tìm hiểu về cánh máy bay B767

Trong ngành hàng không, chuyến bay đầu tiên được thực hiện cách đây gần một thế kỷ, quá trình phát triển của ngành hàng không luôn đồng hành phát triển với các ứng dụng công nghệ cao. Trong một thế kỷ qua từ hình dáng đến kích thước của các máy bay đ• thay đổi rất lớn nhằm đạt được hiệu quả tối ưu và phù hợp với các yêu cầu đặt ra. Cánh máy bay là một bộ phận kết cấu cấu thành nên máy bay. Việc thay đổi kết cấu cánh máy bay sẽ cải tiến được tốc độ bay, khả năng chịu tải và lợi ích kinh tế của máy bay, lực nâng máy bay … Hiện nay trên thế giới có nhiều loại máy bay, như: Các máy bay của h•ng Airbus: A320, A321, A340, A380…, Các máy bay của h•ng Boeing: B737, B747, B767, B777, 7E7…., ngoài ra còn có các máy bay sử dụng trong lĩnh vực quân sự như: B52, Mic 21, B2….. Mỗi loại máy bay sẽ có đặc điểm và yêu cầu kết cấu cánh khác nhau tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng, tính kinh tế và khả năng khoa học công nghệ tại thời điểm sản xuất… Phần đồ án này sẽ đi sâu vào tìm hiểu về cánh máy bay B767 với nội dung như sau: 1. Đặc điểm kết cấu cánh máy bay B767 2. Đặc điểm chịu tải cánh máy bay B767

Lời giới thiệu

Trong ngành hàng không, chuyến bay đầu tiên đợc thực hiện cách đây gầnmột thế kỷ, quá trình phát triển của ngành hàng không luôn đồng hành pháttriển với các ứng dụng công nghệ cao Trong một thế kỷ qua từ hình dáng đếnkích thớc của các máy bay đã thay đổi rất lớn nhằm đạt đợc hiệu quả tối u vàphù hợp với các yêu cầu đặt ra

Cánh máy bay là một bộ phận kết cấu cấu thành nên máy bay Việc thay đổikết cấu cánh máy bay sẽ cải tiến đợc tốc độ bay, khả năng chịu tải và lợi íchkinh tế của máy bay, lực nâng máy bay …

Hiện nay trên thế giới có nhiều loại máy bay, nh: Các máy bay của hãngAirbus: A320, A321, A340, A380…, Các máy bay của hãng Boeing: B737,B747, B767, B777, 7E7…., ngoài ra còn có các máy bay sử dụng trong lĩnhvực quân sự nh: B52, Mic 21, B2…

Mỗi loại máy bay sẽ có đặc điểm và yêu cầu kết cấu cánh khác nhau tuỳ thuộcvào mục đích sử dụng, tính kinh tế và khả năng khoa học công nghệ tại thời

điểm sản xuất…

Phần đồ án này sẽ đi sâu vào tìm hiểu về cánh máy bay B767 với nội dung nhsau:

1 Đặc điểm kết cấu cánh máy bay B767

2 Đặc điểm chịu tải cánh máy bay B767

1

Chơng 1: Tổng quan chung về cánh máy bay

1.1 Chức năng và các yêu cầu của cánh máy bay.

1.1.1 Chức năng của cánh máy bay.

Cánh máy bay là một bộ phận quan trọng của máy bay nó có các chức năngsau:

- Bảo đảm đủ lực nâng cho mọi chế độ bay và cơ động của từng loại máy bay

- Cánh máy bay còn đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo ổn định và

điều khiển máy bay

- ở cánh máy bay còn có thể đặt thùng dầu, các trang thiết bị khác, các thiết bị

để treo động cơ, treo càng, treo thùng dầu phụ, vũ khí…

1.1.2 các yêu cầu của cánh máy bay.

Hình dạng và kết cấu cánh máy bay phải thoả mãn hàng loạt các yêu cầu đôikhi là trái ngợc nhau Với máy bay cụ thể, trên cơ sở bảo đảm tính năng kỹ,chiến thuật, khi chọn cánh phải dung hoà đợc các yêu cầu đặt ra cho máy baynói chung và cho cánh máy bay nói riêng

1.1.2.2 yêu cầu về độ cứng vững và độ bền.

