Nghiên cứu khai thác đường tiến khí (thiết bị vào) trên máy bay phản lực siêu âm

B GIO DC V O TO TRNG I HC BCH KHOA H NI Trn c Cng NGHIấN CU KHAI THC NG TIN KH (THIT B VO) TRấN MY BAY PHN LC SIấU M Chuyờn ngnh : Mỏy v Thit b thy khớ LUN VN THC S KHOA HC MY V THIT B THY KH NGI HNG DN KHOA HC : I T PGS TS NGUYN MINH XUN H Ni 2011 Nghiờn cu khai thỏc ng tin khớ (thit b vo) trờn mỏy bay phn lc siờu õm MC LC Trang Trang ph bỡa Li cam oan Danh mc cỏc ký hiu, cỏc ch vit tt Danh mc cỏc bng Danh mc cỏc hỡnh v, th M U CHNG TNG QUAN V NG TIN KH (THIT B VO) XY DNG NHIM V NGHIấN CU 1.1 Khỏi quỏt v ng tin khớ trờn mỏy bay phn lc siờu õm 1.1.1 Yờu cu, chc nng, cụng dng ng tin khớ trờn mỏy bay phn lc siờu õm 1.1.2 Phõn loi ng tin khớ trờn mỏy bay phn lc siờu õm 1.2 c im lm vic ca ng tin khớ trờn mỏy bay phn lc siờu õm 1.2.1 c tớnh lm vic ca ng c v ng tin khớ trờn mỏy bay phn lc siờu õm 13 13 1.2.1.1 c tớnh lm vic ca TBV vt õm 13 1.2.1.2 c tớnh lm vic ca ng c tua bin phn lc 21 1.2.2 c tớnh bay ca mỏy bay giai on ct h cỏnh 30 1.2.3 Cỏc phng phỏp xõy dng c tớnh s dng ca ng c 31 1.2.3.1 Phng phỏp xõy dng c tớnh s dng ca CTBPL bng thc nghim 1.2.3.2 Phng phỏp xõy dng c tớnh s dng ca CTBPL bng tớnh toỏn 31 31 32 1.3 Xõy dng nhim v nghiờn cu 1.3.1 Vai trũ ca TK bo m an ton bay 32 1.3.2 C s khoa hc gii quyt nhim v nghiờn cu 33 CHNG NGHIấN CU BO M LM VIC N NH NG C (cho mt loi ng c v ng tin khớ trờn mỏy bay phn lc siờu õm Vit Nam) 2.1 c im kt cu v lm vic ng c tua bin phn lc lung 36 Nghiờn cu khai thỏc ng tin khớ (thit b vo) trờn mỏy bay phn lc siờu õm 3.2 ỏnh giỏ bn li chn trờn TK bo v ng c -31 93 3.2.1 Xõy dng mụ hỡnh tớnh toỏn 93 3.2.1.1 Mụ hỡnh dm dn ca li chn 93 3.2.1.2 S t ti lờn li 94 3.2.2 bn ca li chn bo v ng c trờn TK 94 3.2.2.1 Vi nột v SAP-2000 94 3.2.2.2 S dng SAP-2000 tớnh toỏn h dm dn (li chn) 95 KT LUN V KIN NGH 97 TI LIU THAM KHO 100 PH LC 102 Nghiờn cu khai thỏc ng tin khớ (thit b vo) trờn mỏy bay phn lc siờu õm Chng Tng quan v ng tin khớ (thit b vo) Xõy dng nhim v nghiờn cu 1.1 Khỏi quỏt v ng tin khớ (TK) trờn mỏy bay phn lc siờu õm (MBPLSA) 1.1.1 Yờu cu, chc nng, cụng dng TK trờn MBPLSA Thit b vo (TBV) v ng tin khớ (TK) - Sau õy ta gi chung l thit b vo l mt thnh phn khụng th tỏch ri c ca thit b ng lc ca CPLKK nhm a khụng khớ vo ng c v dựng nú lm cht cụng tỏc Thit b ng lc cú CTBK lm vic mỏy bay ct cỏnh, cng nh bay vi tc nh di õm, khụng khớ i vo TBV t mụi trng bờn ngoi di tỏc dng ca s h ỏp sinh trc mỏy nộn ng c Trong iu kin bay tc gn õm, c bit vi tc trờn õm, vai trũ ca TBV tng lờn mt cỏch rừ rt Nhim v chớnh ca nú l cung cp khụng khớ (dn khớ), nộn s b khụng khớ v n nh trng ỏp sut, nhit , tc ca dũng khớ trc mỏy nộn, s dng mt cỏch hiu qu ỏp sut ng ca dũng khớ chuyn ng vo ng c tng ỏp sut khụng khớ trc ng c Tớnh hiu qu v tớnh n nh quỏ trỡnh lm vic ca TBV c c trng bng hng lot tham s Cỏc tham s quan trng l: - H s bo ton ỏp sut ton phn TBV; - H s lc cn ngoi CxTBV; - H s lu lng ; - d tr lm vic n nh Ky,TBV; - Nhng tham s ỏnh giỏ mc ng u v tớnh n nh ca dũng chy ca ca TBV Khi cú s hóm dũng lý tng (ng entropi) ca khụng khớ, mc tng ỏp sut c tớnh l t s gia ỏp sut ton phn v ỏp sut tnh TBV,lt p*H = , tng lờn nhanh theo s tng ca MH Mi quan pH h TBV ,lt = f (M H ) c biu din trờn hỡnh 1.1 bng ng nột t Trong quỏ trỡnh hóm dũng thc, luụn luụn cú tn tht, hu qu ca nú l ỏp sut ton phn sau TBV pB* s nh hn so vi ỏp sut ton phn dũng khụng nhiu ng pH Nh vy s gim sc tng thc t ca ỏp sut vo TBV TBV = p*B pH Mc tn tht quỏ trỡnh hóm dũng thc ca khụng khớ xỏc nh bng TBV , ph thuc vo s MH ca dũng chy ti v vo phng phỏp t chc quỏ trỡnh hóm