Thiết kế canô kéo dù bay phục vụ du lịch, chương 17 ppt

1 Chương 17: Kiểm tra ổn định khi kéo dù không ch ở khách 3.7.6. 1.Tính lực keo dù. +  :Góc hợp giữa lực P và Fg .  = (90-  ). * Tính lực của gió tác dụng vào dù: (F g ) Loại dù được sử dụng là PE 28 kéo hai người (khối lượng kéo được từ 40 đến 200 kg). Loại dù PE 28 có diện tích 28 m 2 và được ghép bởi các mảng vải dù lại với nhau. Tuy nhiên, để giảm bớt lực Theo định luật II NEWTON để dù cân bằng thì hợp tất cả các lực tại một điểm hồi qui phải bằng không. Vì thế, lực kéo dù được tính như sau: F hl 2 = F k 2 = F g 2 + P 2 – 2.F g .P.cos(  ) Trong đó: + F hl : Lực tổng hợp + F k : Lực kéo canô + F g : Lực của gió tác dụng vào dù. F g = S t .f Với S t :Diện tích chịu gió của dù, m 2 f : Áp lực của gió, KG/m 2 + P : Trọng lực của người kéo.   dù F g P Fhl Fk A Hình 3.12: Hình phân tích lực 2 cản của gió thì trên dù có để những khe hở, diện tích khe hở bằng khoảng 1/3 diện tích dù. Vậy diện tích dù tính toán là: S t = 28 x 2/3 = 19 (m 2 ). Khi kéo ứng với các góc nghiêng khác nhau thì diện tích dù có thay đổi. Tuy nhiên, lượng thay đổi này nhỏ không đáng kể, do vậy ta tính cho trường hợp diện tích lớn nhất 19 m 2 . Canô chỉ kéo dù khi thời tiết đẹp, gió trời trong khoảng từ cấp (1  3), tương ứng vận tốc gió từ (1 )5,4  m/s. Khi kéo dù canô chạy với vận tốc (30 – 35) Hl/h, ứng với (15,45 – 18) m/s. Như vậy, tạo ra áp lực gió tác dụng lên dù tương ứng với cấp 8 tính theo thang gió Beaufort nên áp lực gió f = 10 (KG/m 2 ). Tra tại Bách khoa toàn thư mở Wikipedie F g = 10 x 19 = 190 (KG) = 1900 (N). * Tính trọng lực người được kéo (P): P = m.g Trong đó: m = 200 (kg) là trọng lượng lớn nhất dù kéo được. g = 10 (m/s 2 ) là gia tốc trọng trường.  P = 200 x 10 = 2000 (N) Kết quả tính F hl ứng với các trường hợp góc kéo được thể hiện trong bảng 3.18 Bảng 3.18: Bảng tính lực kéo canô Góc kéo (α) Góc (β) Cos(β) P(N) F g (N) F hl (N) 3 0 45 0.7 2000 1900 1513.27 15 37.5 0.79 2000 1900 1267.28 30 30 0.866 2000 1900 1014.1 45 22.5 0.923 2000 1900 771.492 60 15 0.966 2000 1900 518.073 75 7.5 0.991 2000 1900 280 90 0 1 2000 1900 100 3.7.6.2. Tính cân bằng canô khi kéo dù. Khi kéo dù, canô không chở khách, thuyền viên biên chế với số lượng 2 người. Canô chỉ kéo dù trong trường hợp gió trời từ cấp 1 đến 3, thời tiết đẹp. Ngoài ra, sẽ không kéo trong các trường hợp khác. Vì vậy, ta kiểm tra cân bằng canô trong hai trường hợp nghiêng dọc và nghiêng ngang, trong 2 trường hợp canô kéo 1 người và kéo 2 người. Tuy nhiên, khi kéo đơn hay đôi ta tính cho một kích cỡ dù. Nên chỉ cần