PHÂN TÍCH kết cấu máy BAY (aircraft structures analysis) material classification of aircraft

PHÂN TÍCH KẾT CẤU MÁY BAY
(Aircraft structures analysis)

Material Classification of Aircraft
GVHD:

Nguyễn Song Thanh Thảo

Lớp:

L01

Nhóm:

2

Học kỳ:

221

Tuần:

3

Ngày nộp bài: 26/09/2022.
1.List of asignments:
Name
Sỳ Văn Sương
Nguyễn Thiệu Văn
Nguyễn Trung Tú
Nguyễn Thái Dương

Code
1914985

Problems
2.2;2.3;2.5;2.

1915888
1811323
1811817

6
2.3;2.4
2.1;2.2
-


2.. Material classification of aircraft
2.1.Gỗ
Ưu điểm:
- Nhẹ
- Dễ gia công, chế tạo
- Giá thành rẻ
Ứng dụng:
- Gỗ được sử dụng trong hầu hết kết cấu của những dòng máy bay
đầu tiên trong 2 thập kỷ đầu tiên của thế kỷ 20 và trong giai đoạn thế
chiến I.

Hình 2.1.Chiếc Red Baron của quân đội Đức trong thế chiến I.
- Hiện nay, gỗ vẫn được ứng dụng trong các dòng máy bay mơ hình

phục vụ cho sở thích cá nhân hay các loại máy bay siêu nhẹ như
glider, sailplane.


Hình 2.2 Mơ hình chiếc Super

Hình 2.3 Chiếc Maupin

Dechathlon.

Woodstock One


2.2.Metal.
2.2.1.

Càng (landing gear)

Hình 2.4. Càng đáp máy bay A380
Hệ thống càng được chia làm 2 bộ phân: càng chính và càng phụ.
Càng chính thừuong được đặt tại trọng tâm máy bay, di đó chịu phần
lớn tải trọng của máy bay. Chính vì vậy càng chính được thiết kế với
cấu trúc vững chắc và được sử dụng dụng loại vật liệu phải đủ cứng
để chịu được trọng lượng cất cánh nặng khi máy bay có đầy đủ nhiên
liệu và tải trọng tác động lớn khi hạ cánh.
Do đó vật liệu làm càng hạ cánh phải có độ bền tĩnh cao, độ bền đứt
gãy và độ bền mỏi tốt, và vật liệu được sử dụng phổ biến nhất là thép
cường độ cao và hợp kim titan.
2.2.2.

Giá treo động cơ (pylon)

Vật liệu của giá treo động cơ được xem xét về mặt nhiệt độ, yếu tố ăn
mòn, tải tác động,…


Trên thực tế nhôm được sử dụng rộng rãi trong các giá đỡ, thép
theo yêu cầu và titan khi nghiên cứu thượng mại. Titan đắt tiền và
cực kỳ khó gia cơng nên thường được sử dụng rất ít.


2.1.3.

Hợp kim nhôm

Nhôm được sử dụng khá rộng rãi trong ngành hàng không, rất nhiều
bộ phận trên máy bay được làm từ hợp kim nhôm:
Bộ phận

Kim loại thành
phần

Chân ghế ngồi
Leading edge

Vỏ thân

Ưu điểm
- Dễ gia công

Đồng, Magiê

- Cứng, chịu mỏi tốt
- Chống ăn mịn
- Cứng

Magiê, Silicon

- Dễ tạo hình và dễ hàn
- Chống ăn mòn

Khung, thanh gia
cường lực
Spar, ribs
Các bề mặt điều khiển
Vỏ cánh
Kết cấu ghế

Thiếc, Magiê,
Đồng

hợp kim nhôm
- Chịu uốn tốt
- Nhẹ

Lithium, Đồng,
Các chi tiết ghép nối

- Cứng nhất trong các

Magiê

- Chịu mỏi và chịu uốn
rất tốt
- Hạn chế lan truyền
vết nứt


2.2.Plastic.
Vật liệu nhựa được sử dụng cho một loạt các thành phần và lắp
ráp nội thất máy bay. Cabin của một chiếc máy bay là một phần quan
trọng của nội thất của một chiếc máy bay, bao gồm các vật liệu nhựa
tiên tiến khác nhau. Các thành phần nội thất bao gồm ghế ngồi, bảng
tổng hợp, hệ thống giải trí trên máy bay, cửa sổ, kính chắn gió, thùng
và hệ thống chiếu sáng. Nhựa chuyên nghiệp cung cấp các vật liệu
được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu của FAA về ngọn lửa, giải phóng
nhiệt và tạo khói bao gồm FAR 25.853 (a) và (d). Nhựa chuyên nghiệp
đã nhận được chứng nhận ISO 9001, ISO 14001 và AS9100D, cũng
như các giải thưởng của nhà cung cấp từ Boeing, Lockheed và các giải
thưởng khác.
Bộ phận bên trong máy bay Bao gồm: Bộ chia lớp - Vỏ bảng điều
khiển - Bộ phận Galley
Bộ phận vệ sinh - Mũi bò - Viền màn hình video - Vỏ bọc - Bộ
phận ghế ngồi - Bảng điều khiển - Bảng khay - Cửa sổ - Ống dẫn khí Tấm ốp tường - Vỏ đèn & Mouldings. Nhựa chuyên nghiệp cung cấp
một loạt các vật liệu được sử dụng cho các thành phần bên trong máy
bay bao gồm tồn bộ dịng vật liệu Boltaron® , Kydex® và Radel®,
cùng với các vật liệu độc quyền như; Tấm Pro-Mirror® và ProLens® .
2.2.3.

Lốp (airplane tires)

Hình 3.5. Cấu tạo lớp máy bay của hãng Michelin
Lốp máy bay được phân loại theo nhiều cách khác nhau bao gồm:
loại, kích thước, độ bền, có săm hay khơng săm, lốp bias hoặc radials,
…
Lốp máy bay hoàn chỉnh được tạo thành từ 4 loại vật liệu cơ bản là
cao su, nylon, một số loại dây đặc biệt và thép.
Cao su ở đây thường là cao su tự nhiên bởi vì chúng có thơng số kỹ
thuật tốt hơn như khả năng phân tán nhiệt. Tuy nhiên về kết cấu thì
nó được hình thànhg bởi một quá trình gọi là lưu hóa với nhiều lớp
chồng lên nhau như nylon, Kevlar…
Hạt (bead) lốp máy bay được làm từ các bó dây thép carbon có độ
bền cao bọc trong cao su được thiết kể để truyền tải tác động và lực
làm lệch hướng đến vành bánh xe.
Bề mặt lốp (Tread) là phần tiếp xúc với mặt đất là một hợp chất cao
su được tao ra để chống mài mịn, cắt và nứt. Nó cũng được tạo ra để
chống lại sự tích tụ nhiệt.
Thành bên của lốp máy bay (sidewall) là một lớp cao su được thiết kế
để bảo vệ thành của lớp xe (bao gồm vải, thường là nylon được kẹp
giữa 2 lớp cao su và được dán với nhau bởi các lớp nhựa để tạo độ
bền cho lốp)
2.3.Polyme
Vật liệu Polymer là loại vật liệu có cấu trúc phân tử ổn định được hình thành với
sự lặp lại của nhiều mắt xích cơ bản, vật liệu Polyme có nhiều tính chất lý hóa cơ bản
và được ứng dụng rất rộng rãi, phổ biến trong nhiều lĩnh vực sản xuất, trở thành hàng
tiêu dùng chất lượng cao.
Ứng dụng: Được dùng làm vỏ bánh xe của máy bay, cả trong dân dụng lẫn quân
đội...

2.4.Ceramic
Chất liệu Ceramic hay còn được gọi là gốm sứ, là loại vật liệu được sử dụng rất
nhiều trong các ngành công nghiệp sản xuất, chế tạo hay xây dựng.
Khác với gốm sứ, Ceramic đã được kỹ thuật hóa, khác xa so với những loại gốm
thông thường, chúng được nâng cấp và sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội nên đã trở thành
các loại vật liệu cao cấp mà rất nhiều ngành công nghiệp chế tạo đã lựa chọn để sản
xuất các thiết bị.
Một vài ưu điểm của Ceramic:
- Độ bền cao: Do được kỹ thuật hóa bằng cơng nghệ cao nên Ceramic bền và có
độ cứng vượt trội so với chất liệu gốm bình thường.
- Siêu nhẹ: Dù có độ cứng và bền cao nhưng vật liệu Ceramic lại có tỷ trọng rất
thấp hay cịn gọi là vật liệu siêu nhẹ.
- Chịu nhiệt cực tốt: Do được tạo nên từ bột gốm trải qua quá trình xử lý đặc biệt
và được nung với nhiệt độ cực cao nên Ceramic cũng có khả năng chịu nhiệt rất tốt, hầu
như khơng bị giãn nở do nhiệt.
- An toàn với sức khỏe: Đây cũng là loại vật liệu an toàn với sức khỏe và thiện với
môi trường nên được đánh giá cao và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực
Ứng dụng: Với những ưu điểm vượt trội về độ cứng, độ bền, khả năng chịu nhiệt
và có tỷ trọng thấp, Ceramic ngày càng được lựa chọn nhiều và được ứng dụng phổ
biến trong các lĩnh vực cuộc sống đặc biệt là lĩnh vực xây dựng, kiến trúc, đồ gia dụng
hoặc chế tạo các loại máy móc
- Kính Ceramic
- Tủ hút phủ Ceramic Đối với máy bay, ceramic được sử dụng như lớp phủ chịu
nhiệt ở các vị trí tiếp xúc, làm việc ở điều kiện khắc nghiệt, nhiệt độ cao như cánh
tuabin, động cơ máy bay,...


1.1.Composite.

Vật liệu composite là sự tổng hợp của hai hay nhiều vật liệu có tính chất vật lý và
hóa học khác nhau thành một vật liệu mới. Khi chúng được kết hợp với nhau,chúng tạo
ra một loại vật liệu có các đặc tính khác với đặc tính ban đầu của chúng.
Trong điều kiện sử dụng các vật liệu đúng tiêu chuẩn thì vật liệu composite có
những ưu điểm chủ yếu sau:
– Nhẹ nhưng cứng vững, chịu va đập, uốn, kéo tốt.
– Chịu hố chất, khơng sét gỉ, chống ăn mịn. Đặc tính này thích hợp cho biển và khí
hậu vùng biển.
– Chịu thời tiết, chống tia tử ngoại, chống lão hoá nên rất bền.
– Chịu nhiệt, chịu lạnh, chống cháy.
– Cách điện, cách nhiệt tốt.
– Chịu ma sát, cường độ lực, nhiệt độ cao (thể hiện ở composite sợi carbon).
– Hấp thụ sóng điện tử tốt (composite – thủy tinh).
– Khơng thấm nước, khơng độc hại.
– Bảo trì, bảo dưỡng, sửa chữa dễ dàng, chi phí thấp.
– Màu sắc đa dạng, đẹp bền vì được pha ngay trong nguyên liệu.
– Thiết kế, tạo dáng thuận lợi, đa dạng, có nhiều công nghệ để lựa chọn.
độ bền cao; mô đun cao; khối lượng riêng thấp; giới hạn bền, rão, đứt gãy, ăn mòn
và mài mòn; và hệ số giãn nở nhiệt (CTE) thấp.
Trong những năm gần đây, composite được sử dụng chế tạo các bộ phận trên máy
bay như kết cấu khung xương, thân máy bay, cánh, bộ phận dẫn hướng… Theo thống
kê của hãng máy bay Boeing, chiếc Boeing Dreamliner 787 sử dụng đến 50%
composite trên toàn bộ trọng lượng.