dũng S hóm dũng ca dũng di õm xy vi tn tht khụng ln ma sỏt v s to xoỏy v vỡ th giỏ tr TBV khụng khỏc Nghiờn cu khai thỏc ng tin khớ (thit b vo) trờn mỏy bay phn lc siờu õm T cỏc iu núi trờn cho thy kt lun u tiờn v yờu cu i vi TBV l: tn tht ỏp sut ton phn TBV phi l nh nht Vn th hai l tu thuc vo iu kin bay v ch lm vic ca ng c, lu lng khụng khớ chuyn qua TBV s thay i nhng phm vi khỏc Lu lng khụng khớ ln nht, cú th c qua TBV vi din tớch ca vo l FTBV nhng giỏ tr tc trờn õm cho trc v mt khụng khớ H, s c xỏc nh bng cụng thc GKKmax = H.V.FTBV nhng iu kin ny, lu lng khụng khớ thc t GB cú th khỏc c bn so vi GKKmax din tớch thit din thu hp dũng chy FH b gim so vi FTBV nh trờn hỡnh v 1.2 Vic gim FH gõy nờn vic lch dũng chy khụng khớ trc ca vo kờnh bờn ca TBV s lm gim lu lng thc t (GKK = H.V.FH) H s lu lng dựng ỏnh giỏ kh nng thụng qua ca TBV, = G KK F = H H s lu G KK max FTBV lng c s dng rng rói phõn tớch iu kin lm vic phi hp ca TBV v ng c Nh vy TBV phi m bo cung cp khớ ng c hot ng n nh mi ch Vn th ba l ngoi tn tht bờn dũng chy khụng khớ vo ng c, quỏ trỡnh lm vic ca TBV din vi nhng tn tht lc y thng lc cn bờn ngoi XTBV S xut hin lc cn bờn ngoi XTBV gõy nờn bi s nhiu ng dũng khụng khớ vo TBV hu qu ca s tỏc ng ca lc chờnh ỏp v lc ma sỏt cú hng chng li lc y ng c Lc cn ngoi to bi TBV cú th dn n s gim rt ln lc y hiu dng ca thit b ng lc (trong mt s trng hp n 20 ữ 30%) Vỡ vy vic m bo giỏ tr ti thiu XTBV phi coi nh yờu cu c bn th ba vic t chc quỏ trỡnh lm vic ca TBV H s lc cn ngoi ca TBV c xỏc nh bng biu thc C XTBV = X TBV , õy q - ỏp sut q.FM ng ca dũng khụng nhiu ng, FM thit din ct ngang ca TBV Nhng thnh phn chớnh ca lc cn ngoi ca TBV trng hp tng quỏt gm: lc cn ca vnh XV, lc cn ph Xph v lc cn lỏ x khớ XX, cú ngha l XTBV = XV + Xph + XX Nhng nguyờn nhõn xut hin cỏc thnh phn riờng r ca lc cn ngoi ca TBV vt õm biu din trờn hỡnh 1.2 Lc cn XV xut hin sut d pv v lc ma sỏt trờn b tỏc ng ca lc ỏp mt nghiờng ca Nghiờn cu khai thỏc ng tin khớ (thit b vo) trờn mỏy bay phn lc siờu õm TBV (ng tin khớ) ca cỏc mỏy bay vt õm hay hin khỏc nhu cu bo m lu lng khụng khớ v b trớ ng c, to nờn tớnh a dng hỡnh hc v gii phỏp kt cu Chỳng ta hóy xem xột nhng dng c bn ca TBV trờn õm bng cỏch phõn loi chỳng theo cỏc du hiu di õy: - S súng kớch c s dng hóm dũng khớ trờn õm - S b trớ súng kớch so vi b mt ca vo TBV - Dng mt ct ca vo TBV - S b trớ TBV trờn thit b Trờn cỏc mỏy bay dựng bay khụng ln ng vi s M < 1,5 ngi ta s dng TBV n gin vi t trc mt phng ca vo bay vi tc trờn õm thng thng mt súng kớch thng nhng MH ú h s bo ton ỏp sut ton phn súng kớch thng KT cũn khỏ ln (khụng nh hn 0,96 ữ 0,93) V mt kt cu nhng TBV nh vy c thc õm cú cỏc cnh vo khỏ sc dựng súng u mt cng mnh v lc cn ngoi cú liờn quan ti cỏc rng cựng vi khuynh hng ca v s tng trang b lc y ca mỏy hin nh TBV di ngn nga s to ngn nga s tng súng ú Cn lu ý nhng nm gn õy bay quõn s, lnh Hỡnh 1.3 S ph thuc mm vo s M H i vi h súng kớch -Thng; - Xiờn+thng; 3- 4- Xiờn+thng Xiờn+thng vc s dng cỏc TBV loi ny ó m rng n MH = 1,6 ữ 1,7 Trong trng hp ú s tn tht lc y tng tn tht súng kớch thng (KT = 0,895 ữ 0,856) phn ln s c bự tr bng gim lng kt cu ca TBV giỏ tr M H khỏ ln, giỏ tr KT s gim rt nhanh (hỡnh 1.3 th 1) Tn tht ỏp sut ton kớch thng cú th gim i c dũng vt õm n s M nh ớch ú ngi ta s dng hóm bng dng c bit B mt hóm cú th cú dng (hỡnh 1.4) ng thi lm chm li phn súng nu nh s b hóm hn M H Vi mc profin hoỏ b mt Hỡnh 1.4 B mt hóm vi ng vin trn tru (ng entanpi) ng vin trn tru mt cỏch s b dũng vt õm c thc hin mt súng kớch xiờn v hng lot súng nộn cng yu (ng entropi) Trong thc t vic s dng cỏc TBV kiu ny kộo theo