Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiễu động đến ổn định chuyển động dọc của máy bay

NHUNG K t HIÈU CHINH A He so' dóng a Toc dò àm dò cao ma mày bay dang bay K Day cung dóng trung bình ciia cành Cn He so' lue dóng tồn pbàn Cy He so'lue nàng Cx He so'lue càn c He so' lue càn lue nàng bang khóng F Tiéu diém dóng ciia mày bay G Trong luofng cria mày bay l Sài cành M So' Mach m Khó'i luofng ciia mày bay ^ Mó men ngang A/, Mó men huóng M^ Mó men doc ^'v He so mó men ngang m He so mó men huóng m He so' mó men doc P Lue d^y ciia dóng ca R Lue dóng tồn phàn S Dien tich bình chié'u bang cùa cành U Toc dò ciia nhiéu dóng V Toc dò bay X Lue càn cùa mày bay Y Lue nàng cùa mày bay Góc tà'n cùa mày bay ) Trong tàm cùa mày bay MUC LUC Trang NHtJNG K f HIÈU CHINH MUC LUC MỊ DAU CHUONG TĨNG QUAN CHUNG 1.1 Khài quàt ve tinh 6n dinh cùa mày bay 1.1.1 NhiJìig già thié't ccr bàn 1.1.2 Càc he truc toa dò 1.1.3 Càc lue va mó men tàc dung mày bay bay 12 1.1.4 Su càn bang cùa càc lue va càc mó men, 24 1.1.5 Tmh ón dinh cùa mày bay 25 1.1.6 Tinh ón dinh tmh doc cùa mày bay 27 1.2 Ành htig cùa nhiéu dóng dén qua tài tàc dung mày bay, 34 1.2.1 NhiJng nguyén nhàn gay càc nhiéu dóng bau quyén 34 1.2.2 Qua tài bay qua nhiéu dóng 35 1.2.3 Anh huóng cùa càc thóng so' dé'n qua tài bay qua nhiéu dóng 37 1.2.4 Xàc dinh qua tài lón nhà't bay qua vùng nhiéu dóng 39 CHUONG BÀI TỒN VE ON DINH CHUYEN DỊNG DOC CÙA MÀY BAY 40 2.1 Xày dung he phuong trình chun dóng doc cùa mày bay 40 2.1.1 Càc thóng so' dac trUng cho chuyén dóng cùa mày bay 40 2.1.2 Càc phuong trình chun dóng cùa mày bay khóng gian 43 2.1.3 Càc phuong trình chun dòng doc cùa mày bay 53 2.2 Giài so he phuong trình chun dóng doc sau co nhiéu dóng 55 2.3 Dành già ành hng cùa nhiéu dóng dén 6n dinh chun dóng doc cùa mày bay 62 CHUONG VÀN DE HAN CHE, KHÀC PHUC ÀNH HlTỊNG CÙA NHIÉU DĨNG DÉN ON DINH CHUYEN DÒNG DOC CÙA MÀY BAY 64 3.1 NhOrng dac diém ph tri dóng nhàm bào dàm tình òn dinh va tình diéu khién doc cùa mày bay 64 3.1.1 Ịn dinh tiéu diém dóng theo so' M 65 3.1.2 On dinh tiéu diém dóng theo góc tàn 67 3.2 Bào dàm tình òn dinh doc va tinh diéu khién doc khai thàc ky thuat hàng khóng 69 KÉTLUÀN 71 PHU LUC 73 TÀI LIÉU THAM KHÀO 85 « MỊDÀU Vàn de bào dàm an tồn, hieu qua khai thàc cu bay nói chung va mày bay nói riéng, luón nhiém vu thfng xun, càp bàch cùa ngành ky tht hàng khóng Viéc bào dàm an toàn bay va su dung hé't càc tinh nàng bay cùa mày bay, duoc nghién cuu, dành già khóng chi qua trình thié't ké, che tao mày bay, ma phài tri lién tue qua trình khai thàc mày bay Viéc bào dàm an toàn bay va str dung hé't càc tinh nàng bay cùa mày bay, chi co thè dat duoc thuc té'bay mày bay co tfnh ón dinh càn thié't Tfnh 6n dinh nói chung khà nàng cùa mày bay tu tra ve che bay ban dàu, khóng co sU can thiep cùa phi cóng hoac càc thié't bi tu dóng lai Dói vói càc mày bay co tinh 6n dinh tot, bay phi cóng co thè tàp trung sufc lue va tri tue cho càc nhiém vu chié'n dàu ma khóng ành hucmg dé'n an toàn bay Thuc té' bau quyén xung