kiểm tra trong trường hợp kéo 2 người, nếu đủ cân bằng thì trường hợp kéo 1 người thoả mãn. Góc của dây kéo thay đổi, theo khảo sát thực tế góc kéo dù thay đổi trong giới hạn từ (0-80 0 ). Do đó ta chỉ kiểm tra cho các trường hợp góc kéo điểm hình là: 0 0 ; 30 0 ; 45 0 ; 60 0 ; 80 0 . Lực Fk trong trường hợp này được phân thành 2 thành phần lực 1 F và 2 F được thể hiện trên hình 3.13. + F 1 = F k .sin(  ) + F 2 = F k .cos(  ) Fk  O F1 F2 4 Kết quả tính được thể hiện trong bảng 3.19 Hình 3.13: Hình tách lực Bảng 3.19: Bảng tính lực thành phần F1 và F2 Người kéo Góc kéo (α) Sin(α) Cos(α) F k (N) F 1 (N) P 1 (tấn) F 2 (N) P 2 (tấn) 0 0 1 1513 0 0 1513 0.1513 30 0.5 0.866 1267 633.5 0.063 1097. 0.109 45 0.7 0.7 1014 709.8 0.070 709.8 0.070 60 0.86 0.5 771 663.06 0.066 385.5 0.038 2 người 80 0.984 0.173 280 275.52 0.027 48.44 0.004 1, Kiểm tra nghiêng dọc khi kéo dù. Như phân tích lực ở trên hình 3.13, thành phần F 2 song song với mặt cắt dọc giữa canô, nên thành phần này gây ra nghiêng dọc nhỏ có thể bỏ qua.Ta chỉ quan tâm tới thành phần F 1 và kiểm tra cân bằng cho hai trường hợp. + Trường hợp I: 100% dự trữ và kéo dù Bảng 3.20: Tính trọng lượng và trọng tâm khi kéo dù với góc 0 0 TRỤC X TRỤC Z TT Các thành phần tải trọng P(tấn ) X(m ) Mx(T.m ) Z(m) Mz(T.m ) 1 Canô không 1.05 -0.85 -0.8925 0.45 0.4725 2 Nhiên liệu 0.1 -0.65 -0.065 0.35 0.035 3 TT + hành lý 0.15 0.5 0.075 1.65 0.2475 4 Kéo 2 người 0 -1.8 0 1.6 0 5 5 Tổng cộng 1.3 Xg =-0.67885 Zg =0.580769 Bảng 3.21: Tính trọng lượng và trọng tâm khi kéo dù với góc 30 0 TRỤC X TRỤC Z TT Các thành phần tải trọng P(tấn ) X(m ) Mx(T.m ) Z(m) Mz(T.m ) 1 Canô không 1.05 -0.85 -0.8925 0.45 0.4725 2 Nhiên liệu 0.1 -0.65 -0.065 0.35 0.035 3 TT + hành lý 0.15 0.5 0.075 1.65 0.2475 4 Kéo 2 người 0.063 -1.8 -0.1134 1.6 0.1008 5 Tổng cộng 1.363 Xg =-0.73067 Zg =0.62788 Bảng 3.22: Tính trọng lượng và trọng tâm khi kéo dù với góc 45 0 TRỤC X TRỤC Z TT Các thành phần tải trọng P(tấn ) X(m ) Mx(T.m ) Z(m) Mz(T.m ) 1 Canô không 1.05 -0.85 -0.8925 0.45 0.4725 2 Nhiên liệu 0.1 -0.65 -0.065 0.35 0.035 3 TT + hành lý 0.15 0.5 0.075 1.65 0.2475 4 Kéo 2 người 0.071 -1.8 -0.1278 1.6 0.1136 5 Tổng cộng 1.371 Xg =-0.73691 Zg =0.633552 Bảng 3.23: Tính trọng lượng và trọng tâm khi kéo dù với góc 60 0 TRỤC X TRỤC Z TT Các thành phần tải trọng P(tấn ) X(m ) Mx(T.m ) Z(m) Mz(T.m ) 1 Canô không 1.05 -0.85 -0.8925 0.45 0.4725 2 Nhiên liệu 0.1 -0.65 -0.065 0.35 0.035 3 TT + hành lý 0.15 0.5 0.075 1.65 0.2475 6 4 Kéo 2 người 0.066 -1.8 -0.1188 1.6 0.1056 5 Tổng cộng 1.366 Xg =-0.73302 Zg =0.630015 Bảng 