TCVN10187-2:2015

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10187-2:2015 (IEC/TR 62131-2:2011) về Điều kiện môi trường - Rung và xóc của các thiết bị kỹ thuật điện - Phần 2: Thiết bị được vận chuyển bằng máy bay phản lực có cánh cố định TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 10187-2:2015 IEC/TR 62131-2:2011 ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG - RUNG VÀ XÓC CỦA CÁC THIẾT BỊ KỸ THUẬT ĐIỆN - PHẦN 2: THIẾT BỊ ĐƯỢC VẬN CHUYỂN BẰNG MÁY BAY PHẢN LỰC CÓ CÁNH CỐ ĐỊNH Environmental conditions - Vibration and shock of electrotechnical equipment - Part 2: Equipment transported in f ixed wing jet aircra f t Lời nói đầu TCVN 10187-2:2015 hoàn toàn tương đương với IEC /T R62131-2:2011 TCVN 10187-2:2015 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/E3 Thiết bị điện t ử d â n dụng biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Ch ấ t lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố. Bộ TCVN 10897 (IEC/TR 62131), Điều kiện môi trường gồm các phần sau: - TCVN 10187-1:2015 (IEC/TR 62131-1:2011), Điều kiện môi trường - Rung và xóc của các thiết bị kỹ thuật điện - Phần 1: Quy trình xác nhận dữ liệu động - TCVN 10187-2:2015 (IEC/TR 62131 -2:2011), Điều kiện môi trường - Rung và xóc của các thiết bị kỹ thuật điện - Phần 2: Thiết bị vận chuyển bằng máy bay phản lực có cánh cố định - TCVN 10187-3: 2013 ( IEC/TR 62131-3: 2011), Điều kiện môi trường - Rung và xóc của thiết bị điện tử - Phần 3: Thiết bị vận chuyển bằng phương tiện đường sắt - TCVN 10187-4: 2013 (IEC/TR 62131-4: 2011), Điều kiện môi trường - Rung và xóc của thiết bị kỹ thuật điện - Phần 4: Thiết bị được vận chuyển bằng phương tiện đường bộ ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG - RUNG VÀ XÓC CỦA CÁC THIẾT BỊ KỸ THUẬT ĐIỆN - PH Ầ N 2: THI Ế T BỊ ĐƯỢC VẬN CHUY Ể N BẰNG MÁY BAY PHẢN LỰC CÓ CÁNH CỐ ĐỊNH Environmental conditions - Vibration and shock of electrotechnical equipment - Part 2: Equipment transported in f ixed wing jet aircra f t 1 Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn này rà soát lại các dữ liệu động sẵn có liên quan đến thiết bị kỹ thuật điện được vận chuyển trong máy bay phản lực có cánh cố định. Mục đích của tiêu chuẩn này là từ tất cả các dữ liệu có sẵn xây dựng bản mô tả về môi trường và so sánh nó với bản mô tả đã đưa ra trong IEC 60721. Đối với mỗi nguồn đã được xác định, rà soát lại chất lượng dữ liệu và kiểm tra tính tự nhất quán. Quá trình được dùng đ ể tiến hành việc ki ể m tra chất lượng dữ liệu và quá tr ì nh được sử dụng để phân loại nội tại nhiều nguồn dữ liệu khác nhau được đưa ra trong IEC/TR 62131-1. Tiêu chuẩn này chủ yếu đề cập các dữ liệu khai thác từ một số nguồn khác nhau mà chất lượng và tính xác thực của chúng có độ tin cậy hợp lý. Tiêu chuẩn cũng trình bày các dữ liệu mà chất lượng và tính xác thực của ch ú ng thực tế là không thể kiểm tra được. Những dữ liệu này được đưa vào tạo điều kiện dễ dàng cho việc xác nhận các thông tin từ các nguồn khác. Tiêu chuẩn ch ỉ định một cách r õ ràng khi nào nó sử dụng thông tin trong mục tiếp theo. Tiêu chuẩn này hướng đến dữ liệu từ một số máy bay phản lực khác nhau. Mặc dù một trong những máy bay này không còn được sử d ụng cho mục đ í ch thương mại, dữ liệu từ n ó được tính đến để đơn giản hóa tính hợp lệ của thông tin từ các nguồn khác. Tương đối ít các dữ liệu đã được rà soát được cung cấp sẵn ở dạng dữ liệu điện tử. Để có thể so sánh, một lượng dữ liệu ban đầu (không phải dữ liệu điện tử) đã được số hóa th ủ công trong tiêu chuẩn này. 2 Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn s a u đây là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố th ì áp dụng phiên b ả n mới nhất (kể cả các sửa đổi). TCVN 7921-3-2:2008 (IEC 60721-3-2:1997), Phân loại điều kiện môi tr ư ờng - Ph ầ n 3-2 : Phân l o ại theo nhóm các tham số môi trường và độ khắc nghiệt - vận chuyển IEC 60721 (all parts), Classi f ication of environmental conditions ((tất cả các phần) , Phân lớp các điều kiện môi trường) 3 Nguồn và chất lượng dữ liệu 3.1 Lockheed Tristar KC Mk 1 Dữ liệu rung đối với máy bay Lockheed Tristar KC Mk 1 được lấy từ một báo cáo của hãng Lockheed [1] 1 trên thử nghiệm bay thực hiện có sự hỗ trợ của một chương trình của bộ Quốc phòng Mỹ. Tài liệu tham khảo [1] báo cáo về một chuyến bay duy nhất của máy bay phản lực thương mại thân rộng Lockheed Tristar L-1011 được thực hiện để ghi lại dữ liệu rung. Phép đo đã được ghi lại tại hai vị trí trong máy bay trong một dải toàn diện các điều kiện bay được đưa ra trong Bảng 1. Máy bay thử nghiệm được trang bị đầy đủ. Mặc dù bằng chứng hình ảnh có chất lượng thấp, nhưng ảnh cho thấy máy bay có chỗ ngồi và [1] cho thấy máy bay có các thiết trí cố định và đồ đạc b ê n trong, và không phải là một vỏ rỗng. Trọng lượng tổng của máy bay dùng cho dữ liệu chuyến bay là giữa 190 000 kg (khi cất cánh) và 165 000 kg (khi hạ cánh). Các phép đo được thực hiện tại hai vị trí trên máy bay Lockheed như minh họa trong Hình 1. Các bộ chuyển đ ổi được bố trí gần với đường tâm của máy bay, tại các tọa độ dọc trục 804 v à 1 218 ở thân máy bay. Các bộ chuyển đổi trọng tâm được bố trí trên kết cấu đỡ sàn khoang ch ở hàng, trong khi đó các bộ chuyển đổi phía trước được đặt ở trên mái của cabin, gắn vào kết cấu máy bay bằng các dầm chìa. Dữ liệu chứa trong tài liệu [1] có vẻ có chất lượng tốt, tuy nhiên do bản photocopy của báo cáo gốc có chất lượng thấp nên kết quả là một phần của phổ có độ rõ nét thấp. Nhiễu điện t ừ các hệ thống của máy bay đã được ghi lại và được chứng minh rằng nhiễu ở mức thấp chấp nhận được. Tài liệu tham khảo thư mục [1] báo cáo rằng nhiều dữ liệu không có tín hiệu đã được lấy để cung cấp một phép đo sàn nhiễu của toàn bộ hệ thống đo lường. Phép đo nhiễu thể hiện trên Hình 2 được thực hiện với máy bay ch ỉ được cấp nguồn từ khối nguồn phụ trợ. Đối với một số điều kiện chuyến bay (Số 2, 3, 7, 9 và 10 trong Bảng 1), có tới bốn bản ghi riêng rẽ được thực hiện. Bộ các mật độ phổ công suất (PSD, Hình 3 đến Hình 7) sau đó đã được rút gọn bằng cách biểu diễn các đường cong trung bình và cực đại của chúng trên một đồ thị. Điều này đã chứng minh thành công