Nghiên cứu phương pháp khai thác máy bay theo trạng thái kỹ thuật

- LÊ NGUYÊN CƯỜNG NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP KHAI THÁC MÁY BAY THEO TRẠNG THÁI KỸ THUẬT LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC KỸ THUẬT HÀ NỘI- 2012 2 BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI.
- LÊ NGUYÊN CƯỜNG NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP KHAI THÁC MÁY BAY THEO TRẠNG THÁI KỸ THUẬT Chuyên ngành : Kỹ thuật máy bay và thiết bị thủy khí Mã số : MTK09-04 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1.
- PHƯƠNG PHÁP KHAI THÁC MÁY BAY THEO ĐỊNH KỲ VÀ CÁC ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA NÓ 12 Khái niệm chung 12 1.1.1.
- Các hình thức khai thác máy bay theo định kỳ 12 1.1.2.
- Các ưu điểm và nhược điểm của phương pháp khai thác máy bay theo định kỳ 13 Kết luận chương 1 16 Chương 2.
- CÁC PHƯƠNG PHÁP KHAI THÁC MÁY BAY THEO TRẠNG THÁI KỸ THUẬT 17 2.1.
- Khai thác theo trạng thái kỹ thuật có kiểm soát độ tin cậy 26 2.3.
- Khai thác theo trạng thái có kiểm soát tham số 30 2.4.
- Khai thác máy bay theo tiêu hao tuổi thọ thực tế 33 2.5.
- Các điều kiện để chuyển phương thức khai thác theo định kỳ sang phương thức khai thác theo trạng thái 36 Kết luận chương 2 38 Chương 3.
- PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TUỔI THỌ THỰC TẾ CỦA KẾT CẤU MÁY BAY 39 Đặt vấn đề: 39 4 Trang 3.1.
- Ảnh hưởng các yếu tố môi trường đến tuổi thọ kết cấu máy bay 39 3.1.1.
- Xác định ảnh hưởng của môi trường đến tuổi thọ kết cấu máy bay 44 3.2.
- Ảnh hưởng của chế độ bay đến tuổi thọ kết cấu máy bay 47 3.2.1 Phân tích chung 47 3.2.2.
- Xác định tuổi thọ thực tế của kết cấu máy bay 50 3.2.3 Xác định tần số tải lặp của các tải trọng 51 3.2.4.
- Xác định tuổi thọ thực tế của kết cấu máy bay theo phương pháp thử nghiệm mô phỏng 57 3.2.6 Áp dụng để tính toán các tham số về tuổi thọ thực tế của kết cấu máy bay L-39 63 Chương 4.
- XÂY DỰNG HỆ THỐNG KHAI THÁC KẾT CẤU MÁY BAY L-39 THEO TIÊU HAO TUỔI THỌ THỰC TẾ 70 Đặt vấn đề 70 4.1.
- KTSD - Khai thác sử dụng.
- n – Số lượng sản phẩm khai thác sử dụng.
- K2 – Hệ số tính đến ảnh hưởng của vùng khí hậu mà máy bay được bảo quản, sử dụng.
- βi - Hệ số ảnh hưởng của khí hậu theo từng vùng khai thác sử dụng máy bay.
- Qui luật phân bố mật độ hỏng hóc trong khai thác theo định kỳ.
- Sơ đồ quá trình khai thác theo định kỳ có hiệu chỉnh theo độ tin cậy.
- Chu trình khai thác theo trạng thái có kiểm soát độ tin cậy Hình 2.5.
- Đồ thị suy giảm và hồi phục độ tin cậy của kết cấu khi khai thác theo trạng thái có kiểm soát độ tin cậy Hình 2.6.
- Chu trình khai thác theo trạng thái có kiểm soát tham số Hình 2.7.
- Các điều kiện cần thiết để chuyển máy bay sang khai thác theo trạng thái Hình 3.1.
- Biến thiên nhịêt độ trung bình trên vỏ máy bay trong ngày có gió tại sân bay Bạch Mai Hình 3.
- 4: Biến thiên nhịêt độ trung bình trên vỏ máy bay trong ngày nắng không có gió ở sân bay Bạch Mai.
