắn liền với lục địa Á – Âu, vừa tiếp giáp với Biển Đông và thông qua Thái Bình Dương rộng lớn Vùng đất Việt Nam bao gồm toàn bộ phần đất liền và các hải đảo, có tổng diện tích là 331 212 km2 với hơn 4600 km đường biên giới trên đất liền Đồi núi chiếm tới ¾ diện tích lãnh thổ với độ che phủ rừng chiếm khoảng 41,19%; chính vì vậy, công tác tuần tra rừng, kiểm tra ô nhiễm, kiểm soát tài nguyên, tìm kiếm cứu nạn,… gặp nhiều bất cập và khó khăn Mặt khác, vùng biển Việt Nam có diện tích khoảng 1 000 000 km2, đường bờ biển cong như hình chữ S, dài 3260 km với hơn 4000 hòn đảo lớn nhỏ, trong đó có hai quần đảo ở ngoài khơi xa trên Biển Đông là quần đảo Hoàng Sa và quần đảo Trường Sa Các đảo và quần đảo tạo thành hệ thống tiền tiêu bảo vệ đất liền, do đó đòi hỏi quá trình giám sát để giữ vững chủ quyền và bảo vệ toàn vẹn lãnh thổ, an ninh quốc gia Với những điều kiện nêu trên, máy bay siêu nhẹ có các đặc điểm hoàn toàn phù hợp khi đưa vào sử dụng trên nhiều dạng địa hình của Việt Nam

Đầu năm 1978, Viện Kỹ thuật Không quân thuộc Bộ Quốc Phòng Việt Nam đã thiết kế và sản xuất thành công máy bay trinh sát – liên lạc cánh quạt một động cơ loại nhỏ TL – 1, TL – 2 Ngày 25 tháng 09 năm 1980, máy bay TL – 1 đã cất cánh lần đầu tiên tại sân bay Hòa Lạc và hoàn thành chương trình bay thử nghiệm Tiếp nối thành công của máy bay TL – 1, Bộ Quốc Phòng Việt Nam tiếp tục chỉ thị cho Viện Kỹ thuật Không quân chế tạo loại máy bay huấn luyện phi công Đến năm 1984, máy bay huấn luyện HL – 1 được hoàn thiện và thực hiện đầy đủ chương trình bay thử với 10 bài bay, 23 lần cất hạ cánh và 10 giờ bay trên không Kết quả bay thử cho thấy máy bay HL – 1 có đầy đủ tính năng của một chiếc máy bay huấn luyện phi công HL – 1 có trọng lượng rỗng 824 kg, trọng lượng cất cánh tối đa 1132 kg, tốc độ bay bằng 275 km/h, trần bay đạt 4500 m, tốc độ bay lớn nhất đạt 356 km/h, thời gian bay lâu nhất từ 2 tiếng 30 phút đến 4 tiếng đồng hồ (có thùng dầu phụ) [3] Sau năm 1984, Bộ trưởng Bộ Quốc Phòng Việt Nam yêu cầu Viện Kỹ thuật Không quân nghiên cứu sản xuất máy bay thủy phi cơ; do đó, máy bay HL – 2 được thiết kế và bay thử theo phương án cất hạ cánh trên mặt đất vào tháng 04 năm 1987 Tuy nhiên, do điều kiện khó khăn về kinh tế và tài chính, đến cuối năm 1987, chương trình hoàn thiện máy bay HL – 2 tạm ngừng; đồng thời, Bộ Quốc Phòng quyết định dừng chương trình nghiên cứu chế tạo máy bay [4] Cho đến tháng 6 năm 2003, Bộ Quốc Phòng đã giao cho Quân chủng Phòng không – Không quân chỉ đạo nhà máy A41 và Viện Kỹ

