Hệ thống điều khiển cánh lái liệng máy bay a320

Chơng Giới Thiệu Tổng Quan Về Hệ Thống Điều Khiển Trên A320 Máy bay A320 loại máy bay dân dụng cỡ nhỏ, ứng dụng công nghệ điểu khiển điện - điện tử tiên tiến Điều thể qua tính kỹ thuật hệ thống điều khiển A320 : 1.1 Tính kỹ thuật Chiều dài tàu bay : 37.57 m Chiều cao tàu bay : 11.76 m Đờng kính thân máy bay : 3.96 m Sải cánh : 34.1 m Diên tích cánh : 123 m2 Số động :2 Số động phụ :1 Trọng tải tối đa cất cánh : 73.5 : 15 ữ 20 Trọng tải thơng mại Số hành khách quy định : 150 hành khách Số hành khách tối đa : 180 hành khách Khả chứa nhiên liệu lớn : 23860 lít tơng đơng 18,728 Vận tốc bay đờng dài : 750 ữ 800 km/h Tầm bay xa từ 2000 ữ 4000 km Hình: Các kích thớc máy bay A320 1.2 Hệ thống điều khiển máy bay 1.2.1 Giới thiệu chung Là hệ thống điều khiển fly by wire Với hệ thống điều khiển dạng này, khả ứng dụng công nghệ tin học-điện tử khai thác sử dụng cao Điều làm cho máy bay giảm đợc khối lợng kết cấu đáng kể trình điều khiển lại đơn giản an toàn, độ xác cao có trợ giúp máy tính Điều khiển bay máy bay A320 đợc thực hai chế độ: +Chế độ bán tự động: chế độ có trợ giúp ngời phi công trình điều khiển (flight control) +Chế độ tự động lái (auto pilot) : tự động hoàn toàn, tất trình điều khiển bay máy tính điều khiển Quá trình điều khiển diễn theo: tín hiệu điều khiển đợc chuyển thành tín hiệu điện qua máy tính trung tâm tới cấu chấp hành dạng tín hiệu điện đóng mở van điện từ để điều khiển cấu chấp hành ( cấu chấp hành phần tử thuỷ lực) hệ thống hiển thị A320 hình tinh thể lỏng 1.2.2 Nguyên tắc điều khiển Điều khiển bay điều khiển dựa cân ổn định máy bay theo trục toạ độ Việc điều khiển đợc thực nhờ mặt phẳng điều khiển thông thờng Các mặt phẳng bao gồm: cánh tà trớc, cánh tà sau, cánh lái liệng, cánh lái hớng, cánh lái độ cao với cánh phá dòng phục vụ cho trình điều khiển máy bay đợc rễ ràng Điều khiển góc nghiêng cánh (góc liệng ) góc chúc ngóc (roll and pitch control ) loại điều khiển điện, sử dụng hai máy tính số ELAC (elevator aileron computer) SEC ( spoiler elevator computer) Mỗi máy tính có khả điều khiển máy bay theo hai trục ox oy Điều khiển góc lái hớng thăng ngang hệ thống thủy đảm nhiệm Đặc điểm hệ thống dùng thuỷ lực khí, điện hoàn toàn hệ thống hoạt động đợc Tuy nhiên điều kiện bình thờng, vài chức điều khiển cánh lái hớng nh cân băng khí động, giảm lắc ngang máy tính tăng độ ổn định bay FAC (Flight Augmentation Computer ) đảm nhận Hình 2: Các Mặt phẳng điều khiển máy bay A320 Các máy tính ELAC, SEC, tập trung giữ liệu điều khiển bay FCDC ( Flight Control Data Concentator ) đồng hồ đo gia tốc thẳng đứng tạo thành hệ thống điều khiển bay điện EFCS (Electrical Flight Control System ) Hệ thống EFCS đợc xây dung dựa nguyên tắc: + Dự phòng d thừa không đồng dạng + EFCS co ELAC, SEC, FCDC gia tốc kế Các máy tính ELAC, SEC có khả điều khiển góc nghiêng cánh góc trúc ngóc máy bay A320 Hai kiểu máy tính khác biệt cấu trúc bên trong, phần mềm vi xử lí Giảm sát, việc giám sát mối máy tính ( ELAC SEC ) đợc thực nh sau : + Kênh giám sát: mối máy tính gồm hai kênh cách li điện nh vật lí Một kênh có chức điều khiển kênh có chức giám sát chức Kênh giám sát thờng xuyên so sánh kết máy tính không cho phát tín hiệu chấp hành xảy sai lệch kết + Khả tự giám sát: Mối kênh có khả phát cố từ tín hiệu đột biến mà thu hay phát, cung nh phát h hỏng bên cách kiểm tra vi xử lí giám sát mức điện áp nguồn bên + Kiểm