- Cấu tạo cánh, độ bền và độ cứng vững của cánh phải đảm bảo quy định theo

định mức quá tải, định mức bền, độ cứng vững và phải đợc kiểm tra bằng thựcnghiệm

- Tận dụng đợc khoảng không bên trong cánh một cách tối u

- Nối ghép giữa các thành phần kết cấu cánh và các thành phần khác phải đơngiản

- Đảm bảo trọng lợng kết cầu cánh nhỏ Thông thờng trọng lợng kết cấu cánhthờng lấy trong khoảng sau: Gk = (0,07 - 0,16) G

Hoặc đối với máy bay chiến đấu thì: Gk = (0,1 - 0,18).G

1.1.2.4 yêu cầu về chế tạo.

Hình dáng, kích thớc cánh phải đảm bảo chế tạo dễ dàng, dễ kiểm tra, độ dôigia công nhỏ Có thể sử dụng đợc các chi tiết sẵn có, đảm bảo sản xuất nhanh

và rẻ Kết cấu cánh cho phép áp dụng các phơng pháp chế tạo tiến bộ nhất,

đảm bảo tính lắp lẫn, thay thế lẫn các cụm chi tiết, thành phần của cánh

1.1.2.5 yêu cầu về chiến thuật-đảm bảo phối trí.

Cánh có sự bố trí khác so với các thành phần khác trên máy bay, nó đợc bố trísao cho tầm quan sát và tầm bắn tốt Khi có lắp các loại vũ khói trên cánh thì

nó không ảnh hởng đến đặc tính của các loại vũ khí đó

1.2 hình dạng bên ngoài của cánh.

3

- Bề dày cánh c, đợc xác định tuỳ theo chiều dày prôphin cánh.

Để đánh giá và so sánh các yêu cầu, u và nhợc điểm đặt ra cho từng loại cánhthì ngời ta dựa vào các thông số cụ thể sau:

- Độ dãn dài của cánh, thông số này đợc xác định một cách tổng quát nh sau:

S

l2

=

λ Nếu cánh có dây cung không đổi (cánh hình chữ nhật), thì thông số

này đợc tính đơn giản nh sau: λ =b l

- Độ thu hẹp cánh (độ vuốt nhọn cánh), thông số này xác định nh sau:

trong đó: b0 là dây cung gốc, và bk là dây cung mút cánh

- Bề dày tơng đối, là tỷ số giữa bề dày prôphin và chiều dài dây cung Thông

số này dùng để so sánh sự thay đổi bề dày prôphin dọc theo sải cánh Từ thông

số này ngời ta có thể phân cánh ra làm các loại nh: cánh dày, cánh mỏng vàcánh trung bình

1.2.1.2 prôphin tiết diện.

Trên hình vẽ ta có:

1 là dây cung khí động trung binh,

2 gọi là đờng trung bình, đòng nhân

3 là dây cung hình học, chiều dài của nó gọi là dây cung của prôphin b

f là độ cong lớn nhất của prôphin và gọi là độ cong prôphin

C là bề dày lớn nhất của prôphin đợc gọi là chiều dày prôphin

5

Toạ độ xác định các thông số này trên prôphin đợc ký hiệu là xf, xc khi chiacác giá trị này cho dây cung prôphin ta đợc các toạ độ tơng đối.

Thông thờng các giá trị này đợc xác định nh sau:

- Với máy bay dới âm:

)%

37 20 ( ữ

- Dùng nhiều loại prôphin khác nhau, và bố trí sao cho các dây cung hình họcnằm trong cùng một mặt phẳng, xoắn trong trờng hợp này gọi là xoắn khí

- Máy bay có tốc độ M = 0 - 0,6: dạng cánh thờng sử dụng là dạng hình chữnhật, hình thang, kết hợp hình thang và hình chữ nhật, và hình elip

- Máy bay có tốc độ M = 0,6 - 2,5: dạng cánh thông dụng là cánh mũi tên,cánh tam giác, cánh hình thang có độ dãn dài nhỏ và mỏng