- Biểu đồ hệ số quá tải của kết cấu máy bay trong một chuyến bay Hình 3.7.
- Tần số lặp của tải lên kết cấu máy bay L-39 của 3 loại bài bay Hình 3.10.
- Tần số lặp trung bình của quá tải lên kết cấu máy bay L-39 Hình 41.
- Lưu đồ thuật toán của chương trình Hình 4.2 Sơ đồ biên chế của tiểu đoàn máy bay Hình 4.3.
- Sơ đồ biên chế tổ chức cơ quan Tiểu đoàn kỹ thuật theo phương pháp khai thác theo tuổi thọ thực tế 8MỞ ĐẦU 1.
- Tính cấp thiết của đề tài Cho đến nay hệ thống khai thác máy bay của Quân chủng Phòng không - Không quân (PK-KQ) chủ yếu vẫn được tổ chức theo phương thức định kỳ với chế độ khai thác sử dụng và bảo dưỡng, sửa chữa….theo những quy định của Liên Xô trước đây.
- Các chế độ, nội dung và khối lượng công tác kỹ thuật được thực hiện theo mức độ tiêu hao dự trữ kỹ thuật và tuổi thọ của máy bay.
- Tuổi thọ của máy bay và định kỳ bảo dưỡng, sửa chữa kỹ thuật được qui định theo hai thông số chính: giờ bay và niên hạn (năm, tháng theo lịch).
- Thông thường đối với các nước tiên tiến, tuổi thọ theo giờ bay và theo niên hạn tiêu hao đồng đều, khi máy bay hết niên hạn sử dụng thì đồng thời cũng được khai thác hết giờ bay.
- Tuy nhiên đối với các máy bay trong Quân chủng PK-KQ nói chung, tiêu hao tuổi thọ theo giờ bay thường chậm hơn so với tiêu hao tuổi thọ theo niên hạn.
- Do khó khăn về điều kiện đảm bảo và kế hoạch huấn luyện bay, phần nhiều các máy bay hết hạn sử dụng, trong khi dự trữ giờ bay vẫn còn nhiều.
- Tuy đã tiến hành tăng hạn sử dụng trên cơ sở đánh giá kỹ thuật của từng máy bay theo các khoảng thời gian nhất định, song toàn bộ hệ thống khai thác máy bay hiện nay vẫn cơ bản dựa trên nguyên tắc khai thác theo định kỳ.
- Máy bay là sự tổ hợp cấu thành từ nhiều bộ phận, hệ thống như kết cấu thân cánh, hệ thống động lực, hệ thống cất hạ cánh, hệ thống thủy lực, nhiên liệu, khí nén, thông tin liên lạc, thiết bị điện, hệ thống điều khiển … trong đó kết cấu máy bay quyết định tuổi thọ của cả máy bay, do đó khai thác kết cấu máy bay theo trạng thái là khâu cơ bản nhất của khai thác máy bay theo trạng thái.
- Việc nghiên cứu đánh giá chính xác trạng thái kỹ thuật của kết cấu máy bay là cơ sở để tăng hạn sử dụng máy bay.
- Công tác tăng hạn sử dụng máy bay đã và đang áp dụng hiện nay góp phần giải quyết mâu thuẫn giữa niên hạn sử dụng và giờ bay của máy bay trong Quân chủng PK-KQ, góp phần nâng cao hiệu quả khai thác máy bay , bảo đảm máy bay cho huấn luyện và sẵn sàng chiến đấu cho Quân chủng.
- 9 Hệ thống khai thác máy bay theo định kỳ như hiện hành đối với máy bay của Quân chủng đã phát huy hiệu quả tốt trong nhiều thập kỷ qua nhất là trong thời kỳ chiến tranh giải phóng Miền Nam, thống nhất đất nước.
- Tuy nhiên, hệ thống khai thác đó cũng bộc lộ nhiều hạn chế, ảnh hưởng đến hiệu quả khai thác máy bay , bảo đảm hệ số máy bay tốt cho huấn luyện và sẵn sàng chiến đấu (SSCĐ) cho Quân chủng.
