Nghiên cứu, thiết kế thiết bị thử lá cánh quay trực thăng.

- 12 CHƢƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ TRỰC THĂNG VÀ LÁ CÁNH QUAY TRỰC THĂNG.
- 13 1.1 Giới thiệu chung về trực thăng.
- 13 1.2 Các thông số cơ bản của lá cánh quay trực thăng.
- 14 1.3 Kết cấu cánh quay trực thăng Mi-171.
- Kết cấu ổ lót cánh quay.
- Kết cấu của lá cánh quay.
- 22 CHƢƠNG 2: CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA LÁ CÁNH QUAY TRỰC THĂNG.
- 28 2.1 Các đặc tính của cánh quay.
- 28 2.2 Các chế độ làm việc chính của cánh quay trực thăng Mi-171.
- 31 CHƢƠNG 3: TÍNH TOÁN TẢI TÁC DỤNG LÊN LÁ CÁNH QUAY KIỂM BỀN LÁ CÁNH QUAY.
- 41 3.1 Các giả thuyết tính toán.
- 41 3.2 Các tải tác dụng lên lá cánh quay khi bay (hình 2.1.
- 42 4 3.3 Tải phân bố dọc theo sải của lá cánh quay.
- 43 3.3.3 Tính lực khối lƣợng.
- 43 3.3.4 Tính lực khối lƣợng phân bố.
- 44 3.3.5 Tính lực li tâm của lá quay.
- 44 3.3.6 Tính lực li tâm phân bố của lá quay.
- 44 3.3.7 Tính lực quán tính phân bố.
- 44 3.3.8 Tính lực nâng phân bố dọc theo sải của lá cánh.
- 45 3.4.1 Tính lực li tâm N.
- 45 3.4.2 Tính lực cắt Q.
- 46 3.4.3 Tính mômen uốn lá quay.
- 46 3.4.4 Tính mômen xoắn lá quay.
- 46 3.5 Xác định ứng suất trên các thiết diện lá cánh quay.
- 52 3.5.1 Xác định ứng suất pháp do mômen uốn sinh ra.
- 52 3.5.2 Xác định ứng suất pháp do lực li tâm.
- 53 3.5.3 Xác định ứng suất tiếp do lực cắt Q gây ra.
- 53 3.5.4 Xác định ứng suất tiếp do mômen xoắn Mk gây ra.
- 54 3.6 Kết luận chƣơng 3.
- 57 CHƢƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SƠ BỘ BÀN THỬ LÁ CÁNH QUAY.
- 58 4.1 Điều kiện kỹ thuật thiết kế bàn thử lá cánh quay trực thăng.
- 59 4.3 Tính toán bàn thử.
- 62 4.3.2 Tính toán lực nâng.
- 64 4.3.4 Tính toán cho các chi tiết chịu tải của bàn thử.
- 67 5 4.4 Tính toán khoang cánh.
- 68 4.4.2 Xác lập sơ đồ tính toán để xác định các tải trong dầm dọc bàn thử.
- 69 4.4.3 Tính toán các lực cần để tạo ra dao động.
- 73 4.5 Kết luận chƣơng 4.
- 74 CHƢƠNG 5: MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ KHAI THÁC CÁNH QUAY TRỰC THĂNG.
- 75 5.1 Đặc điểm khai thác cánh quay trực thăng trong điều kiện việt nam.
- 75 5.1.2 Ảnh hƣởng của khí hậu đến khai thác sử dụng cánh quay trực thăng.
- 76 5.1.3 Biện pháp ngăn ngừa ảnh hƣởng của môi trƣờng đến cánh quay trực thăng 76 5.2 Những hỏng hóc thƣờng gặp ở lá cánh quay và phƣơng pháp sửa chữa trong quá trình khai thác sử dụng.
- 79 5.2.3 Sửa chữa các thành phần lá cánh.
- 86 6 CÁC KÝ HIỆU STT KÝ HIỆU Ý NGHĨA 1 D Đƣờng kính cánh quay.