quanh chung ta, vùng ma mày bay thng xun boat dóng khóng phang lang ma luón co nhOng bié'n dóng nhiéu nguyén nhàn kbàc NhiJng bié'n dóng duoc goi chung càc nhiéu dóng NhiJng nhiéu dóng bau quyén sé làm thay doi càc thóng so' chuyén dóng cùa mày bay (nhu góc tà'n, toc ) va ành huóng tói tinh ón dinh, diéu khién cùa mày bay Khóng it nhung trng bop nhiéu dóng gay mal an toàn hoac uy hiép an toàn bay, làm xuàt hien nhiJng hòng hòc dot bié'n ké't cà'u cùa mày bay Vi vày, viéc nghién culi ành huóng cùa nhiéu dóng dé'n tfnh ón dinh cùa mày bay hé't siJc càn thié't Tuy nhién, càc tài liéu thuyét minh ky thuàt hien co, tmh òn dinh cùa mày bay nói chung va ành huóng cùa nhiéu dóng dén imh ón dinh cùa mày bay nói riéng chi duofc cho duói dang rà't so lugc Vi vày viéc phàn tich mot càch chi tié't, khoa hoc phàn ùng cùa mày bay bay qua vùng nhiéu dòng gap rà't nhiéu khó khan, Diéu khóng nhiJng làm han che chat lirong giàng day hoc "dòng lue hoc bay" tai càc nhà truòng, cQng nhu chat lugng tao dói ngii phi cóng mói tai càc don vi, ma ành hng tói viéc tìm hiéu nguyén nhàn dàn tói càc tai nan bay De nghién ciJu tfnh ón dinh cùa mày bay nói chung va ành huóng cùa nhiéu dóng dé'n tfnh ón djnh cùa mày bay nói riéng, ta phài xem xét chun dòng cùa mày bay khóng gian Khi nghién cùu chuyén dòng cùa mày bay khóng gian, ngi ta thng chia chuyén dòng cùa mày bay thành chuyén dòng doc va chuyén dóng canh Trén co so phàn chia chuyén dóng cùa mày bay thành chun dòng doc va chun dóng canh co thè nghién cùu ón dinh chun dòng doc va ón dinh chuyén dóng canh cùa mày bay Xuàt phàt tu nhiJng yéu càu thuc té' va co so khoa hoc néu trén, tàc già chon de tài "nghién ciJu ành hng cùa nhiéu dòng dén ón dinh chuyén dóng doc cùa mày bay" Muc dich cùa de tài là: - Chon mot mó hình thfch bop de mó phòng chun dóng cùa mày bay - Dành già su ành hng cùa nhiéu dòng dé'n ón dinh chun dòng doc cùa mày bay dói vói mot so' che' dò bay cu thè - Phàn tfch càc bien phàp khàc phuc ành huóng cùa nhiéu dén ón dinh chuyén dòng doc cùa mày bay De giài quyé't càc vàn de trén luàn vàn bao góm :phàn mó dàu, ké't luàn va chuong Nói dung chù yé'u cùa chuong I là: - Chon càc he truc toa dò xem xét chun dòng cùa mày bay khóng gian - Xàc dinh càc lue va mó men chuyén dóng doc - Càc khài niém co bàn ve càn bang, ón dinh va diéu khién cùa mày bay, - Tfnh ón dinh tình doc cùa mày bay - Ành huóng cùa nhiéu tói tài tàc dung mày bay Nói dung chù yé'u cùa chuong là: - Thié't làp he phuong trình chun dóng cùa mày bay khóng gian, he phuong trình chun dòng doc khóng co nhiéu dòng va sau co tàc dóng cùa nhiéu - Giài so' he phuong trình chuyén dòng doc sau co tàc dòng cùa nhiéu - Dành già ành huóng cùa nhiéu dén ón dinh chun dòng doc cùa mày bay Nói dung chù u cùa chuong là: - Càc bién phàp phó'i trf khf dòng nhàm bào dàm tfnh ón dinh doc va tfnh diéu khién doc cùa mày bay Bào dàm tfnh ón dinh doc va tfnh diéu khién doc cùa mày bay khai thàc ky thuàt hàng khóng CHU^ONG TĨNG QUAN CHUNG 1.1 Khài qt ve tinh ón djnh cùa mày bay Càc tfnh