rằng biến động của đáp ứng rung giữa các bản ghi của chuyến bay riêng lẻ là nh ỏ . Giá trị hiệu d ụng (r.m.s.) tính toán cho các trường hợp như vậy tương ứng với đường cong mật độ phổ công suất cực đại. Tài liệu tham khảo thư mục [1] chỉ ra rằng thời gian phân tích đối với mỗi mật độ phổ công suất (PSD) (t nhất là 45 s và băng thông phân tích là 1,272 5 Hz. Các giá trị này sinh ra một sai số ngẫu nhiên chuẩn hóa là 13 mà nhìn chung là chấp nhận được. Ngoài ra theo báo cáo, toàn bộ thiết bị đo đã được hiệu chuẩn. Để cho phép xếp chồng các đáp ứng rung trên một hình duy nhất, các đường cong dữ liệu gốc đã được số hóa thủ công, bằng cách sử dụng tới 80 điểm. Trường hợp bản photo của các đường cong bị mờ, người ta chỉ cần lấy đường bao của chúng để đảm bảo tất cả các đáp ứng đ ỉ nh chính đều được bao hàm trong phiên bản s ố hóa. Để so sánh, dữ liệu các điều kiện bay được nhóm thành dữ liệu cất cánh và hạ cánh cũng như đường trường. Môi trường cất cánh và hạ cánh bao gồm các điều kiện bay 2, 3, 9 và 10 (từ Bảng 1) là cất cánh, lao nhanh và tròng trành, lên cao từ cao độ thấp, hạ xuống cao độ thấp và tiếp đất. Môi trường bay đường tr ư ờng bao gồm điều kiện bay 7, bay đường trường ở cao độ lớn. 3.2 BAe VC10 K Tài liệu tham khảo thư mục [2] giới thiệu một sự đánh giá về dữ liệu rung và xóc thu được từ một thử nghiệm bay thực hiện trong tháng 4 năm 1985. Thử nghiệm bay tham gia vận chuyển hai cụm thùng chứa trong một chiếc máy bay VC10. Dữ liệu thu thập trong thử nghiệm bao gồm các phép đo thực hiện ở đáy các thùng chứa. Yêu cầu thử nghiệm bay và phân tích thử nghiệm này được trình bày ở [1], [1 ] , [5] và [6]. Thử nghiệm kh ô ng chỉ bao gồm các điều kiện ôn hòa thường gặp như bay đường trường trên cao, mà còn bao gồm một số các điều kiện liên quan tới các tình huống kh ẩ n cấp, chẳng hạn một động cơ không hoạt động, các cuộc hạ cánh bất thường, v.v. mặc dù phạm vi của các tình huống kh ẩ n cấp như vậy là rất hạn chế đối với VC10. Danh sách đầy đủ các điều kiện bay khác nhau trong chuyến bay được trình bày trong Bảng 2. Cấu hình tải trọng chuyến bay được biểu diễn sơ lược trên Hình 16. Tải trọng gồm hai cụm thùng chứa 1800 kg. Trong chuyến bay này, các tải trọng đư ợ c cột chặt theo cách bình thường, bao gồm việc buộc các thùng chứa tải trọng vào các điểm néo của máy bay. Thiết bị đo đạc chuyến bay bao gồm 11 gia tốc kế, được sử dụng để đo rung hầm chứa hàng, liền kề với khung máy bay cũng như ở đáy các thùng chứa vận chuyển. Các phép đo khung máy bay được thực hiện trên các cơ c ấ u néo hàng xuống sàn. Đây là những vị trí lắp chắc chắn, thích hợp và sẵn có tại những vị tr í quan trọng trong gian chứa hàng. Các phép đo thùng chứa được thực hiện tại các vị trí cứng vững thích hợp xung quanh đáy của các thùng chứa, do đó cung cấp một phép đo đầu vào độ rung. Các v ị trí đo rung được chỉ ra trên Hình 16. Nói chung, bản chất của môi trường rung là ngẫu nhiên băng rộng. Các biên độ rung cực đại đo được tại s à n hầm chứa hàng c ó xu hướng xảy ra trong dải tần từ 200 Hz đến 600 Hz. Do đ ó , dữ liệu chuyến bay được lập ở dạng mật độ phổ công suất gia tốc (APSD) và lịch s ử gia tốc-thời gian. Các đường cong APSD đã được lập trên dải tần từ 3,25 Hz đến 2000 Hz. Các biên độ từ các APSD là kết quả của việc lấy trung bình trong toàn bộ điều kiện của một chuyến bay cụ thể. Do vậy các kết quả có hiệu lực đối với các điều kiện khi mà các đặc tính trung bình của dữ liệu là bất biến theo thời gian, chẳng hạn như bay thẳng và ở độ cao không đổi. Kết quả xử lý dữ liệu được cho trong [2], [1] và [1]. Đánh giá về độ chính xác của thiết bị đo ở khung máy bay/thùng chứa chỉ ra rằng dung sai tổng là ± 5,9% với giá trị điển hình trong phạm vi ± 4,0 %. Độ rộng băng tần phân giải phân tích là 3,25 Hz và sai số phương sai trong dải 3% đến 12%. Để cho phép các đáp ứng rung có thể xếp chồng trên một hình duy nh ấ t, các đường cong dữ liệu nguyên thủy đã được số hóa bằng tay, bằng cách sử dụng tới 80 điểm. Trường hợp bản photo của các đường cong không rõ ràng thì phần không rõ ràng đó được bao viền lại một cách đơn giản để đảm bảo tất cả các đáp ứng đ ỉ nh chính đều được bao gồm trong phiên bản số h ó a. Không quan sát thấy có những xóc có thể nhận biết được khi hạ cánh bình thường cũng như hạ cánh “chạm đất rồi di chuyển " (“touch-and-go") (tài liệu [1] có một hình giải thích điều này nhưng không tái tạo lại được). Mặc dù ban đầu được thiết kế và sử dụng như một máy bay chở khách và hàng hóa thương mại, nhưng giờ đây VC10 không còn được sử dụng cho mục đích thương mại nữa. Đơn vị vận hành máy bay này hiện nay được biết đến là quân đội Vương quốc Anh. Thông tin rung đối với máy bay này được đưa vào trong đánh giá này b ở i v ì nó có tiềm năng hỗ trợ tính xác thực của dữ liệu từ các nguồn khác. 3.3 Boeing 747 Combi (hàng hóa và hành khách) Một nghiên cứu thực địa đã được tiến hành trên máy bay Boeing 747 Combi (hàng hóa và hành khách) trên tuyến Stockholm (Arianda) qua Oslo (Gardermoen) tới New York (Sân bay John F. Kennedy) và tr ở về Stockholm (Arianda). Đã đo và phân tích xóc và rung tác động lên hàng hóa trong vận chuyển hàng không. Nghiên cứu bao gồm tất cả các giai đoạn của chuyến bay, bao gồm lăn bánh, lên cao, bay đường trường trong các điều kiện êm ả cũng như xáo động, xuống thấp và tiếp cận, hạ cánh (bao gồm tiếp đất và chạy tới chỗ đỗ). Các giai đoạn được coi là đáng chú ý nhất liên quan tới rung ảnh hưởng tới hàng hóa và đã được phân tích từ các thử nghiệm thực địa bao gồm: i) chạy trên mặt đất; ii) cất cánh; iii) lên cao ban đầu; iv) bay đường trường, điều kiện b ì nh thường; v) bay đường trường, gió giật hoặc túi khí; vi) hạ thấp và tiếp cận; vii) hạ cánh (tiếp đất, hãm phanh và chạy theo đà); viii) Chạy tới chỗ đỗ. Dữ liệu thực địa, báo cáo trong [7], đã được phân tích bằng các kỹ thuật phân tích tần số thông thường và mô hình hóa. Nhằm tổng quát hóa các kết quả, các dữ liệu bộ ghi chuyến bay từ th ử nghiệm thực địa và từ các chuyến bay khác cũng được đưa vào. Hệ gá với cấu hình thử nghiệm gia tốc kế ba trục đã được lắp trên tấm pa-lét với băng keo hai mặt và được đặt xấp x ỉ giữa chiều dài tấm pa-lét, cách cạnh tấm pa-lét