- 2 R Bán kính cánh quay.
- 4 GM Trọng lƣợng trực thăng.
- 5 V Tốc độ trực thăng.
- 8 0 Góc phƣơng vị của lá cánh.
- 9  Góc vẫy của lá cánh quay.
- 13 ntt Quá tải tính toán.
- 15  Hệ số đặc trƣng cho sự làm việc của cánh quay.
- 20 k Số lá cánh quay.
- 21 b Chiều dài dây cung khí động của lá cánh.
- 25  Độ vặn hình học của lá.
- 41 P Ứng suất pháp.
- 43 N Ứng suất pháp do lực quán tính lá quay.
- 44 Q Ứng suất tiếp do lực cắt gây ra.
- 45 K Ứng suất tiếp do mômen xoắn gây ra.
- 46 ε gia tốc góc ε 47 Fqt Lực quán tính 48 ζ1-N Ứng suất phá hủy mỏi sau N chu kỳ làm việc 49 tЦΗ Thời gian tính toán chịu tải của chi tiết trong một phút sau 1 chu trình.
- 50 Tpaδ Chu kỳ làm việc 8 DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU STT TÊN BẢNG 1 Bảng 1.1: Các thông số cơ bản của lá cánh quay trực thăng Mi-171 2 Bảng 3.1: Kết quả tính toán ở góc phƣơng vị bằng 00 3 Bảng 3.2: Kết quả tính toán ở góc phƣơng vị bằng 450 4 Bảng 3.3: Kết quả tính toán ở góc phƣơng vị bằng 900 5 Bảng 3.4: Kết quả tính toán ở góc phƣơng vị bằng 1350 6 Bảng 3.5: Kết quả tính toán ở góc phƣơng vị bằng 1800 7 Bảng 3.6: Kết quả tính toán ở góc phƣơng vị bằng 2250 8 Bảng 3.7: Kết quả tính toán ở góc phƣơng vị bằng 2700 9 Bảng 3.8: Kết quả tính toán ở góc phƣơng vị bằng 3150 10 Bảng 3.9: Kết quả tính toán ở góc phƣơng vị bằng 3600 9 DANH MỤC HÌNH VẼ STT TÊN HÌNH VẼ 1 Hình 1.1: Kết cấu cánh quay trực thăng Mi-171 2 Hình 1.2: Sơ đồ bố trí các khớp bản lề 3 Hình 1.3: Kết cấu khớp bản lề ngang 4 Hình 1.4: Kết cấu khớp bản lề đứng 5 Hình 1.5: Kết cấu khớp bản lề dọc trục 6 Hình 1.6: Bộ hạn chế góc rủ li tâm 7 Hình 1.7: Bộ giảm lắc thủy lực 8 Hình 1.8: Kết cấu các thành phần lá cánh 9 Hình 1.9: Kết cấu đầu mút cánh 10 Hình 1.10: Kết cấu đầu gốc cánh 11 Hình 1.11: Hệ thống thông báo tín hiệu xà hỏng 12 Hình 2.1: Bán kính lá cánh quay và chiều dài phần có prôfin 13 Hình 2.2: Góc lắp lá cánh quay 14 Hình 2.3: Sơ đồ độ vặn hình học lá cánh quay trực thăng Mi-171 15 Hình 2.4: Dòng khí ở chế độ thổi xiên 16 Hình 2.5: Động lƣợng phụ của dòng khí 17 Hình 2.6: Sự làm việc của cánh quay ở chế độ thổi xiên 18 Hình 2.7: Góc phƣơng vị của lá cánh quay 19 Hình 2.8: Tốc độ tổng hợp với Ψ = 00 và Ψ = 1800 .