- Vì vậy việc nghiên cứu để từng bước chuyển hệ thống khai thác máy bay theo định kỳ sang hệ thống khai thác theo trạng thái là một đòi hỏi cấp thiết cho công tác kỹ thuật của Quân chủng PK-KQ.
- Một trong những bước đi ban đầu để chuyển sang khai thác máy bay theo trạng thái là nghiên cứu khai thác kết cấu máy bay theo tuổi thọ thực tế.
- Tuổi thọ máy bay hiện nay đang được ấn định theo giờ bay và niên hạn do Nhà sản xuất máy bay quyết định.
- Khi máy bay đó được đưa vào khai thác sử dụng ở Việt Nam do điều kiện khai thác khác nhiều so với nước sản xuất nên tiêu hao tuổi thọ thực tế cũng sẽ khác.
- Tác động của môi trường (nhiệt độ, độ ẩm, tạp chất trong không khí…) lên vật liệu của máy bay làm tăng độ tiêu hao tuổi thọ do gỉ, mỏi - gỉ (mỏi tác động đồng thời với gỉ), già hoá … Chế độ về sử dụng máy bay, trình độ phi công, chất lượng bảo dưỡng kỹ thuật, sửa chữa hồi phục cũng gây ảnh hưởng lớn đến tiêu hao tuổi thọ thực tế của máy bay.
- Nếu xác định được mức độ ảnh hưởng của các yếu tố này, tức là xác định được các tham số về trạng thái thực tế trong điều kiện Việt Nam và xây dụng hệ thống khai thác máy bay theo trạng thái thì sẽ đem lại hiệu quả tốt hơn.
- Khai thác máy bay theo trạng thái kỹ thuật cho phép chúng ta chủ động trong công tác khai thác, điều hành phân phối kế hoạch sử dụng máy bay cũng như lập kế hoạch bảo quản, bảo dưỡng sao cho khai thác máy bay đạt hiệu quả cao.
- Do đó xây dựng hệ thống khai thác máy bay theo trạng thái kỹ thuật là rất cần thiết.
- 10 Vì những lý do nêu trên, tôi tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu phương pháp khai thác máy bay theo trạng thái kỹ thuật” với hy vọng đóng góp phần mình vào mục đích nghiên cứu từng bước chuyển sang khai thác kết cấu máy bay của Quân chủng PK-KQ theo trạng thái kỹ thuật.
- Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là xây dựng phương pháp khai thác máy bay theo trạng thái kỹ thuật, trong đó đi sâu phương pháp khai thác theo tiêu hao tuổi thọ thực tế, vận dụng phương pháp này cho máy bay L-39, nhằm nâng cao hiệu quả khai thác sử dụng máy bay của Quân chủng PK-KQ.
- Phân tích, đánh giá thực trạng hệ thống khai thác máy bay theo định kỳ.
- Tổng quan về các phương pháp khai thác máy bay theo trạng thái.
- Xây dựng phương pháp tính toán tiêu hao tuổi thọ thực tế của kết cấu cánh máy bay.
- Xây dựng phương pháp khai thác kết cấu máy bay L-39 theo tiêu hao tuổi thọ thực tế trong điều kiện Việt Nam.
- Đề xuất các giải pháp khai thác sử dụng máy bay L-39 của Quân chủng PK-KQ.
- Phạm vi và phương pháp nghiên cứu Để thực hiện được các nội dung đề ra của đề tài chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu tài liệu, thuyết minh kỹ thuật, hướng dẫn khai thác sử dụng máy bay của nước ngoài, tìm hiểu các phương thức khai thác máy bay của các nước tiên tiến, chú trọng các phương pháp có thể tham khảo để áp dụng vào điều kiện Việt Nam.
- Tiến hành khảo sát thực tế hệ thống khai thác máy bay hiện hành của Quân chủng PK-KQ Việt Nam, phân tích làm rõ ưu, nhược điểm của phương pháp khai thác đó.
- Xây dựng phương pháp tính toán và thực nghiệm tuổi thọ thực tế của kết cấu máy bay, vận dụng phương pháp cho máy bay L-39, trên cơ sở đó đề xuất phương pháp khai thác kết cấu máy bay L-39 theo tuổi thọ thực tế.