khoảng 0,5 m. Gia tốc kế thẳng đứng, riêng thứ t ư được lắp ở gần đầu tấm pa-lét, các góc khoảng 0,5 m. Lắp các bộ chuyển đổi trên tấm pa-lét thay vì trên sàn máy bay có nghĩa là ghi các gia tốc mà tấm pa-lét chịu tác động, tức là vào hàng hóa. Nếu lắp các bộ chuyển đổi lên hàng hóa th ì có nghĩa các gia tốc được ghi lại phụ thuộc vào loại hàng hóa. Dĩ nhiên, các sản phẩm và khối lượng của chúng ảnh hưởng tới các tín hiệu ghi nhận, do đó các tải trọng tấm pa-lét được chọn là “điển hình”. Trong thử nghiệm thực địa số 1, khối lượng của tấm pa-lét thử nghiệm là 1 470 kg và trong thử nghiệm thực địa thứ hai khối lượng là 2 550 kg. Máy bay sử dụng trong các thử nghiệm thực địa là chiếc Boeing 747, là một trong những máy bay thông dụng nhất trong vận chuyển hàng hóa và hành khách. Chiếc máy bay này, Dan Viking, tình cờ là chiếc thứ 500 trong series 747, và là phiên bản Combi được giao năm 1981. Trong cả hai thử nghiệm, tấm pa-lét được đặt trên khoang chính phía bên phải và gần với trọng tâm. Dữ liệu thực địa ghi lại trong chuyến bay được máy tính phân tích theo các miền thời gian và tần số. Phân tích miền tần số được thực hiện sử dụng các kỹ thuật phân tích phổ truyền thống cũng như kỹ thuật mô hình hóa tự hồi quy. Tần số lấy mẫu được chọn là 100 Hz và tín hiệu được lọc thông tần thấp ở 31,5 Hz. Tuy nhiên, do t ỷ lệ tín hiệu/nhiễu của tín hiệu ghi được rất tốt, nên dữ liệu phân tích sau đã được bù để cho phép ước tính lên tới 50 Hz. Điều này chủ yếu đạt được bằng việc bù lọc. S ố lượng các bản ghi, mỗi bản bao gồm 256 mẫu, biến đổi phụ thuộc vào độ dài giai đoạn bay được nghiên cứu. Các giá trị đối với giai đoạn đường trường được giới hạn ở 350 bản ghi, tức là thời gian lấy mẫu khoảng 15 min. Cửa sổ ch ủ yếu được sử dụng cho phân tích tần số là cửa sổ Blackman. Đối với phân tích sử dụng mô h ì nh hóa tự hồi qu y d ùng cho ước tính phổ, cửa sổ Hamming đã được sử dụng. B ả n tổng hợp các giá trị cực biên và các giá trị hiệu dụng ghi được cho trong Bảng 5. Bộ chuyển đổi V2 là gia tốc kế thẳng đứng đặt riêng trên góc tấm pa-lét, V1 là gia tốc kế thẳng đứng đặt gần tâm tấm pa-lét, T là gia tốc kế theo chiều ngang và L là gia tốc kế theo chiều dọc; V1, T và L được bố trí trong cấu hình thử nghiệm ba trục. B ở i vì không có các đường phân cách rõ ràng giữa các pha bay khác nhau nên đã sử dụng các đặc tính tín hiệu cùng với giao thức thử nghiệm làm phương tiện đ ể phân cách. Trong B ả ng 5, việc chạm đất được biểu diễn bởi bốn bản ghi đầu tiên của giai đoạn hạ cánh. Trong Bảng 6 các mức gia tốc có thể dự kiến bị vượt quá chiếm hơn 1% thời gian thử nghiệm, khi phân bố chuẩn được giả định, đã được tính toán dựa trên các độ lệch chuẩn. Trong trường hợp này, sai lệch chuẩn cần được nhân với hệ số 2,576 theo bảng phân bố chuẩn. Điều này có nghĩa là 0,5% các giá trị có giá trị dương lớn hơn và 0,5% có giá trị âm lớn hơn. Do đó, Bảng 6 mô tả sự phân bố các giá trị tức thời. 3.4 Dữ liệu bổ sung 3.4.1 Nhận xét chung Thực hành thu thập dữ liệu đã xác định một số bộ thông tin bổ sung liên quan, từ các nguồn tin cậy, nhưng chất lượng dữ liệu không thể xác minh được một cách đầy đ ủ . Chúng được đưa vào đây để tạo điều kiện thuận lợi cho việc xác nhận dữ liệu từ các nguồn khác . C ần thận trọng khi sử dụng các thông tin loại này. 3.4.2 McDonnell Douglas DC8 ch ở hàng Thông tin chứa trong phạm vi qu y định kỹ thuật quân đội Pháp GAM EG 13 ([1]) từ hầm chứa hàng của máy bay chở hàng DC8. Thông tin được trình bày đối với ba bộ chuyển đổi và tám điều kiện bay. Bản tổng hợp các mức khắc nghiệt đối với tám điều kiện bay được trình bày trong Bảng 7. Phổ đối với các điều kiện bay khắc nghiệt nhất được trình bày tr ê n các H ì nh 24, 25 và 26. Hầu hết dữ liệu trình bày trong [1] đều ở mức thấp đến độ các phép đo xem ra gần với mức sàn nhiễu hệ thống đo (xem Hình 26). 3.4.3 Lockheed C5A (Galaxy), Lockheed C-141 (Starli f er) và Boeing NC-135 (707) Là một phần trong phép thử vào những năm đầu thập k ỷ 1970 nhằm xác thực các mức khắc nghiệt thử nghiệm đối với quy định kỹ thuật quân đội Mỹ Mil Std 810, J.T Foley ([1]) tại các Phòng thí nghiệm Quốc gia Sandia ở Mỹ đã tiến hành các thực hành rộng khắp để xác định các mức khắc nghiệt vận chuyển trên một số nền tảng. Một trong số đó là cho vận chuyển trên máy bay ph ả n lực. Mặc dù các phép đo bao quát ba máy bay vận chuyển là C5A, C-141 và NC-135 nhưng quá trình được chọn đã không cho phép xác định thông tin từ từng máy bay riêng lẻ. Hơn nữa, quá trình phân tích mà Foley đã sử dụng trong toàn bộ công tr ì nh của mình là tương đối độc đáo và không tương thích ngay được với các thông tin khác được trình bày trong đánh giá này. Tuy nhiên, Foley đã tạo phổ thử nghiệm mà có thể so sánh một cách có lợi ích với những phổ từ các phương pháp và nguồn khác (xem các Hình 27 đến Hình 30 và B ả ng 8 và Bảng 9). 4 So sánh nguồn dữ liệu nội bộ 4.1 Nhận xét chung Mục đích của các mục dưới đây là rà soát lại từng nguồn dữ liệu về tính tự nhất quán. Quá tr ì nh đánh giá dữ liệu rung tính đến sự biến động rung do sử dụng trong vận hành và các đặc tính của máy bay. Các mức tin cậy rút ra từ việc rà soát này ảnh hưởng trực tiếp đến các mức độ phân tích và bao hàm được sử dụng khi suy ra các cấp độ môi trường. 4.2 Lockheed Tristar KC Mk 1 Từ các dữ liệu được cung cấp trong [1], đã tiến hành đánh giá độ khắc nghiệt tương đối của các điều kiện bay khác nhau, các vị trí khác nhau trong khoang chở hàng và các trục đo khác nhau nhằm xác định tính biến động cũng như các đặc tính của môi trường rung bên trong máy bay Tristar. Sự so sánh này bị giới hạn một ph ầ n vì thử nghiệm chỉ bao gồm một chuyến bay duy nhất của một chiếc máy bay và do đó, không thể đưa ra các kết luận chặt chẽ liên quan đến bất kỳ sự khác biệt giữa chiếc máy bay này so với chiếc máy bay khác hoặc chuyến bay này so với một chuyến bay khác, bao gồm các máy bay có trọng lượng khác nhau. Hơn nữa, chỉ sử dụng hai vị trí đo cho duy nhất một chỉ thị về sự biến đổi của các mức rung theo vị trí bên trong máy bay. 4.2.1 Mức khắc nghiệt tương đối của các điều kiện bay Các điều kiện cất cánh, công suất tối đa và tròng trành cho các mức rung cao nhất và tương ứng