hng lot cỏc khú khn b mt hóm s b kộo di (khi lng TBV s tng lờn, xut hin nh hng õm rt ln ca nht, vic iu khin TBV phc tp) Nhng trờn cỏc thit b bay siờu õm cú mt ch lm vic, TBV loi ú cú th c s dng rng rói, bi vỡ chỳng m bo mc tn tht ỏp sut ton phn nh nht Nghiờn cu khai thỏc ng tin khớ (thit b vo) trờn mỏy bay phn lc siờu õm Trong TBV kiu nộn hn hp, mt phn súng kớch xiờn phõn b trc b mt ca vo, cũn phn na thỡ bờn kờnh (hỡnh 1.5b) Trong nhng TBV nh vy kờnh bờn khong cỏch t mt phng ca vo n hng khớ TBV cú dng thu hp, cũn hng TBV cỏch xa vnh TBV c im khỏc bit ca TBV dng nộn l s Hỡnh 1.6 Thit b vo i xng trc phõn b tt c cỏc súng kớch xiờn xut hin sau mt phng ca vo (hỡnh 1.5c) Hin TBV dng nộn ngoi c s dng rng rói nht TBV dng nộn hn hp v c bit l TBV nộn v nguyờn tc cú th m bo quỏ trỡnh hóm cú hiu qu hn ca dũng chy vt õm ch tớnh toỏn, nhng hng lot c im lm vic ca cỏc loi TBV ny gõy khú khn ln vic s dng chỳng Tu theo dng mt ct ca vo ngi ta chia l TBV phng v TBV khụng gian (i xng trc) Trong loi TBV phng, b mt hóm c to thnh bng cỏch profin hoỏ nờm, cũn thit din vo cú dng hỡnh ch nht ụi c bo v nh cỏc im gúc Kờnh bờn ca TBV dng nh vy c thc hin bng cỏch chuyn tip dn dn t mt ct ca vo dng ch nht sang dng trũn trc ca vo ng c Trong nhng thit b vo phng iu chnh c cú th thc hin c thay i cỏc tham s hỡnh hc phm vi ln ú l nhng u im chớnh ca cỏc loi TBV dng ny Trong cỏc TBV i xng trc to h súng kớch xiờn ngi ta s dng chúp profin hoỏ, thit din vo ca TBV dng hỡnh trũn cũn kờnh bờn cú dng vnh khuyờn sau ú chuyn tip sang dng trũn Tu thuc vo s phi trớ TBV trờn mỏy bay, ngi ta chia loi TBV t chớnh din v TBV t ộp sn TBV t chớnh din l loi TBV t phn mi ca thõn hay cỏc thuyn ng c riờng bit v lm vic dũng khụng nhiu ng (hỡnh 1.6) Vi gúc tn nh hay thit b bay trt, TBV chớnh din thng l cỏc TBV i xng trc, chỳng m bo vic nộn khụng khớ cú hiu qu vi mc khụng ng u hay xung dũng chy trc ng c nh TBV t gn mt phn b mt no ú ca thit b bay ngi ta gi l TBV t ộp sn Chỳng gm loi TBV t bờn sn (hỡnh 1.7), bờn thõn v di cỏnh (hỡnh 1.8) Thụng thng chỳng l loi phng vi b trớ nờm bc t ngang hay t ng Nghiờn cu khai thỏc ng tin khớ (thit b vo) trờn mỏy bay phn lc siờu õm Thụng thng bt c TBV no (cú hoc khụng c iu khin) c tớnh cho s M hon ton xỏc nh ca dũng chy vo c ký hiu l Mp Vi TBV chớnh din giỏ tr Mp c chn bng giỏ tr M cc i ca chuyn bay bay gn giỏ tr ú Vi TBV ộp sn giỏ tr Mp c chn vi s tớnh n vic hóm s b (hóm ) dũng chy chy bao cỏc chi tit t trc thit b bay S TBV nộn ngoi phng nhiu súng kớch tiờu biu trờn hỡnh 1.9 Tham s hỡnh hc chớnh ca TBV l: FTBV - din tớch caCavo; hỳt khớ Fh - din tớch hng; FB - din m tớch ca 1, 2, 3,gúc lch ca b mt hóm tng bc c = i gúc tng hp ca b mt hóm i =1 V,K - gúc gp ca vnh; V,N - gúc ngoi ca vnh; l1, l2, l3 khong cỏch cỏc np gy khỳc ca b mt hóm so vi b mt ca vo Khi cú dũng vt õm chy bao b mt hóm c thit k dng nờm ba tng, s to nờn cỏc súng xiờn m gúc lch ca cỏc súng ny so vi trc TBV c xỏc nh bng giỏ tr M ca dũng chy v giỏ tr gúc lch cỏc tng riờng r i Vi cỏc giỏ tr Mp ó bit v vi cỏc gúc lch ó chn ca tng tng i, khong cỏch cỏc np gy ca nờm l1, l2 v l3 thng ngi ta chn cho tt c súng kớch xiờn hi t trờn vnh TBV - nh biu din trờn hỡnh 1.10a Khi thc hin ny, lung khụng khớ i vo TBV vi thit din l FH bng thit din FTBV, lu lng khụng khớ bng lu lng cc i cú th ( = 1) v khụng tn ti iu lc cn ph Sau vt qua h súng kớch xiờn, dũng chy lch mt gúc c v b chm li ỏng k, nhng l tc trờn õm Khi chy vo phn thu hp ca kờnh bờn trong, dũng vt õm tip tc b hóm, Hỡnh 1.10 S dũng chy TBV nộn ngoi M H = M P a S dũng chy trờn õm kờnh bờn b S vi súng mt u ca vo Hỡnhchy 1.9 s