- 20 Hình 2.9: Tốc độ tổng hợp với Ψ = 900 và Ψ = 3600 21 Hình 2.10: Mối quan hệ W=f(Ψ) 22 Hình 2.11: Tốc độ dài và tốc độ tổng hợp trên các thành phần lá cánh 23 Hình 2.12: Lực nâng và mômen uốn trên lá cánh 24 Hình 2.13: Lực nâng và mômen uốn trên lá cánh 25 Hình 2.14: Lực côriôlit trên lá cánh 26 Hình 3.1: Các tải tác dụng lên lá cánh quay 10 27 Hình 3.2: Quy luật thay đổi góc vẫy 28 Hình 3.3: Lƣu đồ thuật toán tính tải tác dụng và kiểm bền lá cánh quay 29 Hình 3.4: Đồ thị tải khí động phân bố 30 Hình 3.5: Đồ thị tải khối lƣợng phân bố 31 Hình 3.6: Đồ thị lực li tâm phân bố 32 Hình 3.7: Đồ thị lực nâng phân bố dọc theo sải cánh 33 Hình 3.8: Đồ thị lực li tâm 34 Hình 3.9: Đồ thị mô men xoắn lá quay 35 Hình 3.10: Đồ thị lực cắt 36 Hình 3.11: Đồ thị mô men uốn lá quay 37 Hình 3.12: Biên dạng trên, dƣới của dầm 38 Hình 3.13: Ứng suất do mômen và lực li tâm gây ra 39 Hình 3.14: Ứng suất tiếp do mômen xoắn và lực cắt gây ra trên các tiết diện 40 Hình 3.15: Đồ thị ứng suất pháp do mô men uốn gây ra 41 Hình 3.16: Đồ thị ứng suất pháp do lực li tâm gây ra 42 Hình 3.17: Đồ thị ứng suất phần trên của dầm 43 Hình 3.18: Đồ thị ứng suất pháp tính toán 44 Hình 3.19: Đồ thị ứng suất tiếp tính toán 45 Hình 4.1: Các dạng dao động profil lá cánh quay 46 Hình 4.2: Bàn thử dao động LCQ 11 MỞ ĐẦU 1.
- Lý do chọn đề tài Máy bay trực thăng là một trong những phƣơng tiện hàng không hiện đại và tiện lợi nhất trong mọi lĩnh vực phục vụ của ngành hàng không.
- Mà lá cánh quay trực thăng là bộ phận quan trọng bậc nhất của trực thăng, là phần tử giữ ổn định và định hƣớng bay để điều khiển trực thăng.
- Vì một số lý do trên tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế thiết bị thử lá cánh quay trực thăng” nhằm tính tải và kiểm tra độ bền lá cánh quay để từ đó thiết kế sơ bộ thiết bị thử lá cánh quay, đồng thời đƣa ra một số giải pháp trong khai thác và sử dụng lá cánh quay trực thăng.
- Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu + Mục đích nghiên cứu của luận văn - Nghiên cứu kết cấu và đặc tính của lá cánh quay trực thăng, từ đó xác định các tải tác dụng lên cánh quay khi bay.
- Xây dựng chƣơng trình tính toán tải và kiểm bền cho lá cánh quay trực thăng.
- Thiết kế sơ bộ bàn thử lá cánh quay trực thăng + Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Luận văn đi sâu nghiên cứu kết cấu, đặc tính của lá cánh quay trực thăng từ đó tính toán các tải tác dụng lên lá cánh quay, kiểm bền lá cánh quay và sơ bộ thiết kế bàn thử dao động lá cánh quay trực thăng.
- Nội dung chính của luận văn và đóng góp mới của tác giả * Nội dung chính của luận văn - Luận văn gồm 05 chƣơng và phần kết luận Chƣơng 1: Tổng quan về trực thăng và lá cánh quay trực thăng Chƣơng 2: Các chế độ làm việc của lá cánh quay trực thăng Chƣơng 3: Các tải tác dụng lên lá cánh quay và kiểm bền lá cánh quay Chƣơng 4: Tính toán thiết kế bàn thử lá cánh quay trực thăng.
- 12 Chƣơng 5: Một số vấn đề trong khai thác sử dụng lá cánh quay trực thăng.