thuật Quân sự Phòng không – Không quân lập dự án “Chế thử máy bay lưỡng dụng siêu nhẹ” Hai đơn vị này đã khẩn trương xây dựng thiết kế kỹ thuật công nghệ để chế tạo chiếc máy bay chở người bằng vật liệu composite, có thể lên xuống trên mặt đất hoặc mặt nước và có thể cơ động, không cần đến sân bay [5] Chỉ sau một năm bốn tháng, tức ngày 22 tháng 10 năm 2004, dự án nghiên cứu sản xuất và phát triển máy bay thủy phi cơ mang tên là VNS – 41, đứa con đầu lòng của ngành hàng không Việt Nam, đã được Hội đồng Kỹ thuật Quân chủng Phòng không – Không quân tổng nghiệm thu Máy bay VNS – 41 dài 6970 m, cao 2535 m, tầm bay tối đa từ 200 km đến 300 km, trần bay 3000m và chở được từ 2 đến 3 người Máy bay có gắn hai động cơ Rotax – 582 của Áo VNS – 41 có bình trữ nhiên liệu có khả năng chứa 80 lít, cho phép nó bay trong 4 tiếng đồng hồ và có thể bay được với vận tốc từ 120 đến 135 km/h Máy bay cần lấy đà để cất cánh từ 50 đến 70 m trên mặt đất và từ 200 đến 300 m trên mặt nước Trọng lượng cất cánh tối đa là 780 kg Toàn bộ thân chính, thân đuôi, cánh giữa của máy bay VNS – 41 được làm bằng vật liệu composite cao cấp; mức độ nội địa hóa trên máy bay là 70% [6] Đến tháng 9 năm 2005, VNS – 41 thực hiện chuyến bay thử nghiệm đầu tiên và đạt được nhiều thành công hơn mong đợi Trải qua nhiều đợt bay thử nghiệm được đánh giá ổn định và an toàn, VNS – 41 đã được nhà máy A41 cho ra lò đợt hàng đầu tiên, trong đó đã bàn giao 5 chiếc máy bay VNS – 41 cho Câu lạc bộ Hàng không phía Nam (thuộc Sư đoàn 370, Quân chủng Phòng không – Không quân) tại sân bay của Đoàn Không quân Ba Vì (Hà Nội) vào sáng ngày 8 tháng 8 năm 2009 Đây là bước ngoặc đánh dấu vào lịch sử ngành Hàng không Việt Nam khi lần đầu tiên tại Việt Nam máy bay VNS – 41 được sản xuất đồng loạt Theo nguyện vọng của Câu lạc bộ Hàng không phía Nam, khi nhận 5 chiếc máy bay này, Câu lạc bộ mong muốn nếu được cấp phép bay sẽ tổ chức huấn luyện cho những ai có nhu cầu Tuy nhiên, cho đến năm 2017, máy bay VNS – 41 vẫn chưa có bất kỳ phương án khả phi nào để đưa loại máy bay này đi vào sử dụng

Ngoài ra, vào ngày 18 tháng 4 năm 2003, Thủ tướng Phan Văn Khải đã ký công văn số 55/TB-VPCP-18/4/2003 giao cho GS TS – Viện sỹ hàn lâm quốc tế Nguyễn Văn Đạo – Chủ tịch Hội Cơ học Việt Nam làm chủ nhiệm đề tài nghiên cứu chế tạo máy bay cánh quạt loại nhỏ 2 chỗ ngồi để ngành Hàng không Việt Nam được bay lên từ đôi cánh của chính mình mang “màu cờ sắc áo” [7] Hội Cơ học Việt Nam đã phối hợp với chuyên gia về máy bay loại nhỏ ông Vimar Nguyễn đã nhanh chóng nghiên cứu thiết kế và cho ra đời thành công loại máy bay siêu nhẹ đầu tiên tại Việt Nam – Máy bay siêu nhẹ VAM – 1 Nhưng mãi đến ngày 18 tháng 12 năm 2005, máy bay siêu nhẹ VAM – 1 mới được cất cánh thử nghiệm lần đầu tiên do phi công Phạm Duy Long thực hiện Từ kết quả khả quan của máy bay VAM – 1, Hội Cơ học Việt Nam đã quyết định chế tạo máy bay siêu nhẹ VAM – 2 nội địa hóa, ngoài trừ động cơ máy bay do Áo sản xuất [7] VAM – 2 nặng khoảng 450 kg, tốc độ bay 140 km/h và tầm bay là 400 km, dùng xăng A92 với công suất động cơ 50 mã lực, chỉ cần khu đất