3.24: Tính trọng lượng và trọng tâm khi kéo dù với góc 80 0 TRỤC X TRỤC Z TT Các thành phần tải trọng P(tấn ) X(m ) Mx(T.m ) Z(m) Mz(T.m ) 1 Canô không 1.05 -0.85 -0.8925 0.45 0.4725 2 Nhiên liệu 0.1 -0.65 -0.065 0.35 0.035 3 TT + hành lý 0.15 0.5 0.075 1.65 0.2475 4 Kéo 2 người 0.027 -1.8 -0.0486 1.6 0.0432 5 Tổng cộng 1.327 Xg =-0.70166 Zg =0.601507 + Trường hợp II: 10% dự trữ và kéo dù: Bảng 3.25: Tính trọng lượng và trọng tâm khi kéo dù với góc 0 0 TRỤC X TRỤC Z TT Các thành phần tải trọng P(tấn ) X(m ) Mx(T.m ) Z(m) Mz(T.m ) 1 Canô không 1.05 -0.85 -0.8925 0.45 0.4725 2 Nhiên liệu 0.01 -0.65 -0.0065 0.35 0.0035 3 TT + hành lý 0.15 0.5 0.075 1.65 0.2475 4 Kéo 2 người 0 -1.8 0 1.6 0 5 Tổng cộng 1.21 Xg =-0.68099 Zg =0.597934 Bảng 3.26: Tính trọng lượng và trọng tâm khi kéo dù với góc 30 0 TRỤC X TRỤC Z TT Các thành phần tải P(tấn ) X(m Mx(T.m Z(m) Mz(T.m 7 trọng ) ) ) 1 Canô không 1.05 -0.85 -0.8925 0.45 0.4725 2 Nhiên liệu 0.01 -0.65 -0.0065 0.35 0.0035 3 TT + hành lý 0.15 0.5 0.075 1.65 0.2475 4 Kéo 2 người 0.063 -1.8 -0.1134 1.6 0.1008 5 Tổng cộng 1.273 Xg =-0.73637 Zg =0.647526 Bảng 3.27: Tính trọng lượng và trọng tâm khi kéo dù với góc 45 0 TRỤC X TRỤC Z TT Các thành phần tải trọng P(tấn ) X(m ) Mx(T.m ) Z(m) Mz(T.m ) 1 Canô không 1.05 -0.85 -0.8925 0.45 0.4725 2 Nhiên liệu 0.01 -0.65 -0.0065 0.35 0.0035 3 TT + hành lý 0.15 0.5 0.075 1.65 0.2475 4 Kéo 2 người 0.071 -1.8 -0.1278 1.6 0.1136 5 Tổng cộng 1.281 Xg =-0.74301 Zg =0.653474 Bảng 3.28: Tính trọng lượng và trọng tâm khi kéo dù với góc 60 0 TRỤC X TRỤC Z TT Các thành phần tải trọng P(tấn ) X(m ) Mx(T.m ) Z(m) Mz(T.m ) 1 Canô không 1.05 -0.85 -0.8925 0.45 0.4725 2 Nhiên liệu 0.01 -0.65 -0.0065 0.35 0.0035 3 TT + hành lý 0.15 0.5 0.075 1.65 0.2475 4 Kéo 2 người 0.066 -1.8 -0.1188 1.6 0.1056 5 Tổng cộng 1.276 Xg =-0.73887 Zg =0.649765 8 Bảng 3.29: Tính trọng lượng và trọng tâm khi kéo dù với góc 80 0 TRỤC X TRỤC Z TT Các thành phần tải trọng P(tấn ) X(m ) Mx(T.m ) Z(m) Mz(T.m ) 1 Canô không 1.05 -0.85 -0.8925 0.45 0.4725 2 Nhiên liệu 0.01 -0.65 -0.0065 0.35 0.0035 3 TT + hành lý 0.15 0.5 0.075 1.65 0.2475 4 Kéo 2 người 0.027 -1.8 -0.0486 1.6 0.0432 5 Tổng cộng 1.237 Xg =-0.70542 Zg =0.619806 * Tính toạ độ trọng tâm khi kéo dù . Khi kéo dù trọng tâm của canô bị thay đổi toạ độ trong tâm mới được tính theo công thức sau: X GT = dG dGdGG PP PXPX   Z GT = dG dGdGG PP PZPZ   Trong đó: X G , Z G : là hoành độ và cao độ trọng tâm canô khi chưa kéo dù X Gd , Z Gd : Là hoành độ và cao độ của lực tác dụng vào canô khi kéo dù. P G, P d : Khối lượng canô khi không kéo dù và khối lượng canô khi kéo dù. Kết quả tính được thể hiện trong bảng 3.30. 