nàng bay cùa mày bay duoc xàc dinh bòi khó'i lugng va càc dac trung khf dòng cùa mày bay, lue day va tinh kinh té cùa dóng co Càc tfnh nàng bay trén chi co thè dat duoc thuc té bay néu mày bay co tfnh ón dinh va tfnh diéu khién càn thié't Chuyén dòng cùa mày bay dugc xàc dinh bòi su tuong tàc cùa nò vói càc vàt thè khàc nhu: mat dà't, khóng khf, lng khf tir dòng co Hay nói mot càch khàc chun dòng cùa mày bay dugc xàc dinh bòi su tàc dòng cùa càc ngoai lue De thuc hien càc che' dò bay khàc khóng gian càn phài co su càn bang cùa mot pbàn, hoac tà't cà càc ngoai lue tàc dung mày bay Khà nàng càn bang mày bay bay u càu so' mot dò'i vói tà't cà càc mày bay Yéu càu thii hai dói vói tà't cà càc mày bay tfnh ón dinh, nghTa khà nàng mày bay tu trò ve che bay ban dàu khóng co su can thiep cùa phi cóng hoac càc thié't bi tu dòng lai u càu thii ba mày bay phài co tfnh diéu khién, nghia mày bay phài phàn ùng mot càch phù hgp vói càc tàc dóng cùa phi cóng, nhàm thay dói hoac tri che dò bay ban dàu GiiJa càn bang, ón dinh va diéu khién co mói lién he chat che vói Chi co thè nói tói ón dinh co càn bang Tfnh diéu khién lai phu thuoc rat nhiéu vào tfnh ón djnh Mot mày bay co tfnh ón dinh tot, se co tfnh diéu khién Vi vày thuc té, vào muc dfch su dung cùa mày bay nguòi ta chon giài phàp trung boa giùa tfnh ón dinh va tfnh diéu khién Dói vói càc mày bay vàn tài càn phài co tfnh ón djnh tò't, dò thié't ké, che tao nguói la uu tién cho tfnh ón dinh Nguge lai, dói vói càc mày bay chié'n dàu nói chung, nguói ta lai uu tién cho tfnh diéu khién Viéc nghién cùu chuyén dòng cùa mày bay khóng gian nói chung, tfnh ón dinh cùa mày bay nói riéng, phu thuoc rat nhiéu vào càc già thiét va càch chon càc he truc toa dò Sau day chung ta sé xem xét nhiJng già thiét va càc he truc toa dò thng dugc sir dung nghién cùru chuyén dòng cùa mày bay 1.1.1 Nhurng già thiét co bàn De giàm bót nhùng phùc tap khóng càn thié't xày dung mó bình chun dòng cùa mày bay khóng gian, ngi ta dua càc già thiét sau: - Mal dà't dugc coi bang phang - Già tó'c trng khóng dói (g=const) - Trai dà't dugc coi bà't dóng Vói boat dòng thuc té cùa mày bay, dac biet càc mày bay tiém kfch vói bàn kfnh boat dòng khóng lón, càc già thiét trén khóng gay nhiJng sai so' dàng kè 1.1.2 Càc he truc toa Su thn tién qua trình khào sàt chun dòng cùa mày bay khóng gian phu thuoc rat nhiéu vào viéc chon càc he truc toa dò Khi nghién cùu chuyén dòng cùa mày bay nguòi ta thuòng su dung càc he toa dò sau: - He toa dò mat dà't OoXQy^ZQ, - He toa dò lién két OJC,>',Z, - He toa dò toc dò Oxyz - He toa dò toc dò thàng dùng Ox^.y^z^ Trong dò he toa dò mat dà't he toa dò dòng gàn vói mal dà't, càc he toa dò lai càc he toa dò di dòng gàn vói mày bay + He toa dò mat dà't Of^x^y^z^ (hình 1.1) - Gó'c toa dò mot diém trén mat dà't (thng trùng vói diém bàt dàu chay dà hoac diém tiép dà't cành) - Truc OQXQ nàm trén mat dà't, hng tu chon (thng trùng vói hng chun dóng cùa mày bay chay dà hoac chay hàm dà) - Truc Oo^^o^^^^g góc vói mat phang ngang, hng trén - Truc OQZO vng góc vói mat phàngOg^oj^o » huóng theo quy tàc bàn tay phài + He truc toa lién két Oxi^^iZ, (hình 1.1) - Gò'c toa dò trùng vói tàm cùa mày bay - Truc OJC| trùng vói truc doc cùa mày bay va huóng ve phfa truóc - Truc 0;^, nàm mat phang dò'i xùng cùa mày bay va vng góc vói OJC, - Truc Oz, vng góc vói mat phang Ox^y^ va huóng theo quy tàc bàn tay phài + He toa toc dò Oxyz, (hình 1.3) - Gó'c toa dò trùng vói tàm cùa mày bay - Truc Ox hng theo véc to toc dò bay - Truc Oy nàm mat phàng dói xùng cùa mày bay va vng góc vói truc Ox - Truc Or vng góc vói mat phang Oxy va hng theo quy tàc bàn tay phài, + He toa dò toc thàng dù^ng Ox ^ z , • (hình 1.2) - Gó'c toa dò trùng vói tàm cùa mày bay, - Truc Ox^ hng theo véc to toc dò bay (truc Ox^ trùng vói truc Ox ) - Truc Ox vng góc vói truc Ox^ va nam mat phang thàng dùng - Truc Oz^ vng góc vói mat phàng Ox^>^^ va huòng theo quy tàc bàn tay phài Ngồi càc he toa dò trén, mot so trng hgp dac biét nguòi ta su dung mot so' he toa dò khàc 10 P - l mat phàng thàng d.gchua truc doc n^-Iàmàtphàngdó'ixrnigcùamaybay Hình He toa dò mat dà't 0 ^ ^'o^o va he toa dò lién két Ox i>^i^, 71 KET LUÀN Trong thòi gian quy dinh, tàc già dà hồn thành tồn bò nói dung ma de *cuang nghién cùru ln vàn dà dat Qua càc két qua thu nhàn dugc khào sàt ành hng cùa nhiéu dóng tói ón djnh chuyén dóng dgc cùa mày bay, tàc già nhàn thày: - Trong eó nhiéu càch mó hinh boa chun dóng cùa mày bay khòng gian nói chung, chun dòng dgc cùa mày bay nói riéng, phuong phàp mò hinh boa ma tàc già trình bay luàn vàn tuong dòi de tiép càn Nò phù hgp vói càc dòi tugng tao cùa nhà trng va dòi ngù phi còng ò càc don vj Phuong phàp eó thè àp dung cho tà't cà càc che dò bay khóng co trugt canh cùa mày bay (trong thuc té bau bét càc truòng hgp mày bay déu bay khóng trugt canh, trù trng hgp gió canh) - Phuong phàp mó hinh boa cho phép khào sàt dóng thòi tà't cà càc thòng SỊ cùa chun dòng dgc tàc dóng cùa nhiéu, ma khòng càn chia thành chuyén dòng dgc chu ky ngàn va chuyén dòng dgc chu ky dai Co nghla tà't cà càc thóng so cùa chun dòng dgc déu dugc khào sàt sU tàc dòng tuong ho ma khóng bi tàch biét Do dò càc két qua thu dugc chàe chàn sé cbfnh xàc hon chia thành chuyén dòng dgc chu ky ngàn va chuyén dòng dgc chu ky dai - Càc ké't qua thu nhàn dugc luàn vàn phù hgp vói càc ké't qua eó càc tài liéu huóng dàn phi cóng cùa loai mày bay Do han che ve màt thòi gian, ma dàc biét thiéu càc tài liéu cho phép xàc djnh chfnh xàc càc dac trung khf dóng va lue day cùa dòng co cho loai mày bay Nén luàn vàn tàc già mói chi xét dén sU ành huòng cùa so M va gòc tàn a tói càc dac trung khf dóng va lue day cùa dòng co Thóng thng thuc té bay, càc nhiéu dóng vói cng dò tuong dòi lòn, de dàm bào an tồn bay phi còng phài can thiep kip thòi, nhung viéc 72 tuyén tfnh boa càc he so khf dòng sé han che dò chfnh xàc cùa càc két qua nhiéu eò cuòng dò lòn , Dù nhùng han che nhàt djnh, nhung theo tàc già bàn luàn vàn eó thè dùng làm tài liéu nghién cùu va tham khào giàng day cho càc dòi tugng lién