e. Khớ thải cỏc nhà mỏy hoỏ chất, giú và cỏt bụ
3.2. Ảnh hưởng của chế độ bay đến tuổi thọ kết cấu mỏy bay 1 Phõn tớch chung
3.2.1 Phõn tớch chung
Chế độ bay của mỏy bay được xỏc định là chế độ chịu tải của mỏy bay trong quỏ trỡnh sử dụng. Đối với cỏc mỏy bay huấn luyện và chiến đấu, chế độ bay được xỏc định bằng nội dung cỏc bài bay theo huấn luyện chiến đấu, trong đú tập hợp một loạt cỏc động tỏc chớnh như: cất cỏnh, bay vũng bằng, bổ nhào, lờn gấp, lao xuống, vũng chiến đấu, lộn lờn, lộn xuống, bay bằng, hạ cỏnh…
Khi bay, kết cấu mỏy bay bị tỏc động bởi nhiều dạng tải: tải tĩnh do khối lượng kết cấu mỏy bay, động cơ, cỏc thiết bị lắp lờn mỏy bay, hành khỏch, hàng hoỏ mà mỏy bay chuyờn chở và tải khớ động do cơ động mỏy bay, thay đổi tốc độ, độ cao, do ảnh hưởng của giú và nhiễu động khụng khớ …
Đặc điểm của tải lờn kết cấu mỏy bay là chỳng luụn thay đổi theo thời gian và lặp đi lặp lại trong quỏ trỡnh bay. Biờn độ và tần số lặp của tải lờn kết cấu đối với cỏc bài bay huấn luyện khỏc nhau sẽ khỏc nhau. Cựng một bài bay huấn luyện cỏc phi cụng cú trỡnh độ bay khỏc nhau cũng sẽ khỏc nhau. Vỡ vậy chế độ bay quyết
định đến tải tỏc động lờn kết cấu và cú ảnh hưởng rất lớn đến độ bền và tuổi thọ kết cấu. Tải thường xuyờn thay đổi theo thời gian và lặp đi lặp lại tỏc động lờn kết cấu mỏy bay làm cho chỳng bị phỏ huỷ do mỏi. Trong điều kiện khớ hậu nhiệt đới ẩm như nước ta, quỏ trỡnh mỏi khi bay xảy ra đồng thời với quỏ trỡnh ăn mũn do khớ hậu thỡ tốc độ suy giảm độ bền và tuổi thọ sẽ tăng do tỏc động đồng thời của quỏ trỡnh mỏi - gỉ.
Ảnh hưởng của chế độ bay đến tiờu hao tuổi thọ thực tế kết cấu mỏy bay rất phức tạp vỡ chế độ bay quyết định quỏ trỡnh phỏ huỷ mỏi đối với cỏc phần tử kết cấu. Trong điều kiện khớ hậu nhiệt đới ẩm thỡ quỏ trỡnh mỏi và gỉ luụn luụn tỏc động tương hỗ lẫn nhau phỏt triển, cỏc vết nứt do quỏ trỡnh mỏi gõy ra đó tạo điều kiện thuận lợi cho nước, ụ xy và cỏc chất gõy gỉ thấm vào chiều sõu vật liệu, kớch thớch quỏ trỡnh gỉ khụng chỉ xảy ra trờn bề mặt vật liệu mà cả từ bờn trong vật liệu.
bay mà quỏ tải tỏc dụng lờn kết cấu cú thể thay đổi từ -2 ữ8. Điều đỏng quan tõm là tải lờn kết cấu luụn thay đổi theo thời gian và lặp đi lặp lại nhiều lần. Tần số lặp và quy luật lặp đi lặp lại của tải phụ thuộc rất nhiều vào nội dung bài bay cũng như điều kiện khớ tượng, trạng thỏi đường băng cất hạ cỏnh. Qua phõn tớch phim tự ghi XARPP-12 cho thấy quỏ tải lờn kết cấu mỏy bay luụn luụn thay đổi với cỏc bài bay khỏc nhau: phổ tải do phim ghi được cũng hoàn toàn khỏc nhau.
Qua cỏc cụng trỡnh nghiờn cứu trong lĩnh vực phỏ huỷ mỏi cho thấy tuổi thọ
của kết cấu phụ thuộc vào ứng suất max, ứng suất trung bỡnh và tần số lặp của tải. Do vậy cú thể thấy rừ một cỏch khỏi quỏt rằng đối với cỏc chếđộ bài bay khỏc nhau thỡ chếđộ tải khỏc nhau và do đú tuổi thọ mỏi thực tế của kết cấu sẽ khỏc nhau. Vớ dụ: Khi mỏy bay thực hiện bài bay vũng kớn, bay đường dài thỡ quỏ tải lờn kết cấu chỉ thay đổi trong giới hạn từ 1ữ1,5 trong khi đú đối với cỏc bài bay cơđộng phức tạp, tấn cụng mặt đất... quỏ tải cú thể thay đổi trong giới hạn lớn hơn từ -2ữ 8 và tần số lặp của tải cũng khỏc nhau (Hỡnh 3.5).