Sdng TBV phng nhiu np gy tớnh toỏn c S gi nh ca dũng kin Nghiờn cu khai thỏc ng tin khớ (thit b vo) trờn mỏy bay phn lc siờu õm khụng n nh dũng chy nh hn nhiu vựng hng, iu ny c bit thun li s dng s kiu ny cho TBV ộp sn cú kờnh ca ng tin khớ ngn T ú rỳt nhn xột rng lc cn ph xut hin ta s dng s dũng chy cú súng u mt ca vo thng khụng ln, ng thi phm vi nú cú th c bự tr bng lc hỳt to lc hỳt ny thng ngi ta s dng vnh hi b lm cựn mộp phớa trc C hai s dũng chy xột trờn u khỏ phc vic tớnh toỏn S dũng chy n gin thng c dựng vic tớnh toỏn, tng ng vi s trờn hỡnh 1.10c Trong s ny h súng kớch xiờn c kt thỳc cú iu kin bng súng kớch thng, phõn b trc tip mộp vnh v chỳng khụng lan truyn vo dũng chy bờn S dng s tớnh toỏn dũng chy, chỳng ta xem xột phng phỏp chn gúc tng tng i v tng c ca b mt hóm v gúc gp ca vnh V,K Chỳng ta hóy bt u t TBV phng n gin, cú b mt hóm dng nờm tng cú gúc c v TBV ny c tớnh cho s Mp = 2,5 (hỡnh 1.11) H s bo ton ỏp sut ton phn h súng xiờn + thng c to bi nờm nh vy s c xỏc nh bng tớch M = K N v nu Mp khụng i thỡ nú ch ph thuc vo c Khi c = 0, s khụng tn ti súng xiờn (K = 1,0) lỳc ny ch cú mt súng kớch thng c to ra, nờn m = KT Khi gúc c tng, cng súng xiờn tng, tn tht súng ny tng nh vy K gim, nh c biu din bng ng nột t trờn hỡnh 1.8 Nhng cng súng xiờn tng, tc dũng chy sau súng ny gim, cú ngha l cng súng thng kt thỳc cng gim, tn tht súng ny cng gim v KT tng (xem ng nột t trờn hỡnh 1.11) mt gúc tng no ú c gi l ti u c, opt, tớch s K.KT t giỏ tr bt u gim tn tht tng quỏ ln Hỡnh 1.11 gii thớch mi quan h s m = f ( c ) cc i, sau ú súng xiờn Tng tip gúc nờm n c,max dn n s bin cht h súng kớch vo u súng u mt ra, tn tht ú cú th so vi tn tht mt súng thng Nh thy rừ rng t hỡnh 1.11, vi s Mp = 2.5 tn tht ỏp sut ton phn h súng xiờn + thng c c, opt l tng i ln v m, max khụng vt quỏ 0,75 Nhng tn tht ny cú th gim c, nu ta dựng h cú s lng nhiu súng xiờn hn Nhng nghiờn cu lý thuyt cho thy, t c m, max cỏc gúc gy khỳc i ca b mt hóm phi c chn t iu kin cõn bng cng ca tt c cỏc súng kớch xiờn (khỏi nim cng ca súng kớch c hiu l t s gia tc quy i Nghiờn cu khai thỏc ng tin khớ (thit b vo) trờn mỏy bay phn lc siờu õm v tng tn tht súng xiờn cng nh (trong gii hn m cú th nhn c s hóm ng entropi ca dũng vt õm m = 1,0) Th hai: Khi MH tng thỡ c, opt tng Cú th gii thớch nh sau: S MH cng ln, cng hóm dũng cỏc súng xiờn s cng ln vy s gim c tn tht súng kt thng Tng cng súng xiờn vi s lng cho trc t c bng cỏch tng gúc i cú ngha l bng cỏch tng gúc tng c Th ba: Giỏ tr c, opt gn vi giỏ tr cc i c, max, ti ú tng cui cựng ca nờm s to súng u mt i trờn hỡnh 1.12a v 1.12b cỏc im ng vi giỏ tr c, max c ni bng ng nột t Khi MH < 2,5 giỏ tr c, opt thc t s trựng vi giỏ tr c, max Vỡ vy, thc hin dũng chy vi cỏc súng xiờn liờn kt cn thit phi chn gúc c nh hn c, opt mt ớt Th t: Vi mt s M nh ca dũng khụng khớ chy ti gúc c, opt ca dũng chy i xng trc s ln hn trng hp dũng chy phng iu ny cú th gii thớch rng s lan truyn dũng chy hu hn, gúc nún to súng kớch xiờn cú cng cho trc phi ln hn gúc nờm Giỏ tr gc tng c, opt m bo nhn c m, max s M = ữ bng 24 ữ 380 cho dũng chy phng v 30 ữ 450 cho dũng chy i xng trc Trong thc t c ca TBV nộn ngoi ngi ta chn nh hn nhiu so vi c, opt iu ny cú ngha l m bo dũng chy vt õm vo kờnh ca TBV, cnh ca nú phi t di mt gúc gp V,K, giỏ tr nh nht ca gúc ny theo iu kin khụng cú s tỏch ri súng u mt s cng ln nu s M sau súng xiờn cui cựng cng nh, cú ngha l gúc tng c cng ln Vic tn ti gúc gp dn n vic xut hin lc cn súng ca vnh XV, gim lc cn ny cn gim mt cỏch hp lý V,K v nh vy c Vic gim gúc c s thun li cho cu trỳc dũng chy trờn b mt hóm Lp biờn to nờn phớa trờn