- Để có số liệu phục vụ xây dựng phương pháp khai thác theo trạng thái kỹ thuật, chúng tôi đã khảo sát tình trạng thực tế tại trung đoàn không quân 910, nơi 11đang khai tác sử dụng máy bay huấn luyện L-39, thu thập, phân tích một số lượng lớn phim của hệ thống kiểm tra khách quan ghi lại các tham số của các chuyến bay, tập trung phân tích qui luật thay đổi và tần số lặp của giá trị quá tải ny là tham số có ảnh hưởng lớn nhất đến độ bền mỏi và tuổi thọ mỏi của kết cấu.
- Phần mở đầu phân tích những yêu cầu bức xúc của việc chuyển sang khai thác máy bay theo trạng thái ở Quân chủng PK-KQ.
- Chương 1 phân tích phương pháp khai thác máy bay theo định kỳ và các ưu, nhược điểm của nó.
- Từ đó nổi lên nhu cầu chuyển phương thức khai thác theo định kỳ sang phương thức khai thác theo trạng thái kỹ thuật.
- Chương 2 phân tích nguyên lý và nội dung các phương pháp khai thác theo trạng thái kỹ thuật đang được áp dụng ở một số nước trên thế giới.
- Từ đó lựa chọn phương thức phù hợp và khả thi cho khai thác máy bay quân sự ở Việt Nam.
- Phương pháp được áp dụng tính toán cho máy bay L-39, làm cơ sở để xây dựng hệ thống khai thác loại máy bay này theo trạng thái.
- Chương 4 xây dựng hệ thống khai thác kết cấu máy bay L-39 theo tiêu hao tuổi thọ thực tế: xây dựng hệ thống tính tuổi thọ thực tế và tính giờ bay quy đổi của máy bay, đề xuất tổ chức khai thác theo tuổi thọ thực tế.
- Kết luận và những kiến nghị áp dụng hệ thống khai thác theo tuổi thọ thực tế.
- 12Chương 1 PHƯƠNG PHÁP KHAI THÁC MÁY BAY THEO ĐỊNH KỲ VÀ CÁC ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA NÓ Khái niệm chung Mọi vũ khí trang bị kỹ thuật (VKTBKT) đều trải qua ba giai đoạn đó là thiết kế, chế tạo và khai thác sử dụng (KTSD).
- Điều đó đòi hỏi một quá trình khai thác sử dụng nghiêm túc và khoa học.
- Môi trường trong đó VKTBKT được khai thác sử dụng.
- Hệ thống khai thác kỹ thuật bao gồm: phương pháp khai thác, con người tiến hành KTSD và các công cụ phương tiện trợ giúp.
- Bản chất của phương pháp khai thác theo định kỳ VKTBKT nói chung, máy bay nói riêng là cứ sau một khối lượng công việc (giờ bay hoặc thời gian) nhất định, chúng được đưa vào bảo dưỡng dự phòng hoặc đưa vào sửa chữa thay thế không phụ thuộc trạng thái kỹ thuật ở thời điểm đó.
- Các hình thức khai thác máy bay theo định kỳ Thời gian mà VKTBKT đến hạn bảo dưỡng, sửa chữa định kỳ là những quy định về dự trữ làm việc: giờ hoạt động hoặc niên hạn sử dụng.
- Đối với máy bay thời 13hạn định kỳ là giờ bay và niên hạn sử dụng.
- Khi một trong hai chỉ tiêu này đạt tới giá trị quy định thì phải dừng khai thác máy bay và đưa chúng vào bảo dưỡng hoặc sửa chữa thay thế hoặc thanh lý.
- Ví dụ, đối với máy bay AN-26 chúng ta có các hình thức bảo dưỡng sau 12 tháng, sau 24 tháng sử dụng.
- đối với L39 chúng ta có hình thức bảo dưỡng sau 50 giờ, 100 giờ, 200 giờ hoạt động của máy bay … Có loại máy bay quy định bảo dưỡng sau số giờ hoạt động hoặc năm sử dụng.