Ngoài cỏc chếđộ bay của mỏy bay, khi thực hiện cỏc động tỏc cơđộng như thay
đổi độ cao, tốc độ bay, tốc độ của giú, tải khi hạ, cất cỏnh chạy đà trờn đường băng gồ
ghề cũng cú tỏc động lờn kết cấu của mỏy bay. Theo kết quả cỏc cụng trỡnh nghiờn cứu [3] thỡ tần số lặp của quỏ tải khi thực hiện cỏc bài bay khỏc nhau trờn cựng một mỏy bay phụ thuộc rất lớn vào chếđộ bay ( Hỡnh 3.5).
Như vậy, chế độ bay ảnh hưởng rất lớn đến tiờu hao tuổi thọ của kết cấu, vỡ vậy nếu chỉ tớnh tiờu hao tuổi thọ theo thời gian bay mà khụng tớnh đến chế độ bay mà mỏy bay đó bay trong thời gian đú sẽ chưa thực sựđỏnh giỏ chớnh xỏc trạng thỏi kỹ thuật thực tế của kết cấu mỏy bay.
Trong hệ thống khai thỏc sử dụng hiện nay thỡ phương phỏp thống kờ tuổi thọ
kết cấu mỏy bay chủ yếu dựa vào số giờ bay, khụng tớnh đến bài bay mà mỏy bay đú thực hiện, tớnh chất vựng hoạt động... Tuy nhiờn, cỏch thống kờ đú mang tớnh chất trung bỡnh hoỏ và đơn giản tiện lợi trong việc thống kờ. Đối với điều kiện sử dụng ở
bài bay thỡ phương phỏp thống kờ đú cú thể chấp nhận được với sai số nằm trong giới hạn cho phộp. 0 0,1 1 10 100 fi(l/g) 1 2 3 4 5 6 7 8 ny 1 2 3 4 5 6 7 8
Hỡnh 3.5. Tần số lặp trung bỡnh của tải đối với cỏc bài bay
1. Cụng kớch mục tiờu trờn khụng; 2. Trinh sỏt thời tiết; 3. Bay vũng kớn; 4. Bay đường dài; 5. Bay khụng vực động tỏc đơn giản; 6. Đỏnh chặn; 7. Tấn cụng mục tiờu mặt đất; 8. Bay khụng vực động tỏc phức tạp.
Để khai thỏc mỏy bay theo trạng thỏi, đũi hỏi phải đỏnh giỏ được tiờu hao tuổi thọ thực tế của kết cấu mỏy bay như thế nào? ảnh hưởng của chếđộ bay đối với tuổi thọ kết cấu ra sao? và phương phỏp thống kờ tiờu hao tuổi thọ như thế nào để cú thể
tớnh đến ảnh hưởng của cỏc điều kiện sử dụng. Điều này rất cú ý nghĩa thực tế đối với điều kiện sử dụng của Khụng quõn Việt Nam để tiến tới khai thỏc mỏy bay theo trạng thỏi. 3.2.2. Xỏc định tuổi thọ thực tế của kết cấu mỏy bay Tuổi thọ thực tế của kết cấu làm việc trong điều kiện mỏi, chịu tải lặp được xỏc định theo cụng thức sau [19] : Ttt = 1 η λ (3.1)
trong đú: Ttt - tuổi thọ thực tế của kết cấu mỏy bay;
λ - cường độ phỏ huỷ mỏi thực tế của kết cấu;
η - hệ số tin cậy tớnh đến độ tản mạn của kết quả thử nghiệm mỏi,
độ chớnh xỏc của cỏc số liệu thống kờ về tải... Đối với tớnh toỏn bền thường lấy η = 4 ữ 5.
Cường độ phỏ huỷ mỏi của kết cấu theo nguyờn lý về độ bền mỏi được xỏc
định theo cụng thức: λ = ∑ = K i i Ni t n 1 / (3.2) Trong đú: ni/t là số chu kỳ của mức tải nyi trong đơn vị thời gian (hay tần số
lặp của tải nyi ). Ký hiệu: ni/t = fi ta cú: λ = ∑ = K i Ni fi 1 (3.3) Trong đú:. fi - tần số tải lặp của tải nyi cú thể xỏc định được bằng phương phỏp phõn tớch tải lặp theo phim tự ghi XARPP-12 hoặc cỏc thiết bị kiểm tra khỏch quan lắp trờn mỏy bay, tự ghi cỏc tham số của chuyến bay.
Ni - số chu kỳ của tải lặp nyi đến phỏ huỷ hoàn toàn được xỏc định bằng phương phỏp thử mỏi đến phỏ huỷ hoàn toàn mẫu kết cấu hoặc kết cấu thật theo tải mụ phỏng trong phũng thớ nghiệm. Kết hợp hai cụng thức 3.1 và 3.3 ta cú: Ttt = 1 1 n i i f N η∑ (3.4) Như vậy để xỏc định tuổi thọ thực tế của kết cấu làm việc trong điều kiện mỏi, chịu tải lặp cần phải xỏc định được hai tham số chớnh:
- Tần số tải lặp ficủa cỏc giỏ trị tải nyi
- Số chu kỳ Ni của tải lặp nyiđến phỏ hủy hoàn toàn.
Sau đõy xin trỡnh bày phương phỏp để xỏc định hai tham số trờn.