với những điều kiện yêu cầu công suất lớn nhất từ các động cơ. Tương tự, các điều kiện bay lên cao và gia tốc tạo ra các APSD với các mức lớ n hơn so với bay đường trường. Hạ cánh khi tiếp đất, đặc biệt theo hướng trước và sau cũng đưa ra các mức cao nhưng đây hầu như chắc chắn là kết quả của tác dụng của lực đ ẩ y ngược sau khi máy bay tiếp đất. 4.2.2 V ị trí trong khoang chở hàng Nhìn chung, các mức rung đối với các bộ chuyển đ ổ i phía trước cao hơn các mức rung ghi được ở trọng tâm đối với cùng điều kiện bay. Điều này là đặc biệt hiển nhiên đối với các đáp ứng theo chiều ngang mà các mức r.m.s. cao hơn tới bốn lần. Chỉ khi tiếp đ ấ t, các mức hiệu dụng ở trọng tâm mới cao hơn do tác dụng của lực đẩy ngược và vì thế các đáp ứng sinh ra bởi động cơ cao hơn trong băng thông 200 Hz đến 600 Hz. Các đặc tính phổ của các phép đo ghi tại vị trí phía trước khác với các đặc tính phổ của các phép đo ghi tại vị trí trọng tâm. Hình 8 và Hình 9 cũng như Hình 12 và Hình 13 biểu diễn các đáp ứng rung đi ể n hình ở các vị trí đo phía trước và trọng tâm khi cất cánh (các điều kiện bay 2 và 3) và hạ cánh (các điều kiện bay 9 và 10). Các đáp ứng ở vị trí phía trước thể hiện các đáp ứng đ ỉ nh nhất quán ở 35 Hz, 100 Hz, 130 Hz và 180 Hz đến 250 Hz và các đáp ứng rất thấp trên 250 Hz trong khi các đáp ứng ở trọng tâm chủ yếu là bằng phẳng với các đỉnh trong dải tần 400 Hz đến 600 Hz. Hình 10 và Hình 11 biểu diễn các đáp ứng rung điển hình ở các vị trí đo ở phía trước và ở trọng tâm đối với bay đường trường. 4.2.3 Mức khắc nghiệt tương đối của các trục đo Đối với các đáp ứng đo tại trọng tâm, hướng trước và sau thể hiện nhất quán các mức rung cao nhất do hầu như chắc chắn gần các bộ biến đ ổ i và đặt th ẳ ng hàng với động cơ. Các đáp ứng thẳng đứng và theo chiều ngang tại trọng tâm nhìn chung là giống nhau. Đối với các đáp ứng đo được bởi nhóm phía trước, các hướng theo chiều dọc và chiều ngang cho một số lượng bằng nhau các đáp ứng cao nhất. Các đáp ứng theo hướng thẳng đứng có xu hướng thấp hơn so với các hướng khác. 4.3 BAe VC 10 K 4.3.1 Nhận xét chung Đối với mục đích thiết l ập các xu hướng, ch ỉ các dữ liệu bắt nguồn từ các vị trí khung máy bay mới được xem xét. Đó là vì rung khung máy bay, vốn là một phép đo đầu vào của rung sàn khoang chở hàng, là mô tả đầy đủ nhất về môi trường đầu vào. Đối với mục đích xác định xu hướng được thảo luận dưới đây, dữ liệu được khảo sát về mặt gia tốc tổng (g) r.m.s. rung trong băng tần 3,25 Hz đến 2000 Hz và được biểu diễn trong Bảng 3. Bản tổng hợp gia tốc thùng chứa (g) r.m.s các mức rung trong băng thông 3,25 Hz đến 399 Hz ngoại trừ các thành phần nhiễu nguồn cấp, được trình bày trong Bảng 4. 4.3.2 Mức khắc nghiệt tương đối của các điều kiện bay Mức rung ghi lại trong khi bay đường trường là rất thấp; lớn nhất là 0,156 g r.m.s. ở vị trí phía sau cánh phải (phương thẳng đứng), trong khi bay đường trường ở 11 000 m (37 000 ft) và Mach 0,83. Điều này được mô tả ở đồ thị APSD biểu diễn trên Hình 17 mà ở đó có thể thấy rằng các mức APSD không vượt quá 0,0001 g 2 /Hz. Rung tối đa có xu hướng xuất hiện khi cất cánh, hạ độ cao và lực đ ẩ y ngược khi hạ cánh. Rung trong thời gian các sự kiện ngắn hạn này lớn hơn tới bốn lần so với khi bay đường trường. Rung lớn nhất ghi được trong quá trình thử là trong quá tr ì nh đẩy ngược sau hạ cánh. Trong điều kiện này đo được 0,674 g r.m.s. tại vị trí sau cánh phải theo trục thẳng đứng. Mức APSD tối đa tương ứng là 0,001 4 g 2 /Hz, như có thể thấy trên Hình 18. Không có khác biệt có thể phân biệt được xuất hiện trong khi rung khi một trong các động cơ máy bay bị khóa nhiên liệu. 4.3.3 Vị tr í trong khoang chở hàng Đặc tính rung trong khoang chở hàng l à rung tăng dần về phía sau máy bay nơi có các động cơ. Điều này đặc biệt rõ nét trong các điều kiện bay yêu cầu công suất lớn từ các động cơ, ví dụ như khi cất cánh. Trong những điều kiện như vậy, các mức gia tốc (g) r.m.s. đo được ở phía sau khoang chứa hàng lớn hơn khoảng ba lần so với phía mũi. 4.3.4 Mức khắc nghiệt tương đ ối của các trục đ o Để nhất quán tối đa, mức khắc nghiệt tương đối của rung trong ba trục đo được tiến hành bằng cách sử dụng dữ liệu từ các gia tốc kế ba trục. Các kết quả chỉ ra rằng rung theo các trục thẳng đứng, ngang và trước/sau nhìn chung nằm trong t ỷ lệ 1,0: 0,8: 0,3 tương ứng. Tuy nhiên các dữ liệu bắt nguồn từ thùng chứa phía trước, không phù hợp với hình mẫu này. Đặc tính này được cho là d o ảnh hưởng của nhiễu nguồn cấp lên các mức rung thấp đo được. Quan điểm này được hỗ trợ bởi sự so sánh các APSD từ các thùng chứa phía trước và phía sau, như thể hiện trên các Hình 19 và 20. Ngoài ra, so sánh gia tốc (g) r.m.s. trong băng tần 3,25 Hz đến 399 Hz, được trình bày trong Bảng 4, đã loại trừ các thành phần nhiễu, phù hợp với dự kiến về mức khắc nghiệt tương đối của các trục đo. 4.4 Boeing 747 Combi (chở hàng và hành khách) 4.4.1 Nhận xét chung Kèm theo thực hành thu thập dữ liệu trên máy bay 747 đã báo cáo trong [7], là một thực hành khác về đo các điều kiện rung và xóc trong quá trình nâng chuyển trên mặt đất tại sân bay. Với tr ả i nghiệm này, m ở đầu tài liệu [1] về rà soát các điều kiện khắc nghiệt của máy bay bằng nhận xét sau đây: “Xét về mức ứng suất, các giai đoạn nâng chuyển trên mặt đất và vận chuyển trên mặt đất của vận t ả i đường không là khắc nghiệt nhất, tiếp sau đó là cất cánh và hạ cánh. Ít khắc nghiệt hơn về góc độ gia tốc là các pha khi máy bay đang ở trên không.” 