- Với hệ thống khai thác sao cho giờ bay và năm sử dụng đạt tới giới hạn cùng một lúc thì hiệu quả sử dụng máy bay sẽ cao.
- Khi đa số các bộ phận, cụm chi tiết, linh kiện cho tới thời điểm đạt giới hạn của một trong hai chỉ tiêu nói trên vẫn còn khả năng làm việc tốt thì việc bảo dưỡng sửa chữa thay thế máy bay sẽ gây ra lãng phí lớn.
- Cơ sở để xác định thời hạn bảo dưỡng kỹ thuật định kỳ Khoảng thời gian quy định đưa máy bay vào bảo dưỡng kỹ thuật định kỳ được xác định trên cơ sở có dự phòng, tức là bảo đảm xác suất xảy ra hỏng hóc trong một thời gian làm việc quy định không được vượt quá một giá trị nào đó tuỳ thuộc vào tầm quan trọng của máy bay mà thông thường giá trị xác suất này có thể bằng 10-6 đến 10-1.
- Các ưu điểm và nhược điểm của phương pháp khai thác máy bay theo định kỳ Phương pháp khai thác theo định kỳ có thể đảm bảo độ tin cậy cao khả năng làm việc của máy bay ở những thời điểm cần thiết và tương đối chủ động trong việc lập kế hoạch khai thác sử dụng.
- Song khai thác theo định kỳ gây ra những lãng phí lớn.
- Mặt khác, khai thác theo định kỳ còn đòi hỏi một hệ thống bảo đảm kỹ thuật thường trực tốn kém nhiều.
- Trong nhiều năm gần đây, phần lớn máy bay của Quân chủng PK-KQ tuy có số giờ làm việc chỉ đạt (40÷60)% số giờ của tuổi thọ quy định nhưng đã hết niên hạn sử dụng quy định, tức là hai chỉ tiêu trên không đồng thời đạt tới giới hạn.
- Do vậy việc đưa máy bay vào bảo dưỡng, sửa chữa thay thế và thanh lý sẽ gây ra lãng phí trong khai thác sử dụng.
- Hình 1.2 mô tả quá trình khai thác theo định kỳ có hiệu chỉnh theo độ tin cậy sử dụng.
- Một bước đệm để tiến tới khai thác theo trạng thái kỹ thuật.
- Sơ đồ quá trình khai thác theo định kỳ có hiệu chỉnh theo độ tin cậy sử dụng.
- 16Kết luận chương 1 Phương thức khai thác máy bay theo định kỳ đã được áp dụng rộng rãi trong hệ thống khai thác máy bay nhiều thập kỷ qua ở nhiều nước trên thế giới trong đó có Việt Nam và đã trở thành phương thức khai thác truyền thống.
- Phương thức này đã phát huy hiệu quả tốt trong một giai đoạn dài của lịch sử phát triển ngành máy bay thế giới.
- Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của KHCN, đặc biệt là ứng dụng của lĩnh vực công nghệ thông tin, phương thức khai thác máy bay theo định kỳ đã bộc lộ nhiều nhược điểm, ảnh hưởng đến hiệu quả và tính kinh tế khai thác sử dụng máy bay .
- Phương thức khai thác theo trạng thái kỹ thuật đối với máy bay đang trở thành xu thế tất yếu.
- Mặc dù chúng ta đã có những bước tiếp cận, xem xét trạng thái kỹ thuật thực tế của đối tượng máy bay để tăng hạn sử dụng, đem lại hiệu quả đáng kể cho công tác bảo đảm kỹ thuật bảo đảm trang bị cho huấn luyện và sẵn sàng chiến đấu cho Quân chủng PK-KQ nhưng thực chất chúng ta vẫn chưa phải thực hiện phương thức khai thác máy bay theo trạng thái.
- Để áp dụng phương thức khai thác máy bay tiên tiến này trong điều kiện của Việt Nam, chúng ta cần xác định những bước đi cũng như phương thức đầu tư phù hợp với điều kiện của ta, cần phải được nghiên cứu một cách khoa học và hệ thống.

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