tra chéo: Mỗi kênh điều khiển giám sát hợp với thờng xuyên trao đổi thông tin qua dẫn số, qua thống khẳng định thông tin nhận đợc từ truyền cảm thông tin khác + Tự động kiểm tra độ an toàn bật nguồn điện nguồn áp suất đợc thực không cần di chuyển điều khiển Việc lắp đặt điều khiển phải tuân theo quy tắc riêng Cách dây theo chức năng, kiểu tín hiệu cho đờng đảm bảo chống sét đánh cho dây 1.2.3 Điều khiển bánh lái liệng (Aileron) Điều khiển nghiêng cánh máy bay đợc thực cánh lái liệng đầu cánh đợc trợ giúp phá dòng hay gọi bù khí động Các bánh lái liệng đợc điều khiển tay từ cần điều khiển bên (side stick controller ) tự động tự động lái (auto pilot ) hay chức giảm tải lực khí động (load elleviation function ) Mối cánh lái liệng đợc truyền động hai điều khiển secvo nhận tín hiệu từ hai máy tính điều khiển cánh lái liệng cánh lái độ cao (ELAC) sử dụng hệ thống thuỷ lực khác Các secvor khác với cấu chấp hành khác thờng có cảm biến vị trí cho phép dngf xylanh vị trí Trong chế độ bay bình thờng chức nghiêng cánh bánh lái liệng ELAC1 điều khiển secvor liên quan đảm nhận, ELAC2 chế độ dự phòng, secvor làm việc chế độ giảm chấn (damping mode ) Chức giảm lực tải cánh lái liệng đợc thực hai ELAC với secvor Khi xảy cố bánh lái liệng đợc tự động chuyển sang điều khiển ELAC2 ( chức nghiêng cánh, giảm lực tải ), điều khiển secvor hợp với chuyển sang chế độ hoạt động, secvor khác lại chuyển sang làm việc chế độ giảm chấn (dao động) Nếu có cố liên tiếp secvor cánh lái liệng không điều khiển đợc chúng chuyển sang chế độ giảm chấn Chế độ đợc tự động kích hoạt xảy áp hệ thống tuỷ lực Hai cần điều khiển bên (side stick controller ) đợc đặt khoang lái Chúng có cảm biến giá trị góc liệng góc trúc ngóc với cấu tảo giả (hay cảm giác tay lái feel mechanism) có chốt hãm dùng cuộn lõi động (solenoid operate detend ) để đa cần vị trí trung gian tự động lái đợc kích hoạt Nguồn thuỷ lực: Hình: Các nguồn thủy lực máy bay A320 Các hệ thống điều khiển bay đợc cung cấp nguồn thuỷ lực độc lập, với dự phòng d thừa cho với hai hệ thống thuỷ lực bị hỏng, hệ thống lại cho phép máy bay hoạt động khoảng thời gian cho phép giới hạn thông số bay + Việc phân phối kiểm tra hoạt động hệ thống thuỷ lực đợc thực van: * Các van u tiên:các van u tiện đợc lắp đặt đầu vào phận sau cho phép chúng kích hoạt trớc: - Hệ thống Blue: motor điều khiển nguồn CPU cánh tà sau - Hệ thống Green: Các motor điều khiển nguồn cánh tà trớc cánh tà sau - Hệ thống Yellow: motor điều khiển nguồn cánh tà sau - Để áp suất cung cấp cho phận điều chỉnh bay không bị sụt 130 bar (1885 psi) nhiều hệ thống thuỷ lực khác đợc sử dụng đồng thời * Van đo dòng rò: Các khối van cách li bảo dỡng mặt đất đợc lắp đặt đờng nguồn thuỷ lực hệ thống điều khiển bay cho phép đo đợc dòng rò bên phận điều khiển đặt sau ( phía hạ lu ) Các van nh thực kiểm tra phát kẹt van * Van an toàn: Để bảo vệ hệ thống Green trờng hợp cháy động cơ, ngời ta đặt van an toàn phía trớc xylanh trớc Qua đặc điểm hệ thống máy bay A320 ta nhận thấy A320 máy bay tầm trung phù hợp với điều kiện khai thác Việt Nam: với u điểm hệ thống điều khiển việc sử dụng máy tính với cấu chấp hành phần tử thiết bị thuỷ lực làm giảm đáng kể kết cấu máy bay A320 đặc biệt thiết bị thuỷ lực tạo lên hệ thống thuỷ lực theo dõi giúp cho trình tự động hoá điều khiển đợc thực dễ dàng, xác an toàn Với việc sử dụng nguyên tắc điều khiển dự phòng, d thừa theo dõi giám sát nâng cao độ an toàn tin cậy xác trình điều khiển A320 Đó đặc điểm bật máy bay A320 so với loại máy bay khác thực tế trình khai thác bảo dỡng chững minh đợc điều Chơng Lý thuyết điều khiển hệ thống điều khiển cánh lái liệng máy bay A320 Để hiểu đợc lý thuyết điều khiển máy bay ta cần biết Sự cân Sự bền vững (sự ổn định) Sự điều khiển 2.1 Sự cân bền vững 2.1.1 Sự cân Cân trạng thái vật có lực momen tác động lên mà vật giữ nguyên đợc trạng thái ban đầu Riêng máy bay ta phải xác định đợc vị trí cân Trục dọc OX trục xuyên suốt dọc thân hớng phía mũi máy bay Trục OY trục thẳng đứng vuông góc với trục OX nằm mặt phẳng đối xứng máy bay Trục OZ nằm mặt phẳng vuông góc với OX OY Các momen làm cho máy bay quay xung quanh trục OX gọi momen lực vòng Các momen làm cho máy bay quay xung quanh trục OY momen hớng Các momen làm cho máy bay quay xung quanh trục OZ momen lắc dọc 2.1.2 Sự bền vững Các trạnh thái cân trạng thái cân bền vững trạng thái cân không bền vững Cân bền vững cân tự trở trạng thái cân ban đầu mà không cần tác động phi công sau ngừng lực tác động lên Cân không bền vững cân mà bm không tự trở trạng thái cân ban đầu Thực tế tất máy bay cân bền vững,nếu máy bay bền vững chế độ bay bền vững chế độ bay khác 2.2 Sự điều khiển máy bay 2.2.1 Định nghĩa Sự điều khiển máy bay đợc hiểu khả bay theo ý muốn phi công thông qua phơng tiện điều khiển nh vô lăng, cần lái, bàn đạp, tự động lái Để điều khiển máy bay đợc dễ dàng thiết bị lái phải đợc thiết kế cho ngời lái cảm nhận đợc tác động hành động điều khiển Nếu nh máy bay nhạy cảm điều khiển máy bay trở nên khó khăn 2.2.2 Cân ngang, bền vững điều khiển 2.2.2.1 Cân ngang Để đạt đợc trạng thái cân ngang máy bay tổng momen lực trục X phía phải tổng momen lực trục X phía trái.Để đạt đợc cân máy bay đợc thiết kế cho cân xứng so với mặt phẳng OXZ Máy bay đợc cân vè trọng lợng mà đợc cân tính khí động Tính chất khí động xác định tơng ứng hình dạng, trọng lơng, kích thớc 2.2.2.2 Bền vững Sự cân ngang bị phá vỡ có dịch chuyển cánh lái liệng có dòng khí thổi bên cánh Sự ảnh hởng lớn cân ngang thờng phát sinh hai lực đẩy hai động không 2.2.2.3 Điều khiển Để khắc phục cân ngang máy bay hai đầu cánh có hai cánh lái liệng, cánh lái liệng trái phải đợc dịch chuyển đồng thời góc độ nhng theo hai hớng khác Sự ổn định ngang máy bay khả tự triệt tiêu phát sinh làm cho máy bay nghiêng sau tác động bên 2.3 Hệ thống điều khiển 2.3.1 Giới thiệu chung nguyên lý điều khiển Mô hình học máy bay đợc thể dới dạng vật bay có điều khiển với sáu bậc tự do, sáu bậc tự đợc xác định lực momen đặc trng cho tác động cơ, cánh tà, cánh liệng, cánh lái độ cao Sự chuyển động máy bay đợc thể di chuyển không gian theo thời gian so với vật chuẩn gọi hệ toạ độ Vị trí máy bay so với hệ toạ độ với tham số động lực học Để thực đợc trình điều khiển trớc tiên phải xác định đợc lực momen tác động lên máy bay Hay nói cách khác xác định đợc tín hiệu đầu vào hệ thống điều khiển Dựa vào quy luật bảo toàn động lợng ta xác định đợc lực momen dQ = Fi dt dF = ( r.F ) dt Trong + Q = ( mi F ) Động lợng hệ + K = (r.m.V ) Vector tổng momen động lợng Nếu máy bay đợc coi vật cứng hoàn toàn từ hai công thức ta có: m dV =F dt dK =M dt Các hệ toạ độ sử dụng: Trong thực tế có nhiều hệ toạ độ sử dụng nhiều mục đích khác ta dùng hệ toạ độ nga với số loại sau Hệ toạ độ mặt đất trực chuẩn (hình a): Đợc xác định nh sau: Các trục OXg OZg nằm mặt đất, hớng tuỳ theo nhiệm vụ, trục OYg vuông góc với mặt đất theo hớng trực chuẩn Hệ toạ độ gắn với máy bay gọi hệ toạ độ gắn liền (hình b) Đây hệ toạ độ hay đợc sử dụng nhất, hệ toạ độ có gốc O dặt trọng tâm máy bay có: Trục OX hớng theo dây cung cánh (dây cung khí động trung 10 Trong chế độ bình thờng, chức nghiêng cánh cánh lái liệng ELAC1 điều khiển Servo liên quan đảm nhận, ELAC2 chế độ dự phòng, củaServo làm chế độ giảm chấn Chức Hình:khi Vị Servo trí điều việc khiểntrong cánh lái liệng giảm lực tải cánh lái liệng đợc hai ELAC Servo Khi xảy cố, cánh lái liệng đợc tự động chuyển sang điều khiển ELAC2, điều khiển Servo hợp chuyển sang chế độ hoạt động,các Servo khác lại làm việc chế độ giảm chấn Nếu có cố liên tiếp xảy khiến Servo 24 cánh lái liệng không điều khiển đợc chúng tự động chuyển sang chế độ giảm chấn Chế độ tự hoạt động trờng hợp áp suất hệ thống thuỷ lực Chơng 3: Kết cấu đặc điểm chịu tải cánh lái liệng 3.1 Giới thiệu cánh máy bay A320 Cánh phận để tạo lực nâng máy bay Cánh máy bay A320 cánh mũi tên đợc lắp phía dới thân với góc vểnh 5,11o Góc lắp canh 3,66o Trên cánh máy bay đợc lắp cánh lái để điều khiển máy bay Ngoài máy bay đợc lắp thùng dầu, thùng dầu trung tâm đợc đặt dới bụng máy bay, hai thùng dầu bên hai thùng dầu bên nằm cánh đối xứng qua thùng dầu trung tâm Hai thùng dầu phía cánh có tác dụng tăng áp Lợng dầu đợc bố trí thùng nh sau: Thùng chứa x 880 (lít) Thùng chứa x 6924 (lít) Thùng trung tâm chứa 8250 (lít) Nh tổng cộng lơng dầu lớn chứa máy bay : 23858 (lít) tơng đơng 18728 kg Một số thông số cánh máy bay - Diện tích cánh : 122,40 m2 - Sải cánh: 34,10 m - Gốc cánh: 15,15 % - Vị trí gấp cánh: 11,75 % - Tại mép cánh: 10,84 % Cánh lái liệng: đợc lắp mép sau phía cánh, bên cánh có cánh lái liệng, diện tích : 1,37m2 Tấm cản lng: có bên cánh đợc đánh số thứ tự từ đến từ Tấm số có diện tích : 1,88 m2 Tấm số có diện tích : 1,77 m2 Tấm số có diện tích : 1,11 m2 25 Tấm số có diện tích : 1,02 m2 Tấm số có diện tích : 1,02 m2 Tổng diện tích cản lng 2*6,8 m2 Cánh tà trớc : bên cánh có cánh tà đợc lắp mép trớc cánh đợc đánh số thứ tự từ đến Tấm số có diện tích : 1,58 m2 Tấm số có diện tích : 1,41 m2 Tấm số có diện tích : 1,49 m2 Tấm số có diện tích : 1,12 m2 Tấm số có diện tích : 1,02 m2 Cánh tà sau : lắp phía sau hai cánh phía gần thân, bên gồm cánh tà Diện tích cánh tà : 4,65 m2 Diện tích cánh tà : 5,89 m2 Mép cánh trớc ( bên cánh ) có cánh tà trớc nhằm tăng lực nâng cất hạ cánh Mép cánh sau có cánh tà cánh liệng cản lng số 2,3,4,5 có khả kết hợp với cánh liệng để tăng hiệu liệng máy bay Tấm cản lng dùng để phanh máy bay máy bay di chuyển mặt đất Riêng cản lng số 2,3,4 dùng làm giảm tốc độ máy bay bay không đầu mút cánh có thiết kế chắn để hạn chế tợng chảy tràn đầu cánh gây ảnh hởng đến khí động lực học máy bay bay Ngoài mép sau cánh có bố trí chổi phóng tĩnh điện, van nạp dầu 26 Hình 6: Cánh máy bay A320 3.2 Cánh lái liệng 3.2.1 Công dụng Cánh liệng đợc lắp mép sau phía cánh, bên cánh có cánh lái liệng, diện tích : 1,37m2 Cánh liệng quan điều khiển máy bay chuyển động quay quanh trục Ox1 Cánh lái liệng đợc điều khiển từ buồng lái thông qua cần lái cấu truyền động Để điều khiển máy bay quay quanh trục Ox1, cánh liệng ngời ta kết hợp điều khiển cấu sau: - Cánh tà liệng: Là cánh lái có chức cánh tà cánh liệng Tuỳ theo chế độ mà hoạt động theo chức loại cánh Khi cất hạ cánh làm chức cánh tà, bay làm chức cánh liệng Khi điều khiển đóng vai trò cánh tà cách thu thả vào hai cánh Khi làm việc nh cánh liệng chúng đợc điều khiển chuyển động ngợc chiều - Cánh liệng kết hợp với cánh lái lên xuống: Là cánh lái làm nhiệm vụ cánh liệng cánh lái lên xuống Khi lắc cần lái chúng chuyển động ngợc chiều làm việc nh cánh liệng, kéo đẩy cần lái chúng nghiêng phía với giá trị - Lái liệng lực đẩy: Dùng lực đẩy để điều khiển máy bay quay quanh trục Ox1, phơng pháp áp dụng máy bay độ cao cực lớn 3.2.2 Các tham số cánh liệng a Kích thớc hình học Các kích thớc hình học cánh lái liệng đợc thể hình sau: S- diện tích cánh bcl- dây cung cánh liệng 27 Lcl b bcl Các kích thớc cánh lái liệng lcl L/2 lcl- sải cánh liệng Lcl- khoảng cách từ tâm khí động cánh liệng đến trục dọc cánh máy bay b- dây cung điểm treo cánh liệng b Các tham số - Diện tích cánh liệng S, đợc xác định theo công thức: Scl = 2.bcl lcl Giá trị máy bay A320 là: 0,48 lần diện tích cánh - Dây cung cánh liệng: với máy bay thông thờng bcl = (0,2 - 0,25)b, cánh máy bay A320 bcl = 0,245b - Sải cánh liệng: lcl = (0,15 - 0,2)l - Hệ số mômen tĩnh cánh liệng: K cl = Scl ì lcl L Sì Thông số đợc xác định bằng: 0,035 - 0,07 - Góc nghiêng lớn cánh liệng: cl = (120 ữ 250 ) Trong giá trị âm cánh liệng nghiêng lên nhận giá trị dơng cánh liệng nghiêng xuống 28 3.2.3 Kết cấu cánh lái liệng: Cánh lái liệng đợc gắn mép sau cánh chính, nối với dầm (outer rear spar) sờn cánh 22 (RIB22) sờn cánh 27 (RIB27) Bộ điều khiển khí cánh lái liệng đợc điều khiển điện tử (electrrcally controlled) sử dụng lợng thủy lực để di chuyển mặt điều khiển Cánh lái liệng có cấu trúc hình nêm (wedge-shaped) có các thành phần cấu tạo sợi cacbon: - Sờn cánh kết thúc phía phía - Những sờn sờn cánh bên - Lớp vỏ dới, lõi tổ ong - Thanh dầm Mô tả thành phần: Vỏ trên, dới sờn cánh tạo thành dạng cánh lái liệng hình nêm Cấu trúc hình nêm đợc gia cố sờn cánh bên dầm Bảy giá đỡ hợp kim nhôm (machined aluminium brackets) Hai bảy giá đõ đợc nối với cấu chấp hành gắn cấu trúc cánh sau cố định Năm giá đỡ lại giá đỡ lề (hinge bracket) Các cấu chấp hành (actuators) đợc điều khiển điện tử sử dung lơng thủy lực để thu thả cánh lái liệng Cũng đợc gắn vào dầm màng ngăn hợp kim nhôm (aluminium) đệm phẳng (plate seals), thành phần có tác dụng làm cho dòng chảy qua cánh lái liệng trơn tru (smoother) Trên dầm có hai lỗ dùng để kiểm tra phần cuối cánh lái liệng đêm nhựa tổng hợp (silicon rubber seal) đợc gắn vỏ dới cánh lái liệng Bốn static discharger retainer đợc gắn mép sau cánh lái liệng 29 30 Sơ đồ kết cấu kết cấu phần tử cánh liệng giống nh sơ đồ kết cấu phần tử kết cấu cánh Chỉ khác theo mép trớc cánh liệng có bố trí đối trọng cân để tránh flutter Cánh liệng đợc cấu tạo xà trớc, xà sau, vỏ bọc diềm Xà trớc, xà sau, vỏ bọc đợc dập từ hợp kim nhôm Vỏ bọc đợc tán vào xà đinh tán cánh bên trái diềm đợc sử dụng nh điều chỉnh không điều khiển Diềm đợc cố định hai lớp vỏ đinh tán Phía trớc cánh liệng có đối trọng chống rung 31 3.3 Đặc điểm chịu tải cánh lái liệng 32 3.3.1.Các trờng hợp chịu tải Do cánh liệng phần kết cấu cánh có đặc điểm làm việc riêng, nhng không làm việc nh kết cấu cánh nên chịu tải tất trờng hợp chịu tải chung máy bay 3.3.1.1 Trờng hợp A Máy bay bay theo quĩ đạo cong với góc tơng ứng CYmax tải nA=nemax, áp lực động không lớn lắm.Trờng hợp đặc trng cho chế độ bay lấy độ cao, thoát ly khỏi bổ nhào có dòng khí thổi từ dới lên trờng hợp phần lớn tải tác dụng lên phần trớc cánh Thờng dùng tính bền cánh,đuôi thân cố định động 3.3.1.2.Trờng hợp A Máy bay bay theo quĩ đạo cong với góc nhỏ =(4ữ6) , tải nA = nemax , áp lực động qA = qmax max Hệ số an toàn f = 1,5 Trờng hợp đặc trng cho chế độ bay :thoát ly khỏi bổ nhào có dòng khí thổi vuông góc bổ nhào.Trờng hợp A khác với trờng hợp A phân bố tải vận tốc lớn , góc nhỏ 3.3.1.3.Trờng hợp B Máy bay bay với quĩ đạo cong vơi áp lực động qB = qmax max Quá tải nB =0,5nemax Hệ số an toàn f=2 Hệ số lực nâng C Y nhỏ so với trờng hợp A từ 2ữ3 lần Máy bay bay với góc = 1,5 ữ3.Lực khí động lùi sau gây tải lớn cho thành phần sau cánh 3.3.1.4 Trờng hợp C Máy bay bổ nhào với vận tốc lớn có đột ngột lệch cánh liệng lúc bổ nhào có dòng khí thổi làm lực nâng Y = Quá tải nC= áp lực động qC = qmax max Hệ số an toàn f = 3.3.1.5.Trờng hợp D Máy bay với quĩ đạo cong với góc tơng ứng với CYmin Quá tải nD = - 0,5nemax Hệ số an toàn f = 1,5.Trờng hợp đặc trng cho chế độ bay bổ nhào bay có òng khí thổi từ xuống.Trờng hợp gần giống với trờng hợp A song khác lực tác dụng theo chiều ngợc lại, phần tử A chịu kéo D chịu nén 3.3.1.6 Trờng hợp D 33 Máy bay bay theo quĩ đạo cong với góc âm nhỏ Trờng hợp đặc trng cho chế độ bay ngửa, thoát ly khỏi bổ nhào có dòng khí thổi ngang bổ nhào áp lực động qD = qmaxmax Quá tải nD = - 0,5 nemax Hệ số an toàn f = 1,5 Lực tác dụng trờng hợp gần giống trờng hợp A nhng phân bố gần giống A Bảng: Bảng tóm tắt tham số cho trớc trờng hợp: T.số STT ne CY q f 01 Tr.hợp A nemax 02 A n max 03 B 0,5n max 04 05 C D nemax 06 D n max CYmax nemax e e G/S n max e q maxmax G/S 0,5nemax q maxmax CYmin e n max q maxmax 1,5 qmaxmax 1,5 qmaxmax qmaxmax 1,5 nemax G/S q maxmax qmaxmax G/S e G/S 1,5 q maxmax 3.3.2 Tải tác dụng lên cánh liệng: 3.3.2.1 Khi cánh liệng không làm việc: - Khi cánh liệng không làm việc tải tác dụng lên nh tải tác dụng lên phần cánh Thông thờng ngời ta tính tải tác dụng lên cánh liệng, không nghiêng trờng hợp chịu tải A, A, D, D cánh 3.3.2.2 Khi cánh liệng làm việc: - Khi cánh liệng nghiêng ta xét máy bay bay trờng hợp chịu tải B C p cánh Khi trọng tải cánh liệng đợc tính qua lực khí động phản lực điểm treo nh điểm liên kết cánh liẹgn với tay đòn điều khiển Lực khối lợng cánh liệng nhỏ nên bỏ qua cl cl p1 l cl a0 pi 34 p2 Phân bố tải khí động cánh liệng - Tải khí động tác dụng lên cánh liệng tỷ lệ với diện tích áp lực động dòng khí Pcl=k*f*Scl*q Trong đó: + k: hệ số xác địng theo mức bền + f: hệ số an toàn theo trơng hợp chịu tải + Scl: diện tích cánh liệng + q: áp lực động - Tải phân bố tổng hợp theo sải, nằm đợng qua tâm áp AO tải phân bố đợc tính theo công thức: qcl = Pcl Pcl bcl = lcl Scl - Còn tải phân bố theo dây cung hình thang có giá trị mép trớc P1, mép sau P2 Qua thực nghiệm ngời ta thu đợc giá trị P1 P2, P1 đợc tính theo công thức: P1=f.0,64.qmax Khi P2 đợc tính từ điều kiện: P1 + P2 bcl = qcl M AO / Pi =0 - Điều kiện thứ điều kiện tổng hơp lực phân bố theo dây cung lực phân bố tổng hợp theo sải (diện tích hình thang lực phân bố theo dây cung lực tổng hợp mặt cắt lực phân bố tổng hợp theo sải qcl) - Điều kiện thứ điều kiện: mô men lực phân bố theo dây cung tâm áp không Hay nói cách khác: tổng hợp lực phân bố theo dây cung phải nằm tâm áp AO 35 - Khi biết P1 P2 ta xác định lực phân bố thành phần Pi dọc theo đờng vuông góc với prôfin qua điểm dây cung- tải phân bố - Để vẽ đợc biểu đồ nội lực theo sải ta chia cánh liệng làm nhiều điểm.Bằng công thức tính toán ta tính đợc độ dài dây cung thiết diện nh sau: bi = bm + bi bi = z(b0 + b m ) l cl Trong đó: - b0: dây cung gốc cánh - bm: dây cung mút cánh - z : khoảng cách thiết diện dọc theo sải - lcl : sải cánh liệng * Tải phân bố theo sải: P tt cl.t q cl.i = b cl.i s Các giá trị qttcl.i đợc ghi bảng 3.2 * Tải phân bố theo dây cung: tt Theo công thức: P1 = f.0,64.qmax ; q tt cl.i = P1 + P2 b cl.i Ta tính đợc tải phân bố theo dây cung cánh liệng 3.3.2.2.1 Xác định điểm đặt lực khí động đờng tâm áp XA0 Theo công thức: X A0 = P1 + 2P2 b cl 3(P1 + P2 ) 3.3.2.2.2 Xác định toạ độ tâm cứng XE0 Theo công thức: X E0 = X1H 21 + X H 22 Với X1,X2,H1,H2 đợc xác định nh sau: H1 + H H1 H2 X1 X2 36 Chọn tâm cứng cánh liệng đợc xác định nằm trục quay cánh liệng Tài liệu tham khảo [1] Giáo trình: Khí động học máy bay Tác giả: Nguyễn Phúc Ninh - NXB Học viện Phòng Không - Không Quân 2000 [2] Giáo trình: Các hệ thống máy bay Tác giả: Lã Hải Dũng-NXB Học viện Phòng Không-Không Quân 2001 [3] Giáo trình: Động lực học bay động chiến đấu Tác giả: Hoàng Lơng-NXB Học viện Phòng không-Không Quân 2001 [4] Giáo trình: Sửa chữa kỹ thuật hàng không: Tác giả: Nguyễn Thanh Hải - NXB Học Viện Phòng Không - Không Quân 2001 [5] Giáo trình: Kết cấu độ bền máy bay Tác giả: Đỗ Minh Khai - NXB Học viện Phòng Không - Không Quân 2001 [6] STRUCTURE REPAIR MANUAL [7] Aircraft maintence manual B-767 37 Mục lục Lời mở đầu Chơng 1: Giới thiệu tổng quan hệ thống điều khiển A320 1.1 Tính kỹ thuật máy bay 1.2 Hệ thống điều khiển máy bay 1.2.1 Giới thiệu chung 1.2.2 Nguyên tắc điều khiển 1.2.3 Điều khiển cánh lái liệng Chơng 2: Lý thuyết điều khiển hệ thống điều khiển cánh lái liệng máy bay A320 10 2.1 Sự cân bền vững 10 2.1.1 Sự cân 10 2.1.2 Sự bền vững 10 2.2 Sự điều khiển máy bay 11 2.2.1 Định nghĩa 11 2.2.2 Cân ngang, bền vững điều khiển 11 2.2.2.1 Cân ngang 11 2.2.2.2 Bền vững 11 2.2.2.3 Điều khiển 11 2.3 Hệ thống điều khiển 12 2.3.1 Giới thiệu chung nguyên lý điều khiển 12 2.3.2 Nguyên lý chung phân loại 15 2.3.2.1 Nguyên lý chung 15 2.3.2.2 Phân loại 17 2.3.3 Hệ thống điều khiển máy bay A320 23 2.3.3.1 Các mặt phẳng điều khiển 24 2.3.3.2 Các qui luật điềukhiển 24 2.4 Cơ cấu chấp hành thuỷ lực 24 2.5 Hoạt động hệ thống điều khiển cánh lái liệng 27 Chơng 3: Kết cấu đặc điểm chịu tải cánh lái liệng A320 30 3.1 Giới thiệu chung cánh máy bay A320 30 3.2 Cánh lái liệng 32 3.2.1 Công dụng 32 3.2.2 Các tham số cánh lái liệng 33 3.2.3 Kết cấu cánh lái liệng 35 3.3 Đặc điểm chịu tải cánh lái liệng 35 3.3.1 Các trờng hợp chịu tải 38 3.3.2 Tải tác dụng lên cánh lái liệng 40 3.3.2.1 Khi cánh lái liệng không làm việc 40 3.3.2.2 Khi cánh lái liệng làm việc 41 3.3.2.2.1 Xác định điểm đặt lực khí động đờng tâm áp XAO 43 3.3.2.2.2 Xác định toạ độ tâm cứng XEO 43 Tài liệu tham khảo 44 38 [...]... trình điều khiển ngang máy bay Điều khiển nghiêng cánh của máy bay đợc thực hiện bởi cánh lái liệng ở đầu Cần máy bay A320 cánh và đợc trợ giúp bởiHình bốn 5: tấm cảnláilng Các cánh lái liệng đợc điều khiển bằng tay từ cần điều khiển bên hoặc tự động bởi hệ thống tự động lái Mỗi cánh lái liệng đợc truyền động bởi hai bộ điều khiển Servo (hìnhH2.6) nhận tín hiệu từ hai máy tính cánh lái độ cao và cánh lái. .. hợp mất áp suất trong hệ thống thuỷ lực Chơng 3: Kết cấu và đặc điểm chịu tải của cánh lái liệng 3.1 Giới thiệu về cánh máy bay A320 Cánh là bộ phận cơ bản để tạo ra lực nâng của máy bay Cánh của máy bay A320 là cánh mũi tên đợc lắp phía dới thân với góc vểnh là 5,11o