4.4.2 Mức khắc nghiệt tương đối của các trục đo Gia tốc phương thẳng đứng thường là lớn nhất. Sự khác biệt giữa gia tốc phương thẳng đứng tại góc tấm pa-lét v à gia tốc thẳng đứng ở giữa tấm pa-lét là tương đối nh ỏ , nhưng có thể nhận thấy được. Điều này có nghĩa là các gia tốc phương thẳng đứng ở góc tấm palet có tính 'lập bập’. Các gia tốc phương ngang và trước/sau nhìn chung nhỏ hơn các gia tốc phương thẳng đứng. Quan hệ giữa chúng phụ thuộc vào giai đoạn chuyến bay. Ở các giai đoạn khi máy bay nghiêng rõ rệt, như kh i tăng và giảm độ cao, các gia tốc trước/sau là lớn nhất. Điều này cũng xảy ra khi tăng tốc lúc cất cánh và hãm lại sau khi tiếp đất. Trong giai đoạn bay đường trường các gia tốc ngang thường lớn hơn một chút so với các gia tốc trước/sau. 4.4.3 Mức khắc nghiệt tương đối của các điều kiện bay Các mức gia tốc cực đại lớn nhất đã được ghi lại trong khi hạ cánh, khi mà tiếp đất tạo ra 0,42 g pk trong dải tần nghiên cứu. 5 So sánh chéo các nguồn dữ liệu Phần lớn các dữ liệu từ các nguồn khác nhau không ch ỉ cho thấy một mức độ tự nhất quán hợp l ý mà còn cả một mức độ nhất quán tương đối tốt giữa các nguồn khác nhau. Không có nguồn dữ liệu nào đã được xác nhận khác biệt đáng kể một cách rõ ràng so với các nguồn còn lại đến mức phải đặt câu hỏi về tính xác thực của nó (hoặc của những nguồn còn lại). Xu hướng chung là nhất quán đối với tất cả các máy bay được đề cập. Lưu ý đặc biệt là tất cả các dữ liệu đều chỉ ra rằng cất cánh ít khắc nghiệt một chút so với hạ cánh, nhưng cả hai đều khắc nghiệt rõ nét hơn so với các điều kiện bay đường trường . Trong một số trường hợp, điều kiện khắc nghiệt nhất trong khi hạ cánh được xác định là xảy ra trong khi tác dụng lực đ ẩ y ngược. Phạm vi (và dải tần) của điều kiện này có thể khác nhau, nhưng điều này không đáng ngạc nhiên vì liên quan tới các cấu hình khác nhau của động cơ máy bay. Hai trong số ba nguồn dữ liệu tốt chỉ ra rằng các đáp ứng theo trục thẳng đứng lớn hơn một chút so với trục ngang, các đáp ứng theo trục ngang lại lớn hơn chút ít so với trục dọc (trước/sau). Chưa đủ dữ liệu hiện có để xác nhận xu hướng dứt khoát của rung dọc theo chiều d ài máy bay. Nói chung các dữ liệu trùng khớp với dự kiến là rung ở phía sau máy bay khắc nghiệt hơn so với các vị trí ở phía trước. Đó là do các lớp biên dày hơn ở phía sau máy bay, gần các động cơ và luồng phản lực của động cơ. Tất cả các nguồn dữ liệu, ngoại trừ một nguồn, đều đã sử dụng mật độ phổ công suất gia tốc làm phương tiện phân tích dữ liệu rung. Phương pháp này có hiệu lực không thể tranh cãi t rong việc phân t í ch rung khi bay đường trường, các rung này không ch ỉ có đặc tính ngẫu nhiên băng rộng (ch ủ yếu bắt nguồn từ luồng kh í động học qua thân máy bay), mà còn tương đối tĩnh tại trong các khoảng thời gian kéo dài. Tuy nhiên, phương pháp này không nhất thiết có hiệu quả đối với việc phân tích các điều kiện cất cánh và hạ cánh. Mặc dù toàn bộ thời gian của các điều kiện này l à ngắn, nhưng các đáp ứng biến đổi liên tục, với các điều kiện xấu nhất chỉ xảy ra trong vòng vài giây. Tất cả các dữ liệu được trình bày cho việc cất cánh và hạ cánh, ngoại trừ của Foley, đều là về mật độ phổ công suất gia tốc. Tuy nhiên, thời gian phân tích được sử dụng khác nhau đáng kể. 6 Mô tả môi trường 6.1 Lockheed Tristar KC Mk 1 Các dữ liệu đo được luôn cho thấy có sự khác biệt về các đặc tính động giữa môi trường rung khi bay đường trường và môi trường rung khi cất cánh và hạ cánh. Vì vậy, các mô tả môi trường được trình bày riêng rẽ cho cất cánh và hạ cánh và cho bay đường trường. Cả hai mô tả này đều là sự kết hợp của toàn bộ phổ rung được số hóa từ tất c ả vị tr í đo và các hướng đo cho các điều kiện bay liên quan. Từ đó các mô tả môi trường thể hiện dữ liệu đo được trong trường hợp xấu nhất. Mô tả môi trường rung khi bay đường trường được cho trên Hình 14. Nó bao gồm tất cả các phổ tạo ra từ các dữ liệu đã ghi được trong điều kiện bay 7. Mô tả môi trường rung khi cất cánh và hạ cánh được cho trên Hình 15. Nó bao gồm tất cả các phổ tạo ra từ dữ liệu ghi được trong các điều kiện bay 2, 3, 9 và 10. V ì nó bao gồm các dữ liệu về các đ ị a điểm đo phía trước cũng như tại trọng tâm nên nó bao gồm các đáp ứng đỉnh ở các tần số 35 Hz, 100 Hz, 130 Hz và 180 Hz đến 250 Hz từ các dữ liệu đo được ở vị trí phía trước và c ả các đáp ứng cao trong dải tần 400 Hz đến 600 Hz từ các dữ liệu đo được ở trọng tâm. 6.2 BAe VC10 K C á c mô tả môi trường, về một tập hợp các phổ rung trường hợp xấu nhất, đã được kết hợp bằng cách xếp chồng các APSD trong tất cả các điều kiện bay. Phổ tạo ra được thể hiện trên Hình 21. Không có mô t ả môi trường cho các điều kiện xóc được trình bày bởi v ì không nhận biết được trường hợp nào như vậy trong các phép đo. 6.3 Boeing 747 Combi (chở hàng và hành khách) Không có mô tả môi trường rung hoặc xóc được suy ra hoặc trình bày trong [1]. 7 Dữ liệu bổ trợ 7.1 Nhận xét chung Thu thập dữ liệu đã nhận diện được hai bộ thông tin liên quan đến từ các nguồn đáng tin cậy, nhưng chất lượng dữ liệu không thể xác nhận được đầy đủ. Chúng được đưa vào đây để tạo điều kiện thuận lợi cho việc xác nhận dữ liệu từ các nguồn khác . C ần thận trọng khi sử dụng các thông tin loại này. 7.2 McDonnell Douglas DC8 chở hàng Không có mô tả môi trường được suy ra hoặc trình bày trong [8]. 7.3 Lockheed C5A (Galaxy), Lockheed C-141 (Starli f ter) và Boeing NC-135 (707) Các mô tả môi trường kết hợp dùng cho các máy bay này được rút ra từ phân tích rung không nhất quán với các phân tích khác trong bản đánh giá này. Một đường bao của mô tả môi trường của Foley đối với rung được thể hiện trên Hình 27. Đường bao này thể hiện mức sai l ệch chuẩn của đáp ứng sau khi đi qua một dải các bộ lọc băng thông (để th ả o luận đầy đủ về quá trình Foley đã sử dụng, xem [9]). Một xóc hạ cánh được xác định bởi Foley được th ể hiện trên Hình 28. Từ mô tả môi trường này, Fo l ey đã suy ra các mức khắc nghiệt thử nghiệm cho việc cất cánh và hạ cánh (Hình 29 và B ả ng 3) cũng như cho bay đường trường (Hình 30 và Bảng 10). Các mô tả thử nghiệm ở dạng thử nghiệm ngẫu nhiên băng rộng trên đó xếp chồng một số các thành phần hình sin rời rạc. Cơ s ở của hiện tượng này không rõ ràng và tần số của các thành phần này xem ra có quan hệ với các nguồn công suất của máy bay và các hài của chúng. 8 So sánh với IEC 60721 Nói chung các nguồn dữ liệu đã xác định chỉ ra một giá trị phổ cực đại trong khi bay đường trường là 0,001 g 2 /Hz tăng lên 0,005 g 2 /Hz khi cất cánh/hạ cánh. Giá trị hiệu dụng lớn nhất quan sát được, trên sàn máy bay là 0,67 g. Tuy nhiên, giá trị này đã được quan sát thấy gần các động cơ trong thời gian tác dụng lực đ ẩ y ngược. Một giá trị r.m.s. lớn nhất điển hình hơn trên sàn máy bay là 0,35 g và khoảng nửa giá trị này trên các gói hàng. Mặc dù thành phần phổ chi tiết khác nhau tùy theo nguồn và vị trí, nhưng các đáp ứng sàn máy bay có thể được điển hình hóa bằng phổ băng tần rộng bằng phẳng từ xấp xỉ 10 Hz đến 1 000 Hz. Các đáp ứng trên các gói hàng hầu như hoàn toàn dưới 100 Hz (mặc dù tần số chính xác có lẽ phụ thuộc vào các đặc tính động của gói hàng riêng lẻ). Mức khắc nghiệt của TCVN 7921-3-2 (IEC 60721-3-2), Bảng 5, kiểu môi trường b) (rung tĩnh tại ngẫu nhiên) và Bảng 5 kiểu môi trường c) (rung không tĩnh tại bao gồm xóc), cả hai đều được minh họa ở đây trên Hình 29 và H ì nh 30, bao quát nhiều điều kiện vận chuyển khác nhau cũng như vận chuyển bằng máy bay phản lực. Vận chuyển bằng máy bay phản lực được bao hàm bởi cả ba nhóm phân lớp động nằm trong TCVN 7921-3-2 (IEC 60721-3-2). So sánh với các dữ liệu thu thập cho thực hành này chỉ ra rằng TCVN 7921-3-2 (IEC 60721-3-2) nhóm một cách chính xác vận chuyển đường bay vào kiểu rung tĩnh tại ngẫu nhiên. Hơn nữa, các khắc nghiệt quan sát được trong thực tế được bao quát trong các khắc nghiệt rung của TCVN 7921-3-2 (IEC 60721-3-2), Bảng 5, kiểu môi trường b) các lớp 2M1, 2M2 và 2M3. Tuy nhiên cũng phải nói thêm rằng, các giá tr ị mật độ phổ công suất gia tốc lớn hơn đáng kể các giá trị được ghi trong các dữ liệu được rà soát đối với vận chuyển máy bay phản lực. IEC TCVN 7921-3-2 (60721-3-2), Bảng 5, kiểu môi trường b) các giá trị lớn hơn từ 10 đến 100 lần những trường hợp xấu nhất đã quan sát thấy. Không có dữ liệu nào trong số các dữ liệu đã được rà soát đã xác định được xóc của bất cứ ghi chú thực tế nào và không có cơ chế tiếp cận chúng từ xa nào của TCVN 7921-3-2 (IEC 60721-3-2), Bảng 5, hạng mục môi trường c) (rung không tĩnh tại bao gồm xóc). Điều này không đặc biệt bất ngờ như [7] đã ghi chú “Liên quan các mức ứng suất, các giai đoạn nâng hạ và vận chuyển trên mặt đất của vận chuyển đường không là khắc nghiệt nhất. Tiếp đến là cất cánh và hạ cánh, ít khắc nghiệt hơn xét theo quan điểm gia tốc là các giai đoạn khi máy bay trong không trung". Một tranh luận có thể được đưa ra rằng TCVN 7921-3-2 (IEC 60721-3-2), Bảng 5, hạng mục môi trường c) (rung không tĩnh tại bao gồm xóc) cũng bao gồm cất cánh và hạ cánh. Nếu điều này được dự t í nh, thì hình dáng của các mức khắc nghiệt thử nghiệm (Hình 30) không l í tư ơ ng để bao hàm những điều kiện như vậy. Mặc dù cất cánh và hạ cánh là các điều kiện tho ả ng qua, chúng có một số lượng đáng kể rung và trái với tiêu đề của TCVN 7921-3-2 (IEC 60721-3-2), Bảng 5, hạng mục môi trường c) (rung không tĩnh tại bao gồm xóc), các điều kiện khắc nghiệt biểu diễn một xung xóc đơn giản hơn là rung không tĩnh tại. Ngoài TCVN 7921-3-2 (IEC 60721-3-2), các nguồn dữ liệu xác định cũng có thể được so sánh với một số các điều kiện khắc nghiệt thử nghiệm môi trường khác đối với thiết bị vận chuyển trong máy bay phản lực. Các điều kiện khắc nghiệt thử nghiệm từ Foley được biểu diễn trong Hình 27, Hình 28 và các điều kiện khắc nghiệt thử nghiệm trong ASTM D 4728-91, Mil Std 810 điều F và G, AECTP 400 và Def stan 00-35 được biểu diễn trong các Hình 33 đến H ì nh 36 tương ứng. Các điều kiện khắc nghiệt thử nghiệm này đặc biệt đáng chú ý với lượng lớn biến đổi mà chúng thể hiện. Nhìn chung phổ thử nghiệm có v ẻ như mô tả các điều kiện trên s à n máy bay, mặc dù, một trong các điều kiện AECTP và (rõ ràng là) mức khắc nghiệt thử nghiệm ASTM D 4728-91 mô tả các đáp ứng quan sát được trên các gói hàng. Trong các quy định kỹ thuật thử nghiệm đã xem xét chỉ ASTM D 4728-91 là dành cho các mục đích phi quân sự. Là một mức khắc nghiệt thử nghiệm đối với các gói hàng, nó xem ra hợp lý, nhưng dải tần số bị giới hạn sẽ khiến nó không phù hợp cho việc mô tả các điều kiện trên sàn máy bay. Không có sự giải thích rõ ràng tại sao có quá nhiều khác biệt như vậy tồn tại giữa các quy định kỹ thuật thử nghiệm khác nhau. Hầu hết các mức khắc nghiệt thử nghiệm sẽ bao gồm một hệ số bảo toàn thử nghiệm để tính đến các biến đ ổ i đo lường, v.v. Trong trường hợp này, không c ó sẵn thông tin nào về độ lớn của các hệ số được đưa vào. Một lý do có thể được đề xuất cho sự biến đổi rộng là các mức khắc nghiệt ch ủ yếu dựa trên các phép đo khi cất cánh và hạ cánh, do khoảng thời gian ngắn của chúng, nên có thể khó khẳng định một cách chính xác. Chỉ trong trường hợp Def Stan 00-35 mức khắc nghiệt là khoảng thời gian thử nghiệm liên quan đến việc sử dụng. Trong trường hợp này, một khoảng thời gian thử nghiệm 1 h được dự tính để bao hàm cả 6 h bay. Như đã lưu ý, các rung khắc nghiệt nhất xuất hiện trong một vài giây cất cánh và hạ cánh. Các điều kiện khắc nghiệt trong khi bay đường trường nói chung nh ỏ hơn một phần n ă m các biên độ cất cánh và hạ cánh. Trên cơ sở này, khoảng thời gian thử nghiệm Def Stan 00-35 xem ra vô cùng thận trọng. Mặc dù không coi là một công việc chi tiết, bởi vì một phần của đánh giá này đã được thực hiện đ ể xác định các khoảng thời gian thử nghiệm tương đương, các xem xét cơ bản cho thấy rằng các khoảng thời gian thử nghiệm nên ngắn. Như đã được nêu bật, các rung khắc nghiệt nhất xảy ra trong khi cất cánh và hạ cánh. Các khoảng thời gian rung này xảy ra không lâu hơn 30 s đến 60 s trên mỗi chuyến bay. Các mức khắc nghiệt rung xảy ra trong khi bay đường trường thấp hơn rõ rệt so với khi cất cánh và hạ cánh, nhưng có khả năng xảy ra nhiều giờ trên mỗi chuyến bay. Nếu các mức thử nghiệm rung được thiết lập bằng các biên độ khi c ấ t cánh và hạ cánh, thì 60 s thử nghiệm sẽ gây thiệt hại tương tự như 50 h bay. Do đó, theo ước tính sơ bộ, một chuyến bay điển hình có thể được mô t ả bởi một đến hai phút thử nghiệm, với điều kiện các biên độ dựa trên rung xuất hiện trong khi cất cánh và hạ cánh. 9 Khuyến cáo Dữ liệu tốt đã được xác định từ ba nguồn, với mỗi lượng hợp l ý các thông tin có sẵn và nhờ đó có th ể xác lập giá trị của dữ liệu. Đã xác định được hai nguồn dữ liệu bổ sung đến từ các nguồn đ á ng tin cậy nhưng thông tin sẵn có không đủ để có thể xác minh đầy đủ chất lượng dữ liệu. Đối với phần lớn, dữ liệu từ nhiều nguồn k hác nhau không chỉ cho thấy một mức độ h ợ p lý về tính tự nhất quán mà còn cho thấy một mức độ nhất quán tương đối tốt từ nhiều nguồn khác nhau. Không có nguồn dữ liệu nào khác biệt đáng kể một cách hi ể n nhiên với những dữ liệu còn lại, xét về giá trị của chúng (hoặc giá trị của những dữ liệu còn lại) được đặt thành câu h ỏ i. Các xu hướng chung nhất là nhất quán đối với tất cả các máy bay được đề cập. Điều đặc biệt đáng lưu ý là tất c ả các dữ liệu đều cho thấy c ấ t cánh ít khắc nghiệt hơn một chút so với hạ cánh, nhưng c ả hai đều khắc nghiệt hơn đáng kể so với các điều kiện bay đường trường. Trong một số trường hợp, điều kiện khắc nghiệt nhất trong quá trình hạ cánh đư ợ c xác định xảy ra trong khi áp dụng lực đẩy ngư ợ c. Mức độ (và dải tần) của điều kiện này mỗi trường hợp một khác, nhưng điều này không đáng ngạc nhiên do các cấu hình động cơ khác nhau của các máy bay liên quan. Các mức khắc nghiệt của TCVN 7921-3-2 (IEC 60721-3-2), Bảng 5, hạng mục môi trường b) (rung ngẫu nhiên tĩnh tại) bao hàm nhiều điều kiện vận chuyển khác nhau cũng như vận chuyển bằng máy bay phản lực. So sánh với các dữ liệu thu thập được về thực nghiệm này chỉ ra rằng TCVN 7921-3-2 (IEC 60721-3-2) đã đúng khi nhóm vận chuyển bằng máy bay ph ả n lực vào mục rung ngẫu nhiên tĩnh tại. Hơn nữa, các mức khắc nghiệt "thực tế" quan sát thấy đều được bao hàm bởi các mức khắc nghiệt rung của TCVN 7921-3-2 (IEC 60721-3-2), Bảng 5, hạng mục môi trường b) các lớp 2M1, 2M2 và 2M3. Tuy nhiên cũng phải nói thêm rằng, các giá trị mật độ phổ công suất gia tốc đều lớn hơn đáng kể so với những giá trị đã ghi nhận trong dữ liệu được xem xét cho vận chuyển bằng máy bay phản lực. Không có dữ liệu đã xem xét xác định các xóc c ó bất cứ giá trị thực tế nào và cũng không có các xóc nào gần với các xóc của TCVN 7921-3-2 (IEC 60721-3-2), hạng mục môi trường c) (rung không tĩnh tại bao gồm xóc). Tuy nhiên cũng phải nói thêm rằng, các xóc khắc nghiệt nhất được dự kiến s ẽ xuất hiện trong các giai đoạn nâng hạ và vận chuyển trên mặt đất của vận chuyển bằng đường không. Các nguồn dữ liệu xác định cho thấy các mức khắc nghiệt thấp hơn rõ nét so với các mức khắc nghiệt có hiện nay trong một số quy định kỹ thuật thử nghiệm. Phổ vận chuyển đường không ASTM D 4728-91 có vẻ như thích hợp nhất trong số các mức khắc nghiệt thử nghiệm đã xem xét để bao hàm các đáp ứng quan sát được trên các gói hàng. Bảng 1 - Điều kiện bay Tristar và các giá trị hiệu dụng (r.m.s.) đo được Các giá trị hiệu dụng (r.m.s.) so sánh (g) Các gia tốc kế phía trước má y bay (Tọa độ X = 800) Các gia tốc kế ở trọng tâm máy bay (Tọa độ X = 1216) Điều kiện bay Thẳng đứng Ngang Trước - sau Thẳng đứng Ngang Trước - sau Không tín hiệu (ồn) 0,004 0,011 0,005 0,007 0,005 0,014 1 - Chạy trên đất 0,034 0,036 0,048 0,035 0,017 0,035 2 - Cất cánh, tăng công suất và tròng trành 0,274 0,222 0,345 0,114 0,109 0,128 3 - Lên ở độ cao thấp 0,153 0,300 0,207 0,085 0,073 0,144 4 - Tăng tốc ở độ cao thấp 0,068 0,077 0,111 0,053 0,038 0,082 5 - Lên ở độ cao cao 0,085 0,163 0,122 0,084 0,042 0,111 6 - Tăng tốc ở độ cao cao 0,084 0,217 0,142 0,082 0,056 0,142 7 - Bay đường trường trên cao 0,120 0,224 0,152 0,086 0,059 0,150 8 - Xuống ở độ cao c a o 0,080 0,168 0,119 0,071 0,046 0,121 9 - Xuống ở độ cao thấp 0,168 0,130 0,214 0,079 0,074 0,111 10 - Chạm đất 0,114 0,127 0,171 0,119 0,144 0,449 Hình 1 - Sơ đồ máy bay phản lực Tristar Hình 2 - Phép đo nhiễu Tristar Hình 3 - Phép đo rung Tristar - Cất cánh, tăng công suất và tròng trành Hình 4 - Phép đo rung Tristar - Lên ở độ cao thấp Hình 5 - Phép đo rung Tristar - Bay đường trường trên cao Hình 6 - Phép đo rung Tristar- Hạ cánh Hình 7 - Phép đo rung Tristar - Hạ xuống ở độ cao thấp Hình 8 - Phép đo rung Tristar - Trọng tâm cất cánh/lên cao Hình 9 - Phép đo rung Tristar - Phía trước cất cánh/lên cao Hình 10 - Phép đo rung Tristar - Trọng tâm bay đường trường Hình 11 - Phép đo rung Tristar - Phía trước bay đường trường Hình 12 - Phép đo rung Tristar - Trọng tâm lúc hạ cánh Hình 13 - Phép đo rung Tristar - Phía trước lúc hạ cánh Hình 14 - Phép đo rung Tristar - Môi trường bay đường trường Hình 15 - Phép đo rung Tristar - Môi trường cất cánh/hạ cánh Bảng 2 - Điều kiện bay VC10 Điều kiện bay được theo dõi trong thử nghiệm Điều kiện bay Nhận xét Cất cánh Lên cao Bay đường trường 11 000 m (37 000 ft) thẳn g và ngang ở tốc độ Mach 0,83 M Hạ thấp Có hãm phanh không khí Hạ cánh Kể cả bình thường và "chạm đất rồi lại bay đi" Lực đẩy ngược Hình 16 - Sơ đồ máy bay VC10 Bảng 2a - Vị trí đo VC10 Các phép đo t h ù ng chứa Các phép đo khung máy bay Phía trước thùng chứa Thẳng đứng Xà dọc cánh (khung H-698) Thẳng đứng Phía trước thùng chứa Ngang Xà dọc cánh (khung H-698) Ngang Phía trước thùng chứa Trước-sau Phía sau thùng chứa Thẳng đứng Phía sau (khung H-1099) Thẳng đứng Phía sau thùng chứa Ngang Phía sau (khung H-1099) Ngang Phía sau thùng chứa Trước-sau Phía sau (khung H-1099) Trước-sau B ả ng 3 - Gia tốc tổng g, giá trị hiệu d ụng (r.m.s). (3,25 Hz đến 2 000 Hz) đối với khung máy bay VC10 / thùng chứa V ị trí C ấ t cánh Đi lên Bay đường trường Đi xu ố ng Đ ẩ y ngược Khung máy bay Bên phải phía sau (thẳng đứng) 0,393 0,173 0,155 0,274 0,665 Bên phải phía sau (ngang) 0,238 0,146 0,139 0,185 0,107 Bên ph ả i phía sau (trước/sau) 0,134 0,076 0,05 0,074 0,239 Xà dọc cánh phải (thẳng/đứng) 0,13 0,109 0,151 0,158 0,211 Xà dọc cánh phải (ngang) 0,079 0,069 0,084 0,092 0,139 Xà dọc cánh phải (trước/sau) 0,064 0,052 0,058 0,065 0,096 Thùng chứa sau Bên phải phía trước (th ẳ ng/đứng) 0,144 0,106 0,107 0,166 0,178 Bên phải phía trước (ngang) 0,117 0,095 0,096 0,109 0,125 Bên phải phía trước (trước/sau) 0,061 0,043 0,045 0,055 0,071 Thùng chứa trước Bên phải phía trước (thẳng/đứng) 0,107 0,089 0,094 0,094 0,108 Bên phải phía trước (ngang) 0,177 0,153 0,162 0,162 0,178 Bên phải phía trước (trước/sau) 0,17 0,059 0,085 0,085 0,136 Các giá trị trên bao gồm đóng góp từ tiếng ồn nguồn điện trên máy bay ở 400Hz, 800Hz, 1200 Hz, ... v.v Hz. Các giá trị thay thế, chỉ sử dụng dữ liệu đến 399 Hz, và như vậy tránh đóng góp tiếng ồn, được nêu trong Bảng 4. Bảng 4 - Gia tốc tổng g, giá trị hiệu dụng (r.m.s.) (3,25 Hz đến 399 Hz) đối với các phép đo th ù ng chứa VC10 V ị trí Cất cánh Đi lên Bay đ ư ờng trường Đi xuống Đẩy ngược Thùng chứa sau Bên phải phía trước (thẳng đứng) 0,097 0,04 0,036 0,129 0,141 Bên phải phía trước (ngang) 0,069 0,036 0,035 0,059 0,08 Bên phải phía trước (dọc trục) 0,043 0,019 0,018 0,036 0,055 Thùng chứa trước Bên phải phía trước (thẳng đứng) 0,105 0,024 0,021 0,065 0,122 Bên phải ph í a trước (ngang) 0,087 0,052 0,047 0,057 0,084 Bên phải ph í a trước (dọc trục) 0,059 0,036 0,028 0,039 0,062 Hình 17 - Phép đo rung VC10 - Bay đường trường Hình 18 - Phép đo rung VC10 - Mức khắc nghiệt lớn nhất của khung máy bay Hình 19 - Phép đo rung VC10 - Th ù ng chứa phía trư ớ c trong quá trình đẩy ngược Hình 20 - Phép đo rung VC10 - Thùng chứa phía sau trong quá trình đẩy ngư ợ c Hình 21 - Phép đo rung VC10 - Ph ổ trường h ợ p xấu nhất xếp chồng Bảng 5 - T ổ ng hợp dữ liệu vận chuyển hàng không 747 Giai đoạn bay Vị trí Giá trị lớn nhất (g) đối với bộ chuyển đổi Giá trị r.m.s. g (x 10 -3 ) của bộ chuyển đổi Số bản ghi V1 V2 T L V1 V2 T L Chạy tr ên mặt đ ấ t JFK a 0,26 0,24 0,15 0,1 26,2 24 19,3 16,2 150 Cất cánh JFK 0,38 0,38 0,14 0,2 70,1 67,6 33,5 60,2 20 Lên cao JFK 0,2 0,19 0,19 0,15 33,8 34,9 10,8 52,9 462 Bay đường trường b ì nh thường 0,05 0,05 0,04 0,03 9,3 10,6 6,5 5,4 350 Bay đường trường lốc xoáy 0,16 0,16 0,07 0,04 38 38 , 5 12,7 7,5 20 Hạ độ cao GEN b 0,21 0,21 0,08 0 , 14 36,5 37,9 15,8 55,5 297 Hạ cánh GEN 0,42 0,42 0,29 0,41 79,6 85,4 62,3 89,9 Chạm đất GEN 0,42 0,42 0,29 0,42 113 118 93,3 91,2 4 Chạy tới thềm đế máy bay GEN 0,08 0,09 0,1 0,12 17,6 20 , 3 32,1 34,7 64 a JFK: John F. Kennedy. b Gardermoen. Bảng 6 - Tổng hợp các mức gia tốc 747 (g) kỳ vọng bị vư ợt quá trong 1% thời gian thử nghiệm Giai đoạn bay Vị trí Mức gia tốc (g) được k ỳ vọng bị vượt quá trong 1% thời gian thử nghiệm bộ chuy ể n đổi V1 a V2 b T c L d Chạy trên mặt đất JFK a 0,07 0,06 0,05 0,04 Cất cánh JFK 0,18 0,17 0,09 0,16 Lên cao JFK 0,09 0,09 0,03 0,14 Hành trình b ì nh thườn g 0,02 0,03 0,02 0,01 Hành tr ì nh thay đổi 0,1 0 , 1 0,03 0 , 02 Hạ độ cao GEN f 0,09 0 , 1 0,04 0,14 Hạ cánh GEN 0,21 0,22 0,16 0,23 Chạm đất GEN 0,29 0,3 0,24 0,23 Chạy tới th ề m đế máy bay GEN 0,05 0,05 0,08 0,09 a Bộ chuy ể n đ ổ i V1 là gia tốc k ế thẳng đứng đặt gần t â m tấm palet. b Chuyển đổi V2 là gia tốc k ế thẳng đứng đặt riêng trên góc t ấ m palet. c T là gia tốc kế chiều ngang d L là gia tốc k ế chiều trước/cuối e JFK: John F. Kennedy f GEN: Gardermoen. CHÚ THÍCH: V1, T và L được bố v ị tr í trong hệ cài đặt ba trục 1. Hình 22 - Phép đo rung trên tấm palet trong máy bay Boeing 747 Combi (bộ chuyển đổi V1) Hình 2 3 - Phép đo rung trên tấm palet trong máy bay Boeing 747 Combi (bộ chuyển đổi V 2 ) B ả ng 7 - Tổng hợp dữ liệu hàng không DC 8 Giai đoạn bay RMS (g) Trục X Trục Y Trục Z Chạy trên mặt đất 0,05 0,06 0,05 Gia tốc và cất cánh 0 , 09 0,19 0,18 Lên 0 , 09 0 , 17 0,11 Bay đường trường 0,09 0,16 0,07 Xuống thấp với tốc độ 1 200 m/min (4 000 ft/min) 0,07 0 , 12 0,09 Tiếp cận hạ cánh 0,06 0,08 0,06 Hạ cánh 0,05 0,09 0,11 Lực đẩy ngược 0,1 0,22 0,16 Hình 24 - Phép đo rung DC8 lực đ ẩ y ngược Hình 25 - Phép đo rung DC8 tăng tốc và cất cánh Hình 26 - Phép đo rung DC8 bay đường trường Hình 27 - Mô tả Foley về môi trường đối với các máy bay NC-135, C-141 và C-5A Hình 28 - Môi trường xóc hạ cánh Foley Hình 29 - Mức khắc nghiệt thử nghiệm Foley đối với cất cánh/hạ cánh Bảng 8 - Mức khắc nghiệt thử nghiệm Foley đối với cất cánh/hạ cánh - Thành phần hình sin Tần số Hz Biên độ g pk Áp dụng 20 0,5 Tất cả các trục 50 1,0 Chỉ trục thẳng đứng 160 0,8 Ch ỉ trục thẳng đứng 400 2 , 2 Tất cả các trục 800 2,6 Tất cả các trục 1 600 2,5 Tất cả các trục Hình 30 - Mức khắc nghiệt thử nghiệm Foley bay đường trường B ả ng 9 - Mức khắc nghiệt thử nghiệm Foley bay đường trường - Các thành phần hình sin Tần số Hz Biên độ g pk Áp dụng 200 0,3 Tất cả các trục 400 1,0 Trục dọc 400 0,7 Trục ngang 400 0,3 Trục thẳng đứng 800 0,5 Tất cả các trục 1 600 1,0 Tất cả các trục Hình 31 - TCVN 7921-3-2 (IEC 60721-3-2) - Rung tĩnh tại ngẫu nhiên Hình 32 -TCVN 7921-3-2 (IEC 60721-3-2) - Rung không tĩnh tại bao gồm xóc Hình 33 - Mức khắc nghiệt thử nghiệm - ASTM D 4728-91 Hình 34 - Điều kiện khắc nghiệt thử nghiệm - Mil S td 810 Văn b ả n F và G Hình 35 - Điều kiện khắc nghiệt thử nghiệm - AECTP 400 Hình 36 - Điều kiện khắc nghiệt thử nghiệm - Def Stan 00-35 THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Báo cáo Thử nghiệm Lockheed L-1011 Các phép đo rung tuyến tính và góc trong không trung Báo cáo số AFFD L/ 79-7 đề ngày Tháng 5 năm 1979 (Dữ liệu Phân bổ hạn chế) [2] Mô tả môi trường rung đối với các thùng chứa vận chuyển trong máy bay VC10, D Charles, Cran f ield University, Báo cáo số COA-EAS-020, ngày 9 tháng 11 năm 1986. (Dữ liệu Phân b ổ hạn chế) [3] Y ê u cầu Kỹ thuật Thử nghiệm, HE/TTR/77/557 . (Dữ liệu Phân bổ hạn chế) [4] Dữ liệu Khung máy bay VC10, Mật độ Phổ Công suất, COA-DA-1224. ( Dữ liệu Phân bổ hạn chế) [5] Dữ liệu Khung máy bay VC10, Biên độ Đỉnh Tương đương, COA-DA-1225 . (Dữ liệu Phân bổ hạn chế) [6] Dữ liệu Khung máy bay VC10, Lược sử Thời gian, COA-DA-1226. ( Dữ liệu Phân bổ hạn chế) [7] Ứ ng suất cơ học trên Sản phẩm trong khi Vận chuyển Hàng hóa bằng đường không, Thomas Trost, Công nghệ và Khoa học Đóng gói, Vol 1, P137-155, 1988 (Dữ liệu Phân bổ Chung) [8 ] GAM-EG-13 Phụ lục 6 Modèles et Données d'Environement Mecanique. (Dữ liệu Phân bổ Chung) [9] FOLEY, J.T., Tổng hợp Môi trường Động Vận chuyển, Phòng thí nghiệm Sandia, Tháng 1 năm 1973 (Dữ liệu Phân bổ Chung) [10] Def stan 00-35, Văn bản 3 và 4 Sổ tay Môi trường đối dùng cho Vật tư quân s ự ( D ữ liệu Phân bổ Chung) [11] STANAG 4370 AECTP 200 V ă n bản 2 và 3, Hướng dẫn Môi trường đối với Vật tư quân sự, Đi ề u kiện Môi trường (Dữ liệu Phân bổ Chung) [12] MIL-STD-810, Các Xem xét Kỹ thuật Môi trường và Thử nghiệm trong phòng, Văn bản F & G (Dữ liệu Phân bổ Chung) [13] ASTM D 4728 - 91, Phương pháp thử nghiệm chuẩn đối với thử nghiệm rung ngẫu nhiên các thùng chứa chở hàng (Dữ liệu Phân bổ Chung) MỤC LỤC Lời nói đầu 1 Phạm vi áp dụng 2 Tài liệu viện dẫn 3 Nguồn và chất lượng dữ liệu 4 So sánh nguồn dữ liệu nội bộ 5 So sánh chéo các nguồn dữ liệu 6 Mô t ả môi trường 7 Dữ liệu bổ trợ 8 So sánh với IEC 60721 9 Khuyến cáo 1 Tham khảo các tài liệu trong thư mục tài liệu tham khảo.