khoảng 1 ha với đường băng dài 200 m là đáp ứng yêu cầu cất hạ cánh của VAM – 2 [7] Mặc dù, một hội đồng khoa học bao gồm nhiều Giáo sư – Tiến sĩ và các chuyên gia có uy tín đã nghiệm thu kỹ thuật máy bay siêu nhẹ VAM – 2 vào tháng 3 năm 2007 nhưng thời gian chờ được cấp phép bay thử của máy bay siêu nhẹ VAM – 2 đã kéo dài từ khi nghiệm thu kỹ thuật đến năm 2017 và vẫn chưa có phản hồi tích cực từ phía cơ quan có thẩm quyền Do đó, tất cả chỉ mới dừng lại ở việc nghiên cứu và chế tạo máy bay siêu nhẹ nhưng lại chưa có một bộ Quy chuẩn khả phi nào đáp ứng được những điều kiện đặt ra ở Việt Nam Vì vậy, để đưa loại máy bay siêu nhẹ đi vào sử dụng còn là một dấu hỏi lớn đặt ra cho ngành Hàng không Việt Nam Điều này đòi hỏi từ phía nhà chức trách có thẩm quyền cần đưa ra những giải pháp và định hướng cụ thể để dòng máy bay này có thể được sử dụng và sử dụng rộng rãi hơn nữa ở Việt Nam nhằm phục vụ hiệu quả hơn trong các lĩnh vực kinh tế, chính trị – xã hội, đặc biệt là trong vấn đề bảo vệ an ninh quốc phòng

Từ những thông tin trên, đề tài này đưa ra quy chuẩn khả phi cho máy bay siêu nhẹ, dựa trên các bộ Quy chuẩn khả phi của các quốc gia trên thế giới; từ đó, xác định mục đích để xây dựng quy chuẩn khả phi cho loại máy bay này phù hợp với các quy chuẩn chung của quốc tế giúp cho bộ phận thiết kế có thể tham khảo bộ Quy chuẩn khả phi này một cách nhanh chóng và thuận tiện hơn

1.2 Mục đích nghiên cứu

Sử dụng những bộ Quy chuẩn khả phi cho máy bay siêu nhẹ được áp dụng trên thế giới như FAR – 23, CS – VLA, Cap 482 Section S, CARs Part V Chapter 523, CAR Part 135 nhằm đưa ra quy chuẩn khả phi cho máy bay siêu nhẹ giúp cho bộ phận thiết kế có thể tham khảo quy chuẩn khả phi được nhanh chóng và thuận tiện hơn

1.3 Đối tượng nghiên cứu

Bộ Quy chuẩn khả phi cho máy bay siêu nhẹ phải đảm bảo phù hợp với các quy chuẩn chung trên thế giới Máy bay siêu nhẹ được định nghĩa trong Các thông số chứng nhận cho máy bay siêu nhẹ (Certification Specifications for Very Light Aeroplanes CS – VLA) của EASA như sau: Máy bay siêu nhẹ (Very Light Airplane – VLA) là loại máy bay có tối đa hai chỗ ngồi, trọng lượng cất cánh tối đa cho phép không quá 750 kg, vận tốc mất lực nâng ở cấu hình hạ cánh không vượt quá 83 km/h (45 knots), sử dụng một động cơ đánh lửa cưỡng bức (Spark – ignition engine hay S.I engine) hoặc động cơ nén cháy (Compression – ignition engine hay C.I engine) và chỉ áp dụng quy tắc bay bằng mắt [8]

1.4 Phạm vi nghiên cứu

Dựa vào các bộ Quy chuẩn khả phi cho máy bay siêu nhẹ trên thế giới như FAR – 23, CS – VLA, Cap 482 Section S, CARs Part V Chapter 523, CAR Part 135, phạm vi nghiên cứu trong luận văn này sẽ đề xuất quy chuẩn khả phi cho máy bay siêu nhẹ phù hợp với các bộ Quy chuẩn khả phi của quốc tế, diễn giải tập trung vào phần đặc tính bay

