CÔNG NGHỆ HÀNG KHÔNG MÁY BAY SIÊU TO
Công nghệ hàng không cho phép chúng ta tạo ra hàng trăm loại máy bay với đa dạng các thiết kế để phù hợp với từng yêu cầu hoạt động.
Nội dung chính
Yêu cầu đặt ra cho ngành hàng không từ giữa thế kỷ 20
Tính đến thời điểm hiện tại, máy bay lớn nhất thế giới với trọng lượng cất cánh tối đa khoảng 640 tấn là chiếc An-225. Từ đầu thế kỷ 21 đến đầu năm 2022, cũng chỉ có một chiếc còn đang hoạt động mang tên hiệu UR-82060. An-225 có thể chở khối lượng 250 tấn hàng bên trong hoặc 200 tấn hàng bên ngoài thân.
Hàng không có chiều dài phát triển hơn 100 năm, và từ giữa thế kỷ 20, ngành hàng không đã đặt ra yêu cầu sản xuất những máy bay cỡ lớn. Ban đầu là phục vụ nhu cầu quân sự vận chuyển lượng lớn vũ khí, xe tăng và tên lửa hạn nặng. Sau này các hãng hàng không cũng nhận ra 2 xu thế của tương lai:
- Một là nhu cầu vận chuyển hành khách và hàng hóa bằng đường hàng không sẽ phát triển mạnh.
- Hai là hiệu quả nhiên liệu sẽ trở thành tiêu chí lựa chọn máy bay.
Các hãng chế tạo máy bay trong đó có Airbus và Boeing đưa ra các phương án chế tạo máy bay, trong đó có dự án phát triển máy bay cỡ lớn.
>>100 năm lịch sử ngành hàng không
Ngoài phục vụ thương mại, máy bay cỡ lớn được chế tạo phục vụ các chiến dịch hoặc nhiệm vụ đặc biệt. Như trong nhiệm vụ dùng máy bay vận tải Boeing 747 cõng tàu con thoi Endeavour trên lưng và vận chuyển nó di chuyển từ căn cứ không quân Edwards ở California về Trung tâm không gian Kennedy ở bang Florida.
Để đảm bảo máy bay có thể cất cánh và hạ cánh an toàn khi vận chuyển một trọng lượng rất lớn gồm hàng hóa và hành khách, cần cải tiến công nghệ hàng không. Có rất nhiều chi tiết cần thiết kế bổ sung, gia cố, hoặc thay đổi để máy bay đảm bảo tiêu chuẩn an toàn. Sau đây hãy cùng Thinksmart tìm hiểu các công nghệ hàng không đối với máy bay trọng tải nặng.
Công nghệ hàng không cho động cơ
Máy bay trọng tải lớn cần 4-6 động cơ cỡ lớn để đủ sức nâng khi máy bay cất cánh. Việc lắp đặt động cơ không phải càng nhiều càng tốt, mà cần đảm bảo cân bằng giữa lực đẩy và trọng lượng máy bay cũng như lượng tiêu hao nhiên liệu. Các chuyên gia sử dụng nhiều công nghệ khác nhau, trong đó có công nghệ hàng không phân tích tính toán mô phỏng khí động lực học để tạo ra các động cơ có công suất hợp lý và nhẹ tải.
Boeing 747 là loại máy bay dân dụng thương mại cỡ lớn bậc nhất thế giới hiện nay được sản xuất tại Hoa Kỳ giữ kỷ lục hơn 37 năm từ 1960 là máy bay thương mại chở khách lớn nhất. Trọng lượng cất cánh tối đa tầm 440 tấn. Máy bay Boeing 747 sử dụng bốn động cơ phản lực.
Airbus A380 là loại máy bay phản lực, hai tầng với bốn động cơ phản lực cực lớn. A380 là loại máy bay chở khách lớn nhất thế giới tới thời điểm hiện tại với trọng lượng cất cánh tối đa 590 tấn.An-225 -chiếc máy bay được nhắc ở đầu bài viết, được trang bị với 6 động cơ phản lực. Được mệnh danh là quái vật bầu trời, An-225 giữ kỷ lục về tổng tải trọng không vận ở mức 253 tấn. Trọng lượng cất cánh tối đa đạt tới 640 tấn.
Động cơ thiết kế cho những máy bay trong tải lớn thuộc cỡ rất khủng. Các động cơ phản lực cánh quạt phải đảm bảo hoạt động tốt và được kiểm tra sửa chữa thường xuyên. Kích thước của động cơ có thể đạt tới đường kính 3.4m, đó là động cơ lớn nhất mang tên GE9X được Boeing mang vào thử nghiệm lần đầu tiên tại Califonia, Mỹ.