- Đóng góp mới của tác giả - Luận văn đã đề xuất thiết kế mới bàn kiểm tra dao động lá cánh quay trực thăng.
- Tác giả đã nghiên cứu, tính toán và thiết kế sơ bộ thiết bị thử lá cánh quay trực thăng.
- Tác giả luận văn tham gia viết và đăng 01 bài báo chuyên sâu về kiểm bền trục quay trực thăng 2 tầng cánh quay tại Hội nghị Cơ khí Toàn quốc tại Hà Nội vào tháng 12/2012.
- Phƣơng pháp nghiên cứu - Đề tài sử dụng phƣơng pháp thống kê, phân tích để tổng hợp tình hình về nhu cầu nghiên cứu, thiết kế bàn kiểm tra dao động lá cánh quy trực thăng.
- Sử dụng phƣơng pháp tính toán bằng ngôn ngữ lập trình Matlab để tính toán các tải và các ứng suất tác dụng lên lá cánh quay.
- Từ lý thuyết kết hợp chặt chẽ với thực tế khai thác sử dụng lá cánh quay trực thăng của các đơn vị trong và ngoài Quân đội.
- 13 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TRỰC THĂNG VÀ LÁ CÁNH QUAY TRỰC THĂNG 1.1 Giới thiệu chung về trực thăng Trực thăng là loại thiết bị bay, có động cơ, với thiết bị tạo lực nâng có chuyển động quay, có khả năng cất hạ cánh thẳng đứng, “treo” trong không trung và có thể di chuyển theo mọi hƣớng bất kì.
- Điểm khác nhau cơ bản giữa trực thăng và máy bay là cánh quay của trực thăng tạo ra lực nâng và lực điều khiển không chỉ khi trực thăng chuyển động trong không khí (có nghĩa là có tốc độ) mà cả khi nó ở trạng thái “treo” trong không trung.
- Trực thăng có khả năng cất hạ cánh thẳng đứng nên nó còn khác máy bay ở chỗ không cần đòi hỏi có một sân bay với những đƣờng băng cất hạ cánh rộng lớn.
- Khả năng dừng lại ở một chỗ và “treo” không chuyển động trong không trung của trực thăng giúp cho nó có một ƣu thế lớn hơn so với máy bay.
- Nhờ có đặc tính này mà trực thăng sử dụng nhƣ một cần cẩu, có tác dụng cứu viện, cứu thƣơng, thăm dò địa lý và dùng vào việc phục vụ công, nông nghiệp… Trực thăng giúp cho việc tạo nên những bƣớc biến đổi lớn trong quốc phòng.
- Trực thăng không cần đòi hỏi đƣờng băng nên tiết kiệm đƣợc tiền, chi phí xây dựng, nó chỉ cần bãi trống nhỏ hẹp bất kì là có thể hạ cánh đƣợc.
- Nhờ tính cơ động này nên trực thăng đƣợc dùng trong quân sự để vận tải di chuyển quân, vũ khí, trang thiết bị nhanh chóng, bất ngờ.
- Trực thăng dùng để yểm trợ, hộ tống trong trận đánh hiệp đồng các quân binh chủng, làm nhiệm vụ cứu thƣơng bệnh binh, đổ bộ quân, vũ khí… Trong kinh tế xã hội, trực thăng đƣợc dùng vào việc thăm dò địa chất, chụp ảnh sơ đồ địa lý, vận chuyển hàng hoá và liên hệ với những nơi xa xôi hẻo lánh nhƣ ở vùng rừng núi, tàu biển ngoài khơi…, có tác dụng nhƣ một cần cẩu để xây dựng các công trình to lớn.
- Ngoài ra trong nông nghiệp trực thăng còn phục vụ cho việc khảo sát thời tiết, địa lý, bón phân… 14 Chính vì vậy trực thăng đóng vai trò to lớn trong lĩnh vực hoạt động quân sự và kinh tế quốc dân.
- 1.2 Các thông số cơ bản của lá cánh quay trực thăng (Ở đây ta xét lá cánh quay trực thăng Mi-171.