b mt nờm tng (chúp), cú khuynh hng tỏch di tỏc ng ca gradient ỏp sut dng, m gradient ny cng ln nu c cng ln Gim gradient ỏp sut gim gúc c cho phộp nga s tỏch dũng lp biờn trờn b mt hóm v nh vy s lm gim nh hng xu n trng tc trc ca vo kờnh bờn Khi tớnh n s cn thit gim lc cn ca vnh v nga s tỏch dũng trờn b mt hóm giỏ tr gúc c hp lý cho TBV nộn ngoi s M tớnh toỏn Mp = ữ nm phm vi 200 ữ 300, ng thi giỏ tr gúc gp V,K t 50 ữ 100 Ta xột cỏc cú liờn quan vi vic chn thit din ca vo FTBV v hng Fh ca TBV nộn Nghiờn cu khai thỏc ng tin khớ (thit b vo) trờn mỏy bay phn lc siờu õm Cr = 3600.g NL Pr (1 + m) 0,8977 1.077 1.2162 1.3232 1.4053 kg/(daN.h) 0.58688 0.59631 0.81338 1.2072 1.2654 (x105)N M 0.5 1.5 PH 70045 70045 70045 70045 70045 Pa TH 216.5 216.5 216.5 216.5 216.5 K 164.23 328.46 492.68 656.91 m/s PH* = PH / ( H ) 0.0651 0.0772 0.1232 0.2389 0.5092 (x105)Pa TH* = TH / ( H ) 216.5 227.325 259.8 313.925 389.7 K Ti thit din ca vo MNTA (1-1) P1* = PH* TBV 0.6948 0.8292 1.2861 2.4814 5.2614 (x105)Pa T1* = TH* = TH / ( H ) 268.5 281.9 332.2 389.3 483.3 K 288 TH* 1,0357 1,0107 0,94544 0,86008 0,77195 1.076 1.0677 1.0317 0.962 0.8656 0,84159 0,85447 0,90223 0,92024 0,88957 1,4463 1,4392 1,4157 1,3802 1,312 *KTA (Tra th 1.17) 0.8866 0.9144 0.9683 1.0337 1.0639 *KTA = *KTA *KTA 0.7625 0.7864 0.8327 0.889 0.9149 e* *KTA = + KTA * KTA 1,5303 1,5141 1,4607 1,4131 1,3507 PX* = P1* *KTA 0.2528 0.2965 0.4341 0.7664 1.3610 (x105)Pa TX* = T1* *KTA 410,9 426,85 470,64 550,17 652,8 K 1,0357 1,0107 0,94544 0,86008 0,77195 *KCA (Tra th 1.17) 1.0507 1.0451 1.0211 0.9494 0.7671 *KCA = *KCA , *KCA 6,8434 6,7431 6,2613 5,1471 3,7005 e *KCA = KCA 1,7324 1,7251 1,689 1,597 1,4533 *KCA (Tra th 1.17) 0.8713 0.9019 0.963 1.0295 1.0539 *KCA = *KCA0 *KCA 0,83852 0,85355 0,89754 0,91164 0,86891 e* *KCA = + KCA *KCA 1,8734 1,8495 1,7676 1,6549 1,5217 P = Pr G KK H=3km Ti thit din ca vo C (H-H) V = M kRTH n1qc= n1 *KTA (Tra th 1.17) *K ,TA = *KTA , *KTA k * k e *KTA = KTA Ti thit din ca vo MNCA (X-X) n2qc= n2 288 TH* k * k Ti thit din ca MNCA (2-2) * * * Nghiờn cu khai thỏc ng tin khớ (thit b vo) trờn mỏy bay phn lc siờu õm L KTA (m + 1) + g NL 1.8809 1.9566 2.1584 2.5984 3.3643 (x105) J/kg 311,96 314,99 313,3 312,42 297,13 K 0,23505 0,23222 0,22007 0,2111 0,21277 1,3073 1,3025 1,2822 1,2676 1,2703 2,9444 2,9008 2,723 2,6004 2,6227 P3* P = * TCA 0.54061 0.63426 0.918440 1.3957 1.7666 (x106)Pa TY* = T3* TTCA 1.2871 1.3193 1.4019 1.4706 1.3853 (x103)K 162,04 168,57 185,95 223,86 289,84 0,15169 0,15394 0,1598 0,1834 0,25207 1,1788 1,182 1,1902 1,2246 1,337 1,9406 1,9616 2,0173 2,2627 3,2239 PY* *TTA 2.7858 3.2334 4.5528 6.1683 5.4798 (x105)Pa T4* = TY* TTTA 1.125 1.1507 1.216 1.2468 1.0955 (x103)K 5,7141 5,6902 5,4931 5,884 8,4554 PI* = P4* 2.7858 3.2334 4.5528 6.1683 5.4798 (x105)Pa TI* = T4* 1.125 1.1507 1.216 1.2468 1.0955 (x103)K 0.2376 0.2787 0.4081 0.7204 1.2793 (x105)Pa 2.6138 3.0462 4.3546 6.6038 8.5535 (x105)Pa 940,43 951,64 971,57 971,52 872,04 K 3,7316 4,3489 6,2168 9,428 12,211 1,3864 1,4401 1,5736 1,7449 1,8606 748,86 788,8 870,46 941,98 928,95 L TTA = TTCA = 1 e TCA L TCA K, R, , K T = * TCA T3 *TCA e TCA K *TCA , K , T = /(1 * TCA ) T3 *TCA Ti thit din ca vo TBTA (Y-Y) * Y TTTA = 1 e TTA L TTA K, R, , K T = * TTA TY *TTA e TTA K *TTA K , K , T ) = /(1 * TTA TY *TTA Ti thit din ca TBTA (4-4) P4* = * * T* = TTA TCA Trc bung trn(I-I) Bung trn PII* = PX* II P4* + .PII* 1+ * T + m.TX* * TBT = 1+ m * P MF = BT PH * = PBT k , e MF = ( MF ) C = k, k, R , T * m/s Nghiờn cu khai thỏc ng tin khớ (thit b vo) trờn mỏy bay phn lc siờu õm DAC