Dùng phần mềm Matlab để tính toán cho cánh máy bay AH-26 ở độ cao 5000 m, với các tốc độ bay khác nhau, bằng ph−ơng pháp lặp. Ban đầu coi cánh cứng tuyệt đối, tính các tải tác dụng lên nó, tiếp theo tính biến dạng của cánh. Biến dạng này làm thay đổi các đặc tr−ng hình học và các tham số khí động cũng nh− tải trên cánh. Các số liệu này đ−ợc dùng làm số liệu đầu vào cho b−ớc tính tiếp theo với cánh biến dạng. Qua tính toán ta thu đ−ợc đồ thị phân bố tải khí động, chuyển vị uốn, xoắn cánh tại vận tốc VKD=198,8m/s là vận tốc tới hạn của máy bay (theo thuyết minh kỹ thuật của máy bay AH – 26,tốc độ lớn nhất của máy bay này ở gần mặt đất là Vmax=115 m/s) nh− các hình vẽ d−ới đây:
Nh− vậy độ dự trữ của nó là KTH = VKD/Vmax = 1,728
qtt
z/l
Hình 3.9: Đồ thị độ võng và góc xoắn theo sải.
Trong tr−ờng hợp bay với tốc độ lớn nhất ở trên, qua tính toán thấy các hệ số d−
bền của các thành phần kết cấu cánh đều nằm trong giới hạn cho phép. Nh− vậy kết cấu cánh đủ bền trong điều kiện khai thác.
Để tính Vận tốc tới hạn của hiện t−ợng xoắn phá huỷ cánh, ta lần l−ợt tăng vận tốc của máy bay với số gia dv. Sử dụng vòng lặp, đối với mỗi vận tốc ta tính toán nh− trên, sau đó đem kiểm tra xem ứng suất sinh ra trong kết cấu có lớn hơn ứng suất bền của vật liệu chế tạo nó hay không. Nếu ch−a lớn hơn thì ta tiếp tục tăng vận tốc lên cho đến khi nào ứng suất sinh ra lớn hơn ứng suất bền của vật liệu thì dừng lại. Đó chính là vận tốc tới hạn của hiện t−ợng xoắn phá huỷ cánh.
Sau khi sử dụng phần mềm Matlap, lập trình tính toán, tìm đ−ợc vận tốc tới hạn Vth = 198,8(m/s) mà tại đó ứng suất sinh ra v−ợt quá ứng suất cho phép của vật liệu. Các số liệu tính toán đ−ợc biểu diễn bằng đồ thị.
Hình 3.10: Đồ thị tải khí động khi V = Vth
Hình 3.11: Đồ thị góc xoắn và độ võng theo sải khi V = Vth
Độ k z/l z/l y (m) z/l ϕ y (m) z/l
3.2 áp dụng tính cho cánh máy bay L-39
L-39 là máy bay huấn luyện – thể thao, có khối l−ợng là m = 4300 kg. Cánh máy bay dạng hình thang, có cấu tạo gồm 2 nửa liền khối (Hình 3.12).
Cánh đ−ợc lắp d−ới thân; trên cánh có bố trí càng, cánh tà, cánh liệng, thùng dầu và một số thiết bị của máy bay.
Các tham số cơ bản của cánh là: - Độ dài nửa sải cánh l = 4,56 m; - Diện tích nửa cánh S = 9,4 m2; - Dây cung gốc cánh bgốc = 2,77 m; - Dây cung mút cánh bmút =1,35 m; - Profil cánh dạng NACA-A-102. Hình 3.12. Cánh máy bay L-39. 1. Cánh tà; 2. Cánh liệng; 3. Thùng dầu; 4. Các điểm nối với thân; 5. Cần không tốc.
Cánh máy bay L-39 có kết cấu (Hình 3.13) gồm có vỏ bọc, 14 s−ờn, 7 nẹp dọc và 3 dầm: dầm tr−ớc đặt cách mép tr−ớc 15% dây cung, dầm giữa đặt ở 45%, dầm sau đặt ở 75% theo dây cung của cánh.
Hình 3.13.Kết cấu cánh máy bay L-39. 1. Các s−ờn; 2.nẹp; 3. Dầm giữa;
4. Dầm tr−ớc; 5. Dầm sau.
Các nẹp có mặt cắt ngang hình chữ “L” ; dầm tr−ớc, dầm sau và các s−ờn có mặt cắt ngang hình chữ “C”, dầm giữa có mặt cắt ngang hình chữ “I”. Vỏ bọc và các nẹp cánh đ−ợc làm từ vật liệu D-16, các s−ờn đ−ợc làm từ vật liệu B-95, các dầm đ−ợc làm từ D-16AT.
Bằng thuật toán đã xây dựng, tính toán cho cánh máy bay L-39, nhận đ−ợc tốc độ tới hạn, ở độ cao gần mặt đất, là VKD = 292,5 m/s. Theo thuyết minh kỹ thuật, tốc độ lớn nhất của máy bay này ở gần mặt đất là Vmax=150 m/s. Nh− vậy độ dự trữ của nó là KTH = VKD/Vmax = 1,95.
3.3 Nghiên cứu ảnh h−ởng của các tham số
3.3.1 Ảnh hưởng của cỏc thụng sốđến giỏ trị tốc độ VKD
Dựa vào biểu thức xỏc định tốc độ VKD cú thể đỏnh giỏ ảnh hưởng của cỏc thụng sốđến giỏ trị tốc độVKD. Ta cần chỳ ý rằng: khi thiết kế phải bảo đảm bao giờ
kết cấu cũng cú giỏ trị tốc độVKD lớn hơn giỏ trị tốc độ bay lớn nhất Vmax .