1.5 Phương pháp nghiên cứu

Tôi đưa ra quy chuẩn khả phi cho loại máy bay siêu nhẹ thông qua các bộ Quy chuẩn khả phi cho loại máy bay này của các quốc gia trên thế giới như CS – VLA, FAR – 23, Cap 482 Section S, CARs Part V Chapter 523, CAR Part 135 Các quy chuẩn khả phi về đặc tính bay sẽ được diễn giải cụ thể nhằm giúp quy chuẩn khả phi tường minh và áp dụng vào thực tế dễ dàng hơn

Chương 2

CERTIFICATE) 2.1 Giới thiệu chung 2.1.1 Bản thiết kế kiểu loại (Type design)

Bản thiết kế kiểu loại là bộ dữ liệu và thông tin cần thiết nhằm xác định một loại máy bay, loại động cơ hoặc loại cánh quạt đảm bảo tính khả phi

Mỗi bản thiết kế kiểu loại phải được nhận dạng đầy đủ và bao gồm [9]: Bản vẽ và các tính năng kỹ thuật, danh mục các bản vẽ và cáctính năng kỹ thuật cần thiết để xác định cấu hình và đặc tínhthiết kế của sản phẩm chứng minh việc tuân thủ với cơ sở chứngnhận kiểu loại và các yêu cầu về bảo vệ môi trường

Thông tin về vật liệu và quy trình, phương pháp chế tạo, lắp rápcủa sản phẩm để khẳng định tính phù hợp của sản phẩm

Phần các giới hạn của quy chuẩn khả phi được chứng nhận tronghướng dẫn duy trì tính khả phi theo quy định của quy chuẩn khảphi áp dụng

Tất cả các số liệu cần thiết khác cho phép so sánh và xác địnhtính khả phi, đặc tính về tiếng ồn, xả nhiên liệu và độ khí thải(nếu cần thiết) của các sản phẩm tương tự sau này

2.1.2 Phân biệt khái niệm về Chứng chỉ kiểu loại (Type certificate), Chứng chỉ khả phi (Certificate of Airworthiness) và Chứng chỉ khả phi liên tục (Continuing Airworthiness)

Chứng chỉ kiểu loại (Type certificate – TC)

Giai đoạn thiết kế• Là một văn bản do cơ quan chức năng của một quốc gia ký và cấp để xác nhận bản thiết

kế kiểu loại của một loại máy bay, một loại động cơ hoặc một loại cánh quạt và đồngthời, chứng nhận rằng bản thiết kế kiểu loại này đáp ứng các yêu cầu về quy chuẩn khảphi phù hợp với điều kiện hoạt động tại quốc gia đó

Chứng chỉ khả phi (Certificate of Airworthiness/Airworthiness certificate –

C of A)

Giai đoạn sản xuất• Chứng chỉ khả phi là giấy phép hoạt động, được cấp cho một máy bay bởi cơ quan chức

năng của quốc gia nơi máy bay được đăng kí; chứng nhận rằng máy bay đáp ứng yêucầu về quy chuẩn khả phi trong phạm vi phù hợp với bản thiết kế kiểu loại của máy bayđó Chứng chỉ khả phi được cấp phép khi máy bay được đăng ký dưới tên của chủ sởhữu máy bay đó Sau đó, chủ sở hữu phải trả một khoản tiền phí hàng năm để gia hạnChứng chỉ khả phi Nếu khoản phí này không được thanh toán khi đến hạn, Chứng chỉkhả phi của máy bay đó sẽ hết hạn và chủ sở hữu bắt buộc phải đăng ký lại để được cấpChứng chỉ khả phi

Chứng chỉ khả phi liên tục (Continuing Airworthiness – CA)

Giai đoạn bảo dưỡng• Tất cả các quy trình của một loại máy bay, loại động cơ, loại cánh quạt hoặc bộ phận

máy bay phải tuân thủ các yêu cầu về quy chuẩn khả phi được áp dụng và duy trì ở điềukiện hoạt động an toàn trong suốt thời hạn hoạt động của loại máy bay, loại động cơ,loại cánh quạt hoặc bộ phận máy bay đó Điều này có nghĩa là, khi máy bay bắt đầuhoạt động khai thác, máy bay sẽ bị hao mòn làm giảm hiệu suất hoạt động Mục đíchcủa chứng chỉ khả phi liên tục là duy trì tính khả phi của loại máy bay đó Chủ sở hữuvà nhà khai thác máy bay phải tuân thủ để chứng minh Chứng chỉ khả phi liên tục cònhiệu lực Chương trình bảo dưỡng do nhà sản xuất máy bay cấp và được cơ quan chứcnăng phê chuẩn