TINH TD-DC G=90%G0, H=0-1-2-3 km x 10 Luc day 90% Tieu hao 90% 1.8 1.6 1.4 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 M 1.2 1.4 1.6 1.8 Hỡnh 2.6a th c tớnh tc - cao GKK=90%GKK,0, H=0-1-2-3 km 1.5 DAC TINH TD-DC G=90%G0, H=0 x 10 1.4 Luc day 90% Tieu hao 90% 1.3 1.2 1.1 Cr P Cr P 1.2 0.9 0.8 0.7 0.6 0.2 0.4 0.6 0.8 M 1.2 1.4 1.6 1.8 Hỡnh 2.6b th c tớnh tc - cao GKK=90%GKK,0, H=0 x 10 DAC TINH TD-DC G=90%G0, H=1km Nghiờn cu khai thỏc ng tin khớ (thit b vo) trờn mỏy bay phn lc siờu õm DAC TINH TD-DC G=90%G0, H=2km x 10 1.5 1.4 Luc day 90% Tieu hao 90% 1.3 1.2 1.1 Cr P 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.2 0.4 0.6 0.8 M 1.2 1.4 1.6 1.8 Hỡnh 2.6d th c tớnh tc - cao GKK=90%GKK,0, H=2 km 14 DAC TINH TD-DC G=90%G0, H=3km x 10 13 Luc day 90% Tieu hao 90% 12 11 10 Cr P 0.2 0.4 0.6 0.8 M 1.2 1.4 1.6 1.8 Hỡnh 2.6e th c tớnh tc - cao GKK=90%GKK,0, H=3 km 1.5 x 10 1.4 1.3 1.2 Cr(G KK =100 So sanh DAC TINH H=0 Luc day 100% Luc day Cr 90%(G =90%) KK Tieu hao 100% Tieu hao 90% Nghiờn cu khai thỏc ng tin khớ (thit b vo) trờn mỏy bay phn lc siờu õm Hỡnh 2.7b So sỏnh Cr, P GKK=90%GKK,0 v GKK=100%GKK,0, H=1 km 1.5 So sanh DAC TINH H=2km x 10 Luc day 100% Luc day 90%Cr(GKK=90%) Tieu hao 100% Tieu hao 90% 1.4 1.3 1.2 1.1 Cr(G KK =100 Cr P 0.9 P(G KK P(G KK =100%) =90%) 0.8 0.7 0.6 0.5 0.2 0.4 0.6 0.8 M 1.2 1.4 1.6 1.8 Hỡnh 2.7c So sỏnh Cr, P GKK=90%GKK,0 v GKK=100%GKK,0, H=2 km 14 So sanh DAC TINH H=3km x 10 Luc day 100% Cr(GKK=90%) Luc day 90% Tieu hao 100% Tieu hao 90% 13 12 11 10 Cr(G KK =100 Cr P P(G KK P(G KK =100%) =90%) 0.2 0.4 0.6 0.8 M 1.2 1.4 1.6 1.8 Hỡnh 2.7d So sỏnh Cr, P GKK=90%GKK,0 v GKK=100%GKK,0, H=3 km Bng 2.3 Bng so sỏnh Cr ; P cỏc cao H=0 ; ; ; km lu lng khụng khớ GKK=90%GKK,0 vi lu lng khụng khớ GKK=100%GKK,0 M 0,5 1,5 Nghiờn cu khai thỏc ng tin khớ (thit b vo) trờn mỏy bay phn lc siờu õm Chng ỏnh giỏ kh nng lm vic ca li chn trờn TK bo v ng c -31 3.1 Xỏc nh ti va chm ca chim (vt n hi) vo li chn (vt rn) 3.1.1 Xỏc nh ti xut hin bi toỏn va chm bo v ng c khụng hỳt phi vt ngoi lai, trờn ng dn khớ ca mỏy bay cú trang b li chn Trng hp chu ti ln v nguy him nht i vi li chn l trng hp va phi chim bay Ta coi chim l vt n hi, va vo li l vt rn tuyt i tớnh toỏn ti va chm, ta cú th mụ hỡnh bi toỏn vi chim l vt th n hi va vo li l vt rn tuyt i (trong trng hp tớnh li nh vt n hi, thỡ ti va chm s nh hn) Bi toỏn c mụ hỡnh theo hỡnh v 3.1 X1 X2 V x L Hỡnh 3.1 Mụ hỡnh hoỏ quỏ trỡnh va chm Trong mụ hỡnh ny, chim c mụ hỡnh l vt n hi (1) cú chiu di L, thit din mt ct ngang S, lng riờng , bay vi tc V (tng ng vi tc mỏy bay) va vo li l tng rn tuyt i (2) Khi va chm, s dch chuyn u ca mt ct trờn (1) theo trc x ph thuc vo to x ca mt ct ú v thi gian t Ta cú: u=u(x,t) Trng thỏi bờn ca h thng c c trng bi bin dng = u / x v ng sut Mt cỏch gn ỳng, ta coi chim l vt n hi, bin dng tuõn theo nh lut Hook: = E (3.1) ú: E l mụ un n hi, ph thuc vo tớnh cht ca vt liu Xột phõn t dx trờn vt n hi Khi ny u trỏi ca phõn t cú ng sut l - (x) , cũn u phi l ( x + dx ) = ( x) + / xdx , lng ca phõn t l Sdx , cũn gia tc l u / t T iu kin cõn bng lc ta cú: Nghiờn cu khai thỏc ng tin khớ (thit b vo) trờn mỏy bay phn lc siờu õm ' (ct0 + x ) ' (ct0 x ) = (3.7) Khi vt n hi chuyn ng vi tc V va chm vo tng cng tuyt i, ti thi im va chm t0 tc ca tt c cỏc im trờn vt nh nhau, tr tc biờn phi x=x2 l bng khụng t gc to ti im va chm, thi im t0=0, ta cú x2=0, x1=-L iu kin biờn cú dng: (ct ) + (ct ) = 0, (3.8) Ly o hm phng trỡnh trờn nhn c: ' ( y ) = ' ( y ) (3.9) iu kin biờn th hai (3.5) cú th vit di dng: ' ( y + l) = ' ( y l) (3.10) Phõn b tc c mụ t bng cong thc: V c (3.11) V 2c (3.12) ' ( x ) + ' ( x ) = Gii h (3.7), (3.11) nhn c: ' ( y ) = ' ( y ) = Cỏc cụng thc (3.6), (3.9), (3.12) mụ t cng súng, phõn b vi tc c v phớa u t do: tt c cỏc im nm bờn trỏi mt súng cú tc bng V, nhng ng sut bng khụng, cỏc im nm bờn phi mt súng cú tc bng khụng, cũn ng sut = EV / c Khi vt n hi b bin dng hon ton, thi gian t c l t1=L/c, vi L l chiu di ca vt Khi ny quỏ trỡnh va chm kt thỳc ng lng va chm cú ln l: mV, vi m l lng vt va chm; V l tc va chm Phng trỡnh cõn bng ng lng cú dng: t1 mV = Fdt (3.13) ú F l lc xut hin va chm Nu ly giỏ tr lc trung bỡnh: mV=Ftbt1 ta cú Ftb=mV/t1 (3.14) (3.15) Thay giỏ tr m = SL v cỏc biu thc ca t1 , c vo (3.15), cú: Ftb=EVS/c (3.16) Nh vy, tớnh c ti va chm, cn xỏc nh c giỏ tr mụ un n hi E v lng Nghiờn cu khai thỏc ng tin khớ (thit b vo) trờn mỏy bay phn lc siờu õm Vi cỏc s liu thu c sau thớ nghim, tớnh ti va chm cho trng hp c th chim va vo li ca mỏy bay -30 Cỏc tham s u vo: +Tc ch bay cú th va chm vi chim: 450 km/h; +Khi lng chim: 0,5 kg; +Chiu cao ca chim t th nm: L=8 cm; +Cỏc s liu v , S v E c ly qua kt qu th nghim Thay cỏc tham s vo cụng thc (3.3) v (3.16), tớnh c ti va chm cho trng hp c th ny l 205 daN vi thi gian va chm l: t1=0,0269 giõy 3.2 ỏnh giỏ bn li chn trờn TK bo v ng c -31 3.2.1 Xõy dng mụ hỡnh tớnh toỏn 3.2.1.1 Mụ hỡnh dm dn ca li chn Hỡnh 3.2 S ng tin khớ v li bo v 1- ng c ; 2- Nờm ; 3- Li bo v ; 4- Ca hỳt khớ ng tin khớ Nghiờn cu khai thỏc ng tin khớ (thit b vo) trờn mỏy bay phn lc siờu õm Hỡnh 3.4 Tham s hỡnh hc ca dm Hỡnh 3.5 S ti tỏc dng lờn li 3.2.2 bn ca li chn bo v ng c trờn TK 3.2.2.1 Vi nột v SAP-2000 SAP-2000 l mt chng trỡnh phn t hu hn tng quỏt cú kh nng phõn tớch tnh hc v ng hc, phõn tớch tuyn tớnh v phi tuyn i vi cỏc h thng kt cu Chng trỡnh ny cũn l mt cụng c tớnh toỏn rt mnh m thit k cỏc kt cu theo cỏc tiờu chun AASHTO, ACT v AISC ca Hoa K, m cỏc tiờu chun ny ang c s dng rng rói ti Vit Nam cng nh cỏc nc ASEAN khỏc Th vin cỏc phn t hu hn mu bao gm loai phn t : - Phn t FRAME (khung) cú chiu cú dng hỡnh lng tr hoc bt k - Phn t SHELL (v) cú chiu ; - Phn t ASOLID (bn) cú chiu ; - Phn t SOLID (khi) cú chiu ỏng chỳ ý nht l SAP-2000 cú th gii c cỏc bi toỏn phõn tớch tnh hc v ng hc SAP-2000 chy trờn mụi trng WINDOW vi giao din thun tin cho cụng vic lp mụ hỡnh, phõn tớch kt cu, tớnh toỏn kt cu theo cỏc tiờu chun thit k núi trờn, sau ú th hin kt cỏc kt qu tớnh toỏn thit k di dng cỏc hỡnh v ha, biu ni lc, chuyn v, phn lc, cỏc dng dao ng riờng, vv Quỏ trỡnh phõn tớch mt kt cu bt k u gm phn : - X lý s b cỏc s liu nhp ; Nghiờn cu khai thỏc ng tin khớ (thit b vo) trờn mỏy bay phn lc siờu õm Dựng phng phỏp phn t hu hn, vi vic s dng phn mm chuyờn dựng SAP-2000 v ANSYS, cho thy ng sut ln nht trờn li (phn cú l thụng khớ) l daN/mm2 , cũn ng sut ln nht ti nỳt trờn kt cu (phn tip giỏp gia li v gõn tng cng) l 43,6 daN/mm2 (Hỡnh 3.7) Hỡnh 3.7 Kt qu tớnh ng sut trờn li So vi kh nng chu ti ca vt liu lm li l hp kim Titan, cú ng sut cho phộp l 210 daN/mm2, thỡ li hon ton bn trng hp va chm c th ó cho Kt lun tc bay di 450 km/h, vi lng va p ca chim 0,5 kg li m bo bn ng sut li t l thun vi lng ca chim, ú li s m bo bn n lng ca chim l 2,5 kg Nghiờn cu khai thỏc ng tin khớ (thit b vo) trờn mỏy bay phn lc siờu õm KT LUN V KIN NGH Thc t khai thỏc mỏy bay, c bit vi cỏc mỏy bay tc cao mỏy bay siờu õm, ngnh hng khụng ó gp nhiu khú khn phi i phú vi thiờn tai khú trỏnh, ú chớnh l chim tri Ngnh hng khụng trờn th gii ó nhiu ln gp phi nhng khỏch khụng mi v b thit hi rt ln, chim cú th va vo kớnh, vo cỏnh mỏy bay bay nhng uy hip an ton chuyn bay nghiờm