Chơng 2: đặc điểm kết cấu cánh máy bay B767

2.1 các thông số chính của máy bay B767

7

Chiều dài tàu bay : 54.94m

Chiều cao tàu bay : 16.03m

Đờng kính thân máy bay : 5.41m

Tỷ lệ sải cánh : 8.71

Diên tích cánh : 256.32 m2

Khối lợng nhiên liệu tối đa : xấp xỉ 26 tấn

Vận tốc bay đờng dài : km/h

Tầm bay xa từ : km

2.2 Cánh Máy bay

Cánh là bộ phận cơ bản để tạo ra lực nâng của máy bay Cánh của máybay B767 là cánh mũi tên đợc lắp phía dới thân với góc vểnh là 6o Góc mũitên là 31.5o Trên cánh chính của máy bay đợc lắp các cánh lái để điều khiểnmáy bay Ngoài ra trên máy bay còn đợc lắp các thùng dầu, một thùng dầutrung tâm đợc đặt dới bụng của máy bay, hai thùng dầu bên trong và hai thùngdầu bên ngoài nằm trên cánh đối xứng nhau qua thùng dầu trung tâm Haithùng dầu phía ngoài cánh có tác dụng tăng áp

Caựnh maựy bay B767 cuừng nhử caực loaùi maựy bay daõn duùng khaựcgoàm coự ba phaàn: caựnh traựi (left wing), caựnh phaỷi (right wing) vaứ moọt phaàncaựnh naốm trong thaõn (center wing) Beõn trong caựnh laứ raỏt nhieàu caực ngaờnnhoỷ thoõng vụựi nhau laứm nụi chửựa nhieõn lieọu cho maựy bay, ngửụứi ta goùidaùng thuứng nhieõn lieọu naứy laứ integral fuel tank

Treõn meựp trửụực cuỷa moói caựnh traựi-phaỷi coự 6 slat Treõn meựp sau moói caựnhcoự 2 caựnh taứ (1 outboard flap vaứ1 inboard flap), 2 caựnh laựi lieọng (1outboard aileron vaứ 1 inboard aileron) Maởt treõn moói caựnh coự 6 taỏm caỷn (4outboard spoiler vaứ 2 inboard spoiler) Ngoaứi ra, treõn caựnh coứn ủửụùc laộpủoọng cụ vaứ nhieàu thieỏt bũ ủeồ ủieàu khieồn khaực

CÁNH MÁY BAY B767-300 VÀ CÁC BỀ MẶT ĐIỀU KHIỂN TRÊN

CÁNH

2.2.1 C¸nh TR£N TH¢N (CENTER WING)

2.2.1.1 Vỏ

Center wing là phần cánh nằm trong thân, ở nửa dưới của section

45 từ Station 786 bulkhead đến Station 955 bulkhead Phần vỏ của centerwing ở mặt trên và phần mặt dưới khác nhau Vỏ mặt trên gồm 2 lớp(panel) có độ dày 0.750 inch làm từ vật liệu 7150-T651 Mặt dưới gồm 4lớp (panel) dày 0.840 inch và làm bằng vật liệu 2024-T391

9

VỎ TRÊN CỦA CÁNH TRONG THÂN

VỎ DƯỚI CỦA CÁNH TRONG THÂN

* Phân bố nẹp (stringer)

a Phân bố của nẹp (stringer) trên lớp vỏ trên như sau:

VỊ TRÍ NẸP (STRINGER) TRÊN LỚP VỎ TRÊN CỦA CÁNH TRONG

THÂN

BẢNG VẬT LIỆU

1234

StringerStringerStringer-ventStringer

BAC1518-701 7150-T6511BAC1518-725 7150-T6511BAC1509-100441 7150-T6511

BAC1518-702 7150-T6511

b Phân bố nẹp (stringer) trên vỏ dưới:

11

BẢNG VẬT LIỆU

123

StringerStringerStringer

BAC1518-699 2224-T3511BAC1518-700 2224-T3511BAC1518-703 2224-T3511

2.2.1.2 Center wing front spar, rear spar và các spanwise beam

Front spar của center wing là nửa dưới của Station 786 Bulkhead,rear spar là phần nửa dưới của Station 955 Bulkhead trong section 45 ởphần thân máy bay Cả front spar và rear spar của center wing có cấu tạogiống nhau, cùng là những tấm hợp kim có thêm các stiffener và các tấmốp gia cường khác để tăng thêm độ vững chắc cho tấm hợp kim chính.