Góc lắp của canh là 3,66o Trên cánh chính của máy bay đợc lắp các cánh lái để điều khiển máy bay Ngoài ra trên máy bay còn đợc lắp các... của hệ thống thuỷ lực đợc biểu diễn: 2.3.3 Hệ Thống điều khiển của máy bay A320 Việc điều khiển thực hiện nhờ các mặt phẳng điều khiển Điều khiển góc nghiêng cánh ( Góc liệng) , và góc chúc ngóc là loạ điều khiển bằng điện, sử dụng hai máy tính số ELAC ( Elevaton Aileron Computer ) và SEC ( Spoiler Elevater Computer ) Mỗi máy tính đều có khả năng điều khiển máy bay theo hai trục ox và oy Việc điều khiển. .. khiển máy bay chuyển động quay quanh trục Ox1 của nó Cánh lái liệng đợc điều khiển từ buồng lái thông qua cần lái và các cơ cấu truyền động Để điều khiển máy bay quay quanh trục Ox1, ngoài cánh liệng thì ngời ta kết hợp điều khiển các cơ cấu sau: - Cánh tà liệng: Là cánh lái có chức năng của cánh tà và cánh liệng Tuỳ theo từng chế độ mà nó hoạt động theo chức năng của từng loại cánh Khi cất hạ cánh. .. năng của cánh tà, khi bay nó làm chức năng của cánh liệng Khi điều khiển thì nó đóng vai trò là cánh tà bằng cách thu ra thả vào ở cả hai cánh Khi làm việc nh cánh liệng chúng sẽ đợc điều khiển chuyển động ngợc chiều nhau - Cánh liệng kết hợp với cánh lái lên xuống: Là cánh lái làm nhiệm vụ của cả cánh liệng và cánh lái lên xuống Khi lắc cần lái chúng sẽ chuyển động ngợc chiều và làm việc nh cánh liệng, ... mút cánh có thiết kế tấm chắn để hạn chế hiện tợng chảy tràn đầu cánh gây ảnh hởng đến khí động lực học khi máy bay bay Ngoài ra ở mép sau của cánh có bố trí các chổi phóng tĩnh điện, các van nạp dầu 26 Hình 6: Cánh máy bay A320 3.2 Cánh lái liệng 3.2.1 Công dụng Cánh liệng đợc lắp ở mép sau phía ngoài của cánh, mỗi bên cánh chính có một cánh lái liệng, diện tích : 1,37m2 Cánh liệng là cơ quan điều khiển. .. gắn với cần điều khiển 2.5 Hoạt động của hệ thống điều khiển cánh liệng: Tính điều khiển ngang máy bay là khả năng máy bay quay quanh trục dọc của nó với vận tốc góc xác định khi nghiêng cần lái Điều khiển ngang máy bay do phi công thực hiện nhờ cần lái bằng cách ép sang phải hoặc sang trái, độ nghiêng lớn nhất của cần lái về mỗi bên là 14110 mm tơng ứng với góc nghiêng lớn nhất của cánh liệng là 201... động đến bánh lái Trong hệ thống này mọi hoạt động của hệ thống do phi công điều khiển Sơ đồ khối hệ thống điều khiển bằng cơ khí: * Ưu điểm: + Cấu tạo và thành phần đơn giản nên vận hành dễ dàng + Hệ thống an toàn tơng đối cao * Nhợc điểm: + Hệ thống điều khiển cồng kềnh có khối lợng lớn + Thời gian trong quá trình điều khiển dài + Hệ thống thanh truyền và dây cáp bố trí dọc thân máy bay nên không... của cánh lái liệng lcl L/2 lcl- sải cánh liệng Lcl- khoảng cách từ tâm khí động của cánh liệng đến trục dọc của cánh máy bay b- dây cung tại điểm treo cánh liệng b Các tham số chính - Diện tích cánh liệng S, đợc xác định theo công thức: Scl = 2.bcl lcl Giá trị này đối với máy bay A320 là: 0,48 lần diện tích cánh chính - Dây cung cánh liệng: với máy bay thông thờng thì bcl = (0,2 - 0,25)b, đối với cánh. .. giảm lực nâng cánh 2.3.3.2 Các qui luật điều khiển Các qui luật điều khiển máy bay đợc sử dụng trong tong giai đoạn trong chuyến bay, chúng đợc cài đặt trong phần mềm máy tính Các qui luật điều khiển khác nhau và các phơng thức bảo vệ liên quan dùng trong điều khiển A320 gồm có: + Qui luật điều khiển thông thờng góc chúc ngóc (bay dài, hạ cánh, điều khiển THS, bảo vệ góc tấn) + Điều khiển chuyển động