trng nht chim va vo ng c Cỏc nh sn xut ó bo v ng c bng cỏch lm li chn, mt s sõn bay trờn th gii lp cỏc thit b v h thng ui chim mỏy bay ct h cỏnh Vit Nam l nc cú thiờn nhiờn vựng nhit i, a dng sinh hc Theo Hip hi cỏc hóng hng khụng Chõu (AAPA), Vit Nam l mt nhng quc gia cú mt mỏy bay va chm vi chim nhiu nht khu vc Cỏc sõn bay ti hai u Nam, Bc cú rt nhiu chim, vic va chm vi mỏy bay l khú trỏnh khi, hu ht cỏc v va chm vi chim mỏy bay ang giai on ct h cỏnh chỳng ta cha lp cỏc thit b v h thng ui chim, mi ch l thnh lp t xua ui chim, t c v phỏt quang hai bờn ng ct h cỏnh Vic khai thỏc k thut hng khụng ti Vit Nam cn c tip tc nghiờn cu, c bit vi ngnh k thut hng khụng ca Quõn chng Phũng Khụng Khụng Quõn Mỏy bay -27, -30 c khai thỏc ti Vit Nam nhiu nm, bờn cnh nhng u im ni tri cng cũn nhng cn nghiờn cu ci tin phự hp v ỏp ng yờu cu nhim v sn sng chin u Mt nhng ú l kh nng ngn vt ngoi lai (chim) ri vo ng tin khớ giai on ct h cỏnh Ni dung ca lun nghiờn cu khai thỏc ng tin khớ trờn mỏy bay phn lc siờu õm, bo m lm vic n nh ng c (cho ng c -31 v TK trờn mỏy bay -30 s dng Vit Nam) Qua quỏ trỡnh nghiờn cu ú, tỏc gi rỳt c mt s kt lun v kin ngh sau: Kt lun Lun ó trỡnh by khỏi quỏt v ng tin khớ trờn mỏy bay phn lc siờu õm, lm rừ cỏc yờu cu chc nng ca ng tin khớ, phõn loi cỏc ng tin khớ trờn mỏy bay phn lc siờu õm Phõn tớch c tớnh lm vic ca ng c tua bin phn lc v c tớnh lm vic ca ng tin khớ trờn mỏy bay phn lc siờu õm Tớnh toỏn c tớnh tc - cao ca ng c tua bin phn lc lung -31 vi iu kin khớ quyn chun v khụng khớ khụ, so sỏnh vi thuyt minh k thut, c tớnh ỳng qui lut v sai s gii hn cho phộp Nh vy cỏc bc tớnh toỏn v chn cỏc h s m bo tin cy Kho sỏt s thay i c tớnh - cao ng c tua bin phn lc lung -31 cỏc cao t Nghiờn cu khai thỏc ng tin khớ (thit b vo) trờn mỏy bay phn lc siờu õm TI LIU THAM KHO Tiếng Nga , , , , 1977 , - , C , 1980 , , , 2000 Tiếng Việt Lê Văn Một, Ngọc Anh Tuấn, Phạm Vũ Uy, Nguyễn Minh Xuân , Lý thuyết động tua bin khí hàng không - Phần I NXB Tr-ờng Trung Cao Không Quân, 1992 Lê Văn Một, Nguyễn Bá Thảo, Lý thuyết động tua bin khí hàng không - Phần II NXB Học Viện Phòng Không Không Quân, 1999 Trần Sỹ Phiệt, Vũ Duy Quang, Thuỷ khí động lực kỹ thuật - Tập I NXB Đại Học Trung Học Chuyên Nghiệp, 1979 Nguyễn Bá Thảo, Hoàng Công Trang, Bài tập lý thuyết động tua bin khí hàng không NXB Học Viện Phòng Không Kgông Quân,1999 Nguyễn Bá Thảo, Hoàng Công Trang, H-ớng dẫn tập lớn lý thuyết động tua bin khí hàng không NXB Học Viện Phòng Không - Không Quân,1999 Nguyn Minh Xuõn, Khai thỏc v bo m k thut hng khụng ngnh Mỏy bay- ng c Hc vin Phũng khụng - Khụng quõn, 1999 10 Nguyn Tng Cng, Lờ Chung, Hunh Lng Ngha, Giỏo trỡnh Matlab Hc vin K Thut Quõn S, 1998 11 Nguyn Vn Quang- 2001- NXB Giao thụng ti- H Ni Hng dn s dng SAP2000 12 inh Bỏ Tr- 2001- NXB Khoa hc K thut- H Ni Hng dn s dng ANSYS 13 Hng dn s dng ng c -31 , Cc k thut Phũng khụng - Khụng quõn 2000 14 Thuyt minh k thut ng c -31, Quõn chng Phũng Khụng - Khụng Quõn 1996 15 Nguyn Minh Xuõn, Ló Hi Dng(2005), Tớnh bn li chn ng c hng khụng va phi chim bay, Tuyn cụng trỡnh Hi ngh khoahc C hc Thy Khớ ton quc nm 2005, Nghiờn cu khai thỏc ng tin khớ (thit b vo) trờn mỏy bay phn lc siờu õm PH LC CHNG TRèNH TNH C TNH TC CAO % function DACTINH K1=1.4;K2=1.33;Hu=42800*10^3;Cp=1248;R1=287;R2=288; Go=112; glm=0.03; T3stt=1650;T1tt=288;fic=0.96;nhetaCH=0.97;nhetaKTAtt=0.86; nhetaKCAtt=0.86;nhetaTTAtt=0.83;nhetaTCAtt=0.83;xmaBD=0.92; xmaII=0.94;piKTAtt=3.55;piKCAtt=6.7;mk=0.0404;mkc=0.0396;n1=1;n2=1; for i=1:4 %Tai thiet dien cua vao dong co H(i)=i*6-6 PH(i)=101325*(1-H(i)/44.3)^5.265 if H(i)