13

BẢNG VẬT LIỆU

STT MÔ TẢ ĐỘ DÀY

0.1120.080

BAC1506-3189 2024-T3511BAC1518-749 2024-T3511BAC1518-750 2024-T35112024-T351

2024-T3AND10139-2005 2024-T3511BAC1514-2676 7075-T73511BAC1514-2423 2024-T3511BAC1503-100626 7075-T73BAC1503-100665 7075-T73511

17-7PH Cres HT TR to 125-145KSI

2024-T42BAC1518-912 2024-T3511

BẢNG VẬT LIỆU

STT MÔ TẢ ĐỘ DÀY

BAC1517-2126 7075-T73511BAC1517-2109 7075-T6511BAC1514-2679 2224-T35112024-T351

BAC1514-2378 7075-T73511BAC1517-2317 7075-T65112024-T43 mạ chống ăn mòn

Bên trong center wing, ngoài các stringer gắn trên vỏ còn có cácspanwise beam gần giống với các rib ở phần cánh ngoài thân Cácspanwise beam chia center wing làm nhiều ngăn và tạo ra bề dày chocenter wing Có tất cả ba spanwise beam

15

Cấu tạo từng spanwise beam như sau:

a Spanwise beam No1: nằm ở vị trí sau cùng và nhỏ nhất trong số 3 beam

STT MÔ TẢ ĐỘ DÀY

BAC1518-397 7075-T6511AND10139-2403 7075-T6511

BAC1506-855 7075-T6511BAC1503-100019 7075-T6511

AND10139-2401 T6511

AND10133-1003 T6511

7075-2024-T3AND10134-2001 7075-T6511

AND10133-1204 T6511

7075-7075-T6 mạ chống ăn mòn7075-T6 mạ chống ăn mòn7075-T6 mạ chống ăn mònBAC1518-397 7075-T6511AND10139-2403 7075-T6511

b Spanwise beam No2: nằm ở giữa và có kích thước trung bình trong số ba beam

17

STT MÔ TẢ ĐỘ DÀY

(inch) VẬT LIỆU1

BAC1517-2316 T6511

BAC1503-100019 T6511

AND10139-2204 T6511

7075-BAC1518-924 7075-T6511AND10133-1003 7075-T6511

BAC1509-100226 T6511

7075-7075-T6 mạ chống ăn mònAND10134-2006 7075-T6511

c Spanwise beam No3: nằm đầu tiên và có kích thước lớn nhất trong số ba beam

STT MÔ TẢ ĐỘ DÀY

(inch) VẬT LIỆU1

BAC1518-200 7075-T6511AND10139-2403 7075-T6511

AND10138-2403 T6511

7075-BAC1506-855 7075-T6511AND10139-2402 7075-T6511

BAC1518-397 7075-T6511BAC1518-397 7075-T6511AND10133-1003 7075-T6511

2024-T3

19

14 Strap 0.050 BAC1503-100019

7075-T6511AND10134-2001 7075-T6511

7075-T6 mạ chống ăn mòn7075-T6 mạ chống ăn mòn7075-T6 mạ chống ăn mòn

2.2.2 C¸NH CHÝNH

2.2.2.1 Vỏ

Vỏ của cánh máy bay B767 mặt trên và mặt dưới không giống nhau

a Phân bố nẹp (stringer) trên vỏ

Phân bố của stringer ở vỏ trên của cánh máy bay như sau:

BẢNG VẬT LIỆU

BAC1518-837 T6511

BAC1518-838 T6511

BAC1510-1131 T6511

BAC1510-1056 T6511

7150-Phân bố của nẹp (stringer) ở vỏ dưới của cánh máy bay như sau:

23

BẢNG VẬT LIỆU

BAC1518-834 T3511

BAC1518-835 T3511

BAC1518-852 T3511

BAC1518-705 T3511

2224-b Outer wing front spar và rear spar

Front spar và rear spar là hai kết cấu chính của cánh Đây là hai xàchạy dọc theo chiều dài sải cánh và là nơi gắn các rib tạo hình dáng khíđộng cho cánh

• Front spar

Front spar của cánh chia làm 3 đoạn Đoạn thứ nhất từ IFSS 150.27đến IFSS 381.79 Đoạn thứ hai từ IFSS 381.79 đến OFSS 786.22 và đoạnthứ ba từ OFSS 786.22 đến OFSS 1139.07

25

+ Front spar đoạn từ IFSS 150.27 đến IFSS 381.79:

BẢNG VẬT LIỆU

STT MÔ TẢ ĐỘ DÀY

(inch) VẬT LIỆU1

BAC1509-100545 T6511

7075-7175-T736 rènBAC1517-2131 7075-

27

BAC1517-2133 T6511

BAC1514-2427 T76511

BAC1514-2426 T76511

BAC1517-2130 T6511

BAC1517-2134 T6511

BAC1514-2690 T76511

7075-2024-2691 2224-T3511BAC1514-2691 2224-T3511

+ Front spar đoạn từ IFSS 381.79 đến OFSS 786.22:

BẢNG VẬT LIỆU

STT MÔ TẢ ĐỘ DÀY

(inch) VẬT LIỆU1

7075-7175-T736 rènBAC1503-100631 7075-

29

BAC1503-100633 T6511

BAC1514-2428 T76511

BAC1517-2119 T76511

BAC1514-2426 T76511

BAC1503-100625 T76511

7075-BAC1509-2130 7075-T6511BAC1503-100630 7075-T6511

BAC1517-2135 7075-T6511BAC1517-2125 7075-T6511BAC1503-100629 7075-T6511

7075-T73652+ Front spar đoạn từ OFSS 786.22 đến OFSS 1139.07:

BẢNG VẬT LIỆU

STT MÔ TẢ ĐỘ DÀY

(inch) VẬT LIỆU1

BAC1503-100631 T6511

BAC1503-100633 T6511

BAC1514-2428 T76511

BAC1514-2426 T76511

7075-31

BAC1503-100625 T76511

BAC1503-100630 T6511

7075-• Rear spar

Rear spar chia làm 4 đoạn Đoạn thứ nhất từ WS 213.56 đến WS 460.20, đoạn thứ hai từ WS 460.20 đến WS 740.00, đoạn thứ ba từ WS 740.00 đến WS 1000.00, đoạn thứ tư từ WS 1000.00 đến WS 1130.50

+ Rear spar đoạn từ WS 213.56 đến WS 460.20

BẢNG VẬT LIỆU

STT MÔ TẢ ĐỘ DÀY

(inch) VẬT LIỆU1

7075-7075-T73526 rèn7175-T736 rènBAC1517-2118 7075-T65117075-T73 rèn

BAC1517-2139 7075-T6511BAC1517-2140 7075-T6511BAC1514-2421 7075-

T765112024-T351BAC1514-2416 2224-T3511

33

7075-T73 rèn7075-T736 rèn7075-T73652+ Rear spar đoạn từ WS 460.20 đến WS 740.00

BẢNG VẬT LIỆU

STT MÔ TẢ ĐỘ DÀY

(inch) VẬT LIỆU1

7075-7075-T736 rèn7075-T736 rènBAC1503-100631 7075-T6511

BAC1514-2701 7075-T6511+ Rear spar đoạn từ WS 740.00 đến WS 1000.00

BẢNG VẬT LIỆU

STT MÔ TẢ ĐỘ DÀY

(inch) VẬT LIỆU1

35

BAC1503-100638 T6511

7075-7075-T73 rènBAC1517-2143 7075-T6511BAC1514-330 7075-T6511+ Rear spar đoạn từ WS 1000.00 đến WS 1130.50

BẢNG VẬT LIỆU

STT MÔ TẢ ĐỘ DÀY

7050-T736 rènAND10138-1206 7075-T6511

7075-T7351 7075-T67050-T73 rèn

c Sườn cánh (Outer wing rib)

Nối giữa front spar và rear spar của cánh là 36 sườn cánh (wingrib) Các rib này tạo ra biên dạng cho cánh máy bay Vì các rib có hìnhdáng và kích thước thay đổi dọc theo chiều sải cánh nên biên dạng cánhcũng thay đổi theo chiều sải cánh

PHÂN BỐ RIB TRÊN CÁNHCấu tạo của sườn cánh (wing rib) điển hình (Rib No.1):

37

BẢNG VẬT LIỆU

(inch) VẬT LIỆU1

AND10134-2404 T6511

7075-7050-T6 2024-T3 mạ chống ăn mòn2024-T3 mạ chống ăn mòn7075-T73 rèn

Cấu tạo các rib trên cánh:

Closure rib đến rib No.5

BẢNG VẬT LIỆU

AND10134-2404 T6511

7075-2024-T3 mạ chống ăn mòn2024-T3 mạ chống ăn mòn2024-T3 mạ chống ăn mòn

1.120

AND10134-2404 T6511

AND10134-2409 T6511

7075-2024-T3 mạ chống ăn mònAND10134-2409 7075-T6511

BAC1520-2291 7075-T737075-T651

7075-T6517075-T6517075-T651BAC1520-2285 7075-T73

AND10134-2404 T6511

7075-2024-T3 mạ chống ăn mòn2024-T3 mạ chống ăn mònAND10134-3003 7075-T6511

BAC1520-2361 7075-T65117150-T651

BAC1520-2460 2024-T3511

39

Rib No.6 đến rib No.9

BẢNG VẬT LIỆU

(inch)

VẬT LIỆU1

0.625

0.375

0.0800.050

AND10134-2404 T6511

7075-2024-T3 mạ chống ăn mòn2024-T3 mạ chống ăn mòn2024-T3 mạ chống ăn mònAND10134-2404 7075-T6511

BAC1520-2350 7075-T737075-T651

BAC1520-2285 7075-T73

BAC1520-2291 7075-T737075-T651

BAC1520-2290 7075-T73AND10133-3002 7075-

T65112024-T3 mạ chống ăn mòn2024-T3 mạ chống ăn mòn2024-T3 mạ chống ăn mòn2024-T3 mạ chống ăn mòn2024-T3 mạ chống ăn mònAND10133-3002 7075-T6511

Rib No.10 đến rib No.13

BẢNG VẬT LIỆU

(inch) VẬT LIỆU1

BAC1520-2135 7075-T732024-T3 mạ chống ăn mònBAC1520-2135 7075-T73

AND10134-3004 T6511

7075-2024-T3 mạ chống ăn mòn2024-T3 mạ chống ăn mòn

41

2024-T3 mạ chống ăn mònAND10134-3004 7075-T6511

AND10134-3004 T6511

7075-2024-T3 mạ chống ăn mòn2024-T3 mạ chống ăn mòn2024-T3 mạ chống ăn mònAND10134-3004 7075-T6511

Rib No.14 đến rib No.16

BẢNG VẬT LIỆU

(inch) VẬT LIỆU

1 Rib No.14

Upper chord

Forward web 0.045 AND10134-2403 7075-T6511

2024-T3 mạ chống ăn mòn2024-T3 mạ chống ăn mònAND10134-2403 7075-T6511

AND10134-2403 T6511

7075-2024-T3 mạ chống ăn mòn2024-T3 mạ chống ăn mòn2024-T3 mạ chống ăn mònAND10134-2403 7075-T6511

AND10134-2401 T6511

7075-2024-T3 mạ chống ăn mòn2024-T3 mạ chống ăn mòn2024-T3 mạ chống ăn mònAND10134-2401 7075-T6511

43

Rib No.17 đến rib No.23

BẢNG VẬT LIỆU

(inch) VẬT LIỆU1

0.040

0.0400.032

BAC1520-2287 7075-T732024-T3 mạ chống ăn mòn2024-T3 mạ chống ăn mòn2024-T3 mạ chống ăn mònBAC1520-2286 7075-T73

AND10134-2009 T6511

7075-2024-T3 mạ chống ăn mònAND10134-2009 7075-T6511

AND10134-3004