2.1.3 Trách nhiệm của cơ quan chức năng đối với Chứng chỉ kiểu loại

2.1.4 Hồ sơ đề nghị cấp chứng chỉ kiểu loại

Hồ sơ đề nghị cấp chứng chỉ kiểu loại phải được thực hiện theo biểu mẫu và cách thức do Cục Hàng không Việt Nam quy định và bao gồm như sau:

Chứng chỉ kiểu loại được cấp/công nhận khi

Máy bay phù hợp vớicác bản thiết kế, tínhnăng hoạt động và đặctính thiết kế đáp ứngđược các yêu cầu củaquy chuẩn khả phi ápdụng

Thực hiện tốt các côngtác kiểm nghiệm, baykiểm chứng theo yêu cầucủa việc chứng nhậnmáy bay được quy địnhtại các quy chuẩn khảphi áp dụng

Người đề nghị cấp/côngnhận hiệu lực Chứng chỉkiểu loại đã nộp đủ phívà lệ phí theo quy định

Trách nhiệm của Cục Hàng không Việt Nam

Cấp Chứng chỉ kiểu loại cho máy bayđược thiết kế, chế tạo, kiểm nghiệm tạiViệt Nam

Công nhận hiệu lực Chứng chỉ kiểuloại do quốc gia thiết kế và quốc giachế tạo cấp cho loại máy bay đượcnhập khẩu và khai thác lần đầu hoặcđược sản xuất tại Việt Nam

Bảng 2.1: Hồ sơ đề nghị cấp chứng chỉ kiểu loại [10] STT Loại giấy tờ Ghi chú

1 Đơn đề nghị cấp Chứng chỉ kiểu loại

2 Hồ sơ đề nghị cấp Chứng chỉ kiểu loại cho máy bay hoặc Chứng chỉ kiểu loại hạn chế

Kèm theo bản vẽ 3 hình chiếu của máy bay và các thông số cơ bản ban đầu cùng với các đặc tính, giới hạn hoạt động đề xuất

3 Hồ sơ đề nghị cấp Chứng chỉ kiểu loại cho động cơ hoặc cánh quạt

Kèm theo bản vẽ tổng thể, mô tả các đặc tính thiết kế, đặc tính hoạt động và các giới hạn hoạt động đề xuất của động cơ hoặc cánh quạt đó 4 Tài liệu sơ đồ mạch điện

5 Tài liệu phân tích tải điện 6 Báo cáo của Hội đồng rà soát chương trình bảo

dưỡng của nhà sản xuất

7 Tài liệu chương trình bảo dưỡng

Bao gồm chương trình kiểm soát và phòng chống rỉ sét, chương trình bảo dưỡng kết cấu máy bay

8 Danh mục thiết bị cất cánh tối thiểu chính 9 Giấy chứng nhận tiếng ồn

10 Giấy chứng nhận vô tuyến 11 Tài liệu hướng dẫn khai thác bay Một bản sao 12 Tài liệu hướng dẫn bảo dưỡng máy bay Một bản sao 13 Tài liệu hướng dẫn bảo dưỡng động cơ Một bản sao 14 Tài liệu hướng dẫn bảo dưỡng cánh quạt Một bản sao 15 Tài liệu hướng dẫn bảo dưỡng động cơ phụ Một bản sao 16 Tài liệu tra cứu thiết bị lắp trên tàu bay Một bản sao 17 Tài liệu hướng dẫn quy chuẩn thực hành

18 Tài liệu hướng dẫn sửa chữa kết cấu máy bay Một bản sao 19 Danh mục kết cấu khung sườn chính Một bản sao 20 Tài liệu hướng dẫn quy trình xếp tải Một bản sao 21 Tài liệu hướng dẫn cân và cân bằng máy bay Một bản sao 22 Tài liệu về kiểm tra không phá hủy Một bản sao