- Bán kính lá cánh quay R (tính từ trục quay): 10650 [mm.
- Chiều dài lá cánh (tính từ trục lắp): 9754 [mm.
- Chiều dài lá cánh phần có prôfin: 9154 [mm.
- Hình dạng bề mặt của lá cánh là hình chữ nhật - Dạng prôfin NACA-230 - Bề rộng lá cánh 520[mm.
- Độ võng ở đầu mút lá cánh quay: 300 [mm.
- Góc nghiêng của trục lá quay: 4030’ Bảng 1.1: Các thông số cơ bản của lá cánh quay trực thăng Mi-171 STT Tên thông số kỹ thuật Thông số Đơn vị 1 Số lƣợng lá lắp trên lá quay K = 5 Chiếc 2 Đƣờng kính lá quay D = 21,3 m 3 Trọng lƣợng toàn bộ cánh quay G.
- 700 daN 4 Trọng lƣợng một lá cánh quay G1 = 140 daN 5 Trọng lƣợng ổ lót cánh quay G0 = 610,5 daN 6 Đƣờng kính ổ lót cánh quay D0 = 1,744 m 7 Chiều cao ổ lót cánh quay H0 = 0,321 m 8 Hệ số điền đầy.
- 0,07 [1] 9 Tải trọng riêng trên cánh 310338 N/cm2 15 10 Hệ số bù vẫy KV = 0,5 11 Góc vẫy của lá cánh max Góc rủ của lá cánh.
- Khi có bộ hạn chế - Khi không có bộ hạn chế Góc lắp lá cánh quay 10140 14 Góc nghiêng của trục cánh quay về trƣớc 4030’ 15 Góc xoay của lá cánh quay quanh bản lề đứng.
- Về trƣớc - Về sau Diện tích mặt phẳng quay S = 356,1 m2 17 Góc lệch của đĩa tự động nghiêng -Về trƣớc - Về sau - Sang phía trái - Sang phía phải Khoảng cách từ tâm ổ lót đến tâm bản lề ngang 220 mm 19 Khoảng cách từ tâm ổ lót đến tâm bản lề đứng 507 mm 20 Độ xê dịch của tâm bản lề trục 45 mm 21 Chiều quay ngƣợc chiều kim đồng hồ (nhìn từ dƣới lên) 16 1.3 Kết cấu cánh quay trực thăng Mi-171 Hình 1.1: Kết cấu cánh quay trực thăng Mi-171 Chú thích: 1- Đầu gốc lá cánh 2- Dầm 3- Tấm tổ ong 4- Hệ thống chống đóng băng 5- Diềm điều chỉnh 6- Ốp cố định Bộ cánh quay trực thăng Mi-171 gồm 5 lá cánh quay đƣợc cố định vào ổ quay kiểu nối khớp, thông qua các khớp bản lề, gồm: bản lề ngang, và bộ bù trừ vẫy.
- Ổ lá quay nối khớp nó khắc phục những nhƣợc điểm của lá quay nối cứng, nó bảo đảm cho lá quay làm việc ổn định và thuận tiện cho quá trình điều khiển, nhƣng nhƣợc điểm là làm cho kết cấu phức tạp đòi hỏi độ chính xác cao.
- Kết cấu của lá cánh quay chính gồm: ổ lót cánh quay và lá cánh quay.
- Kết cấu ổ lót cánh quay Ổ lót cánh quay gồm các thành phần sau: khớp bản lề ngang, khớp bản lề đứng, khớp bản lề dọc trục, ngoài ra còn có bộ hạn chế góc rủ ly tâm, bộ giảm lắc thủy lực, cần xoay lá cánh (bộ bù trừ vẫy).
- Sơ đồ cố định các khớp lá cánh lên ổ lót thông qua các khớp bản lề (hình 1.2).
- Hình 1.2: Sơ đồ bố trí các khớp bản lề 123456XRFOO2adbc1 2 4 3

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt