tiểu luận kết thúc học phần môn học kết cấu hàng không 1

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI </b>

Thành phố<b> Hồ </b>Chí Minh, 7/2023

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>Problem 1 </b>

The tubular drive shaft for the propeller of the hovercraft in Figure 1 is 6 m long. If the motor delivers a power of 6000 hp to the shaft when the propellers rotate at 240 rpm, determine the required inner diameter of the shaft if the outer diameter is 300 mm. What is the angle of twist of the shaft when it is operating? Take = 80 MPa and = 75 GPa. τ

D = 300 mm <small>2</small>

Vẽ hình + Tóm tắt L = 6m

D =? mm <small>1</small>

 = 240 rpm τ<small> allow</small> = 80 MPa G = 75 GPa =>  = ?

Power = 6000 (hp) (hp: horse power)

<b>Giải </b>

Power = 6000 hp = 6000.745,7 4474200 (W) (1hp = 745,7 W)  = 240 rpm = 2 .4 rad/s = 8 (rad/s)  

τ<small> allow</small> = 80 MPa = 80.10 Pa <small>6 </small>

G = 75 GPa = 75.10 Pa <small>9</small>

 Ta có: Power = T. => T = ^Power_ = ^4474200

<small>8</small> 178022,731 (N.m)  Ta có : D = 300 mm => R = 150 mm = 0,15 m

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

τ<small> allow</small> = ^TC<small>J</small> => _τ ^T

<small>allow</small> = ^J<small>C</small> ^T

<small>τallow</small> = <small>2.(R2)R</small>₂ ^178022,731

<small>80 10.6</small> = <small></small>

Problem 2:

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

<b>Vật li u ch t o, thi t k </b>ệ ế ạ ế ế máy bay đã thay đổi như thế nào trong quá khứ

<b>tới nay? </b>

Hơn 1 thế kỷ v ề trước, vào tháng 12 năm 1903, chuyến bay có người lái đầu tiên của anh em nhà Wright đã diễn ra trên tàu Wright Flyer ở Kitty Hawk, Bắc Carolina.

Nhiều loại gỗ, dây kim loại và vải có mật độ khác nhau đã được sử dụng để sản xuất Wright Flyer. Nhà Wrights đã sử ụng g d ỗ thông trắng cho các phần thẳng của cánh, chẳng hạn như các thanh cánh. Gỗ tần bì được sử dụng cho các bề mặt cong, bao g m c ồ ả các đường gân của cánh. Khung g ỗ được bao ph b i mủ ở ột tấm vải bơng dệt mịn, được sơn kín bằng sơn dầu parafin. Các phụ ệ ki n kim loại trên khung máy bay được làm từ thép.

Vải muslin được sử dụng trên các tấm cánh trên và dưới. Các cạnh đầu của cánh được buộc dây bằng các đường dệt để giữ dây. Gân cánh nhô ra ở nhiều vị trí để buộc vào dây.

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

Bởi vì là chiếc máy bay đầu tiên với thiết kế thô sơ nên không thể tránh khỏi những hạn ch ế và yếu điểm nhất định như tải trọng hay độ bền.

Kể từ thời điểm đó, nh ng ti n b l n trong v t li u k t cữ ế ộ ớ ậ ệ ế ấu máy bay đã được chú ý hơn.

<b>Khung máy bay hiện đại: </b>

Vào giữa những năm 1900, các nhà sản xuất hàng không đã cải tiến thiết kế khung máy bay, kết hợp giữa tốc độ và độ an toàn. Một tiến bộ đáng kể từ các thiết k ế trước đó cho phép máy bay bay cao hơn vớ ốc độ tăng lên.i t Ford Tri-Motor, chiếc máy bay chở khách đầu tiên, được làm bằng nhôm vào năm 1928. Nhôm là vật liệu ch c chắ ắn nhưng nhẹ, mang lại sự an toàn và độ bền. Nhiều

mặt điều khiển như cánh quạt, bánh lái, cánh tà và thang máy được làm bằng khung hợp kim nhơm.

Sau đó, để gia tăng sức mạnh cho cấu trúc máy bay, các nhà sản xuất đã kết hợp nhiều kim lo i v i nhau. Vi c s dạ ớ ệ ử ụng nhi u v t liề ậ ệu khác nhau như thép hay titan đã khiến cho các dòng máy bay phản lực trở nên hiện đại hơn vào thời điểm đó.

Đến năm 1969, chiếc máy bay Boeing 747 đầu tiên được đưa vào sử dụng với ứng d ng k t hợp nhôm vớụ ế i nhiều loại vật liệu khác nhai. Những kim loại này

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

có khả năng chịu nhiệt và chống ăn mòn, đồng thời mang lại sức mạnh to lớn cho khung máy bay.Nếu có một bộ ph n c th b v ậ ụ ể ị ỡ thì lớp vỏ ch u l c sị ự ẽ ngăn khơng cho tồn bộ ấu trúc bị c hỏng.

Vào những năm đầu 1970, Pháp với Đức đã bắt đầu hợp tác thiết kế một dòng máy bay thuộc Airbus Industrie, Airbus A300. Mặc dù vẫn đượ ản xu t ch c s ấ ủyếu b ng kim loằ ại, tuy nhiên đây là chiế máy bay đầu tiên có ức ng dụng vật li u ệcomposite.

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

Vật liệu composite, như tên cho thấy, là sự kết hợp độc đáo của hai hoặc nhiều vật liệu mà các đặc tính của chúng như sợi cacbon, sợi thủy tinh… khi được k t ếhợp, th hiể ện các tính chấ ật lý và hóa học đặt v c biệt. Việc s d ng v t li u ử ụ ậ ệcomposite nh ẹ trên các thành phần cấu trúc quan trọng đã làm cho máy bay gần đây cực kỳ ti t kiế ệm nhiên liệu. Boeing 787 Dreamliner và Airbus A350 XWB bao gồm hơn 50% cấu trúc của chúng là vật liệu tổng hợp nhẹ.

Độ ề b n c a v t li u tổng hợp carbon, ch ng hủ ậ ệ ẳ ạn như nhựa gia c b ng s i ố ằ ợcarbon (CFRP), vượt qua nhiều kim loại thông thường, bao g m c ồ ả nhôm và sắt. Hơn nữa, h n h p CFRP nh ỗ ợ ẹ hơn nhiều so với nhôm, với kh ả năng chống ăn mòn cao hơn nhiều.

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

Cấu trúc nhẹ hơn mang trọng tải xa hơn so vớ ấu trúc nhôm thông thười c ng. Vật liệu tổng hợp ceramic matrix composite (CMC) cũng được hình dung là vật liệu thay th nh cho h p kim kim lo i, cung c p g n mế ẹ ợ ạ ấ ầ ột phần ba mật độ ật li u v ệnhưng có các đặc tính vật lý và nhiệt vượt trội. Các CMC như vậy mang l i kh ạ ảnăng chống sốc nhiệt và độ ề va đập rất cao. b n

TÀI LIỆU THAM KH O: Ả

</div>