Công nghệ hàng không cho cánh tà
Là bộ phận quan trọng nhưng ít được nhìn thấy vì nó chỉ bung ra khi cất cánh và hạn cánh.
Cánh tà được lắp đặt hai bên cánh máy bay và ở đuôi được thiết kế thêm để tăng sức nâng và hãm lực khi hạ cánh. Cánh tà là một bộ phận xòe ra mỗi khi máy bay cất cánh và hạ cánh.
Khi cánh tà bung ra, diện tích cánh sẽ rộng hơn, đồng tạt luồng không khí phía dưới cánh, làm tăng sức nâng khi máy bay cất cánh hoặc làm tăng sức cản không khí, giúp giảm tốc khi máy bay hạ cánh.
Các cấu trúc phức tạp được lắp đặt bên trong cánh máy bay tưởng chừng đơn giản. Nhưng nếu thiếu công nghệ, rất khó để bố trí và kiểm tra tác dụng của các cánh tà. Và các công nghệ phân tích tính toán mô phỏng liên quan đến khí động lực học được ứng dụng nhiều nhất trong thiết kế cánh tà.
Công nghệ hàng không cho mặt sàn và khung
Mặt sàn và khung được thiết kế chịu lực lớn. Thông thường máy bay vận tải chở hàng trong khoang, trọng lực sẽ tác động vào mặt sàn rất lớn, gia cố mặt sàn là điều cần thiết. Nhưng nó không đồng nghĩa là làm mặt sàn và khung càng dày càng tốt.
Nhiều thông tin khác về ngành hàng không tại đây
Các chuyên gia sẽ dùng các phương pháp tính toán mô phỏng, qua đó gia cố vật liệu tại một số vị trí chịu lực lớn, và dùng cấu trúc thiết kế phân tán lực. Vừa hạn chế thấp nhất lượng vật liệu sử dụng, vừa làm máy bay tối thiểu hóa gia tăng trọng lượng nhưng vẫn đảm bảo độ chịu lực an toàn.
Trong nhiệm vụ dùng máy bay vận tải Boeing 747 cõng tàu con thoi Endeavour trên lưng đã nhắc trước đó. Boeing 747 đã vận chuyển một khối lượng hơn 100 tấn di chuyển từ căn cứ không quân Edwards ở California về Trung tâm không gian Kennedy ở bang Florida. Trước khi thực hiện nhiệm vụ, các chuyên gia dùng nhiều công nghệ hàng không để kiểm tra tính khả quan của kế hoạch.
Bánh đáp
Theo trang Wired, mỗi chiếc lốp máy bay có thể chịu tải trọng rất lớn lên đến 38 tấn. Theo đó số lượng bánh đáp phải đủ để chịu trọng lượng tối đa của máy bay thương mại cỡ lớn khi đáp cánh. Chiếc Boeing 747 yêu cầu 14 lốp, A380 của Airbus có 22 lốp còn chiếc Antonov AN-225 khổng lồ cần tới 32 chiếc bánh đáp.
Ngoài ra, bánh đáp của máy bay có thể sử dụng đến 500 lần hạ cánh trước khi làm lại gai lốp (tread). Khác với lốp xe hơi, mỗi chiếc lốp máy bay có thể tái sử dụng 7 lần khi được phục hồi gai lốp. Bánh máy bay là bánh thụ động, không có tác dụng truyền lực như bánh chủ động xe hơi. Do đó hoa lốp không có gai ngang, chỉ có các khe sọc dọc như ở bánh trước xe gắn máy.
Để có thể chế tạo hoặc bổ sung được tất cả các thiết kế cần có một lượng kiến thức lớn về kỹ thuật công nghệ hàng không và hiểu biết về các phương pháp tính toán mô phỏng. Trong đó có các phương pháp về khí động lực học, tính toán độ chuyển vị, ứng suất của các vị trí chịu lực. Việc tổ hợp các phép tính và phép thứ với hàng nhìn con số mất rất nhiều thời gian của các nhà nghiên cứu.
Các công nghệ phân tích tính toán đã ra đời nhằm mục đích tự động hóa và mô phỏng hóa chính xác các nguyên lý vật lý, hóa học nhằm hỗ trợ cho các nhà nghiên cứu ra quyết định nhanh hơn.
Có thể bạn quan tâm:
>> Lịch sử 100 năm của hàng không thế giới
>> Công nghệ Scan 3d cho thiết kế nội thất xe hơi,
>> Dự báo về ngành ô tô, đo khuôn khổ lớn chỉ bằng một máy quét 3d cao cấp
>> Ứng dụng edem- giải pháp chuyển đổi số trong lĩnh vực nông nghiệp
>> Giải Pháp Kiểm Tra 3D Cho Ngành Đúc 3D
>> Chuyên gia nói gì về ngành công nghiệp ô tô trong năm 2022