quan tói ky tht hàng khòng, dàc biét dói ngù phi cóng Néu co diéu kien kièm chùng vói càc ké't qua thuc té bay va hiéu chinh lai mò bình, thi phuong phàp dà duge trình bay luàn vàn co thè àp dung cho càc loai mày bay khàc, càn dành già ành huòng cùa nhiéu dòng tói ón dinh dgc cùa chùng Tàc già xin chàn thành càm on thày giào — ngi hng dàn khoa hgc Dai tà - Tién si Dò Minh Khai, càc thày giào thuòc Vien co hgc, Trung Tàm hgp tàc - tao va bòi duòng co hgc thuòc Vien co hgc dà tàn tinh giùp dò de tàc già hoàn thành bàn luàn vàn 73 PHU LUC Ké't qua tfnh M = 1.2, gió ngang U = 20 m/s / AV A9 Aa,, A9 Aa 0.0000 20.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 15.0000 18.5620 0.0003 0.0000 0.0028 0.0025 30.0000 17.1845 0.0005 0.0000 0.0029 0.0023 45.0000 15.8679 0.0008 0.0000 0.0029 0.0022 60.0000 14.6104 0.0010 0.0000 0.0030 0.0020 75.0000 13.4106 0.0012 0.0000 0.0031 0.0018 90.0000 12.2668 0.0014 0.0000 0.003 ! 0.0017 105.0000 11.1775 0.0016 0.0000 0.0031 0.0015 120.0000 10.1412 0.0018 0.0000 0.0032 0.0014 135.0000 9.1562 0.0019 0.0000 0.0032 0.0012 150.0000 8.2210 0.0021 0.0000 0.0032 0.0011 165.0000 7.3341 0.0022 0.0000 0.0032 0.0010 180.0000 6.4940 0.0023 0.0000 0.0032 0.0009 195.0000 5.6991 0.0024 0.0000 0.0032 0.0008 210.0000 4.9481 0.0025 0.0000 0.0031 0.0007 225.0000 4.2394 0.0025 0.0000 0.0031 0.0006 240.0000 3.5717 0.0026 0.0000 0.0031 0.0005 255.0000 2.9433 0.0027 0.0000 0.0031 0.0004 270.0000 2.3530 0.0027 0.0000 0.0030 0.0003 285.0000 1.7994 0.0027 0.0000 0.0030 0.0002 300.0000 1.2811 0.0028 0.0000 0.0029 0.0002 315.0000 0.7968 0.0028 0.0000 0.0029 0.0001 330.0000 0.3451 0.0028 0.0000 0.0028 0.0000 345.0000 -0.0753 0.0028 0.0000 0.0028 o.oooo 74 Két qua tfnh M = 1.2, gió ngang U = 10 m/s / AV AB Afij,^ 0.0000 10.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 15.0000 9.2809 0.0001 0.0000 0.0014 0.0013 30.0000 8.5917 0.0003 0.0000 0.0014 0.0012 45.0000 7.9327 0.0004 0.0000 0.0015 0.0011 60.0000 7.3032 0.0005 0.0000 0.0015 0.0010 75.0000 6.7024 0.0006 0.0000 0.0015 0.0009 90.0000 6.1296 0.0007 0.0000 0.0016 0.0008 105.0000 5.5840 0.0008 0.0000 0.0016 0.0008 120.0000 5.0650 0.0009 0.0000 0.0016 0.0007 135.0000 4.5718 0.0010 0.0000 0.0016 ().()()06 150.0000 4.1036 0.0010 0.0000 0.0016 0.0006 165.0000 3.6597 0.0011 0.0000 0.0016 ().()( )05 180.0000 3.2394 0.0012 0.0000 0.0016 0.0004 195.0000 2.8418 0.0012 0.0000 0.0016 0.0004 210.0000 2.4664 0.0012 0.0000 0.0016 0.0003 225.0000 2.1123 0.0013 0.0000 0.0016 0.0003 240.0000 1.7788 0.0013 0.0000 0.0015 0.0002 255.0000 1.4652 0.0013 0.0000 0.0015 0.0002 270.0000 1.1709 0.0013 0.0000 0.0015 0.0002 285.0000 0.8950 0.0014 0.0000 0.0015 0.0001 300.0000 0.6369 0.0014 0.0000 0.0015 0.0001 315.0000 0.3960 0.0014 0.0000 0.0014 0.0001 330.0000 0.1715 0.0014 0.0000 0.0014 0.0000 345.0000 -0.0372 0.0014 0.0000 0.0014 O.OOCX) A9 Aa 75 Két qua tfnh M = 0.95, gió ngang U = 20 m/s t AV AMUMja ILA., flonuTa.i()n B.T MccvKvtoiuunic niopx.'tnyKoiioii a:)pm A.iVI A:)p();uiMa\Mnai Vhx'iaìa MaMnnuxTpcH'Mnc I!)7n Tapac