9 Bảng 3.30: Bảng tính toạ độ trọng tâm khi kéo dù Góckéo (  ) 0 0 15 0 30 0 45 0 60 0 80 0 Trục tính X GT Z GT X GT Z GT X GT Z GT X GT Z GT X GT Z GT X GT Z GT TH I -0.6 0.47 - 0.69 0.49 - 0.72 0.53 - 0.68 0.53 -0.7 0.54 -0.7 0.55 TH II -0.3 0.47 - 0.35 0.49 - 0.36 0.51 - 0.37 0.47 -0.3 0.53 0.41 0.54 10 Bảng 3.31: Bảng tính kiểm tra cân bằng canô trong trường hợp kéo dù doc tâm Các trường và góc kéo Trường hợp I Trường hợp II T T Đại lượng Ký hiệu Đơ n v ị 0 0 30 0 45 0 60 0 80 0 0 0 30 0 45 0 60 0 80 0 4 Hoành độ trọng tâm X g m - 1.31 - 1.3 5 - 1.3 6 - 1.37 - 1.38 - 1.2 8 - 1.33 - 1.3 4 - 1.35 - 1.36 5 Hoành độ tâm nổi X c m - 1.19 -1.2 -1.2 -1.2 -1.2 -1.1 - 1.12 - 1.1 2 - 1.21 - 1.21 6 Hiệu hai toạ độ X g - X c m - 0.12 - 0.1 5 - 0.1 6 - 0.17 - 0.18 - 0.1 8 - 0.21 - 0.2 2 - 0.14 - 0.15 7 Cao độ trọng tâm Z g m 0.3 0.4 0.4 0.47 0.49 0.2 0.41 0.4 0.49 0.5 [...]... Tm= d+ Tm m 17 Chiều chìm đuôi Tđ= d- Tl m Xf) T /L m 0.0 0.02 3 0.32 0.3 4 0 0.42 0.4 5 94 0 0 5 0.0 0.0 0.0 0.04 0.02 0.03 0.03 0.03 5 49 3 0.2 0.2 0.25 0.2 0.29 0.28 0.30 0.30 9 9 6 46 0.5 0.5 0.54 0.5 0.50 0.51 0.49 0.49 0 04 3 5 13 Nhận xét: Khi kéo dù dọc theo chiều dọc canô, trọng tâm của canô bị dịch chuyển về phía sau, lúc này canô bị nghiêng dọc, mũi canô bị nhấc lên khi kéo dù So sánh hai... canô bị nghiêng dọc, mũi canô bị nhấc lên khi kéo dù So sánh hai trường hợp này với hai trường hợp tải trọng theo quy phạm khi canô chở khách (không kéo dù) là: 100% dụ trữ đầy khách và 10% dự trữ đầy khách thì giá trị này thay đổi như sau: Tính cho trường hợp lớn nhất khi kéo dù, chiều chìm mũi giảm 33%, chiều chìm đuôi giảm 10% ...11 1 8 9 10 Bán kính ổn định dọc Cao độ tâm nổi Chiều cao ổn định tâm dọc 11 Chiều dài canô 12 Nghiêng dọc 13 14 Hoành độ trọng tâm MĐN Nghiêng dọc mũi R Zc H0= R+Zc-Zg L T = (Xg- Xc).L/H0 Xf Tm =(L/2- m 5.98 6.1 m 0.21 m m m m m 5.89 4.95 5 9 6.1 6.35 6.35 0.2 0.2 2 2 0.21 0.21 5.5 6 . trọng tâm canô khi chưa kéo dù X Gd , Z Gd : Là hoành độ và cao độ của lực tác dụng vào canô khi kéo dù. P G, P d : Khối lượng canô khi không kéo dù và khối lượng canô khi kéo dù. Kết quả. bằng canô khi kéo dù. Khi kéo dù, canô không chở khách, thuyền viên biên chế với số lượng 2 người. Canô chỉ kéo dù trong trường hợp gió trời từ cấp 1 đến 3, thời tiết đẹp. Ngoài ra, sẽ không kéo. 1 Chương 17: Kiểm tra ổn định khi kéo dù không ch ở khách 3.7.6. 1.Tính lực keo dù. +  :Góc hợp giữa lực P và Fg .  = (90-  ). * Tính lực của gió tác dụng vào dù: (F g ) Loại dù