Nguyễn Tiến Khiêm PGS.TSKH
Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thử nghiệm Ekranoplan nhỏ tại Việt Nam Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Tiến Khiêm; Cán bộ tham gia: Nguyễn Đức Cường và những người khác - 2009 - 515tr. CDROM
Kết quả đề tài: Đạt - Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thử nghiệm mô hình ekranophan để khẳng định tính khả thi của dự án hợp tác với LB Nga chế tạo ekranoplan tại Việt Nam và xây dựng cơ sở tiềm lực KHCN cho việc thực hiện dự án hợp tác nêu trên.
Năm bắt đầu thực hiện: 2006 Năm kết thúc thực hiện: 2009 Năm nghiệm thu: 31/12/2009
- Nghiên cứu cơ sở khoa học, công nghệ và pháp lý cho việc thiết kế, chế tạo Ekranoplan tại Việt Nam; - Thiết kế thử nghiệm một mô hình Ekranoplan theo sơ đồ do các chuyên gia Nhật đề xuất; - Chế tạo và lắp ráp một Ekranoplan nhỏ, 2 chỗ ngồi bằng vật liệu Composite; Thử nghiệm trên bờ và dưới nước mô hình Ekranoplan đã chế tạo để đánh giá khả năng của Việt Nam trong việc sản xuất Ekranoplan phục vụ phát triển kinh tế và quốc phòng của đất nước. Trong quá trình thực hiện nhiệm vụ được Thủ tướng Chính phủ giao: Xây dựng Đề án hợp tác với Cộng hòa Liên bang Nga sản xuất Ekranoplan tại Việt Nam, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã có sáng kiến tự đầu tư nghiên cứu thiết kế, chế tạo thử nghiệm một mô hình Ekranoplan 2 chỗ ngồi, với mục tiêu thiết kết và chế tạo thử nghiệm Ekranoplan Đề án hợp tác với Liên Bang Nga trong việc sản xuất Ekranoplan tại Việt Nam. Nhóm tác giả đã tiến hành đề tài và đưa ra kết quả sau: \- Tìm hiểu khá chi tiết về tính năng hoạt động, phân loại và lịch sử phát triển Ekranoplan trên thế giới để từ đó có thể rút ra kết luận: Ekranoplan là một dạng phương tiện giao thông mới, lấp vào khoảng trống giữa tàu thủy và máy bay. \- Ekranoplan về bản chất là: + một tàu thủy có thể vượt hẳn lên khỏi mặt nước nhờ hệ thống cánh (như cánh máy bay và không phải là cánh ngầm) để tránh lực cản rất lớn của nước và do đó tăng đáng kể tốc độ với cùng một mức tiêu hao nhiên liệu; + một máy bay sử dụng hiệu ứng bề mặt (khi cánh bay gần một mặt phẳng, lực nâng cao trọng tải vận chuyển. Nhưng hiệu ứng bề mặt chỉ có thể được tận dụng nếu phương tiện có cánh khí động học bay càng gần với bề mặt và các lực khí động rất nhạy cảm với khoảng cách giữa cánh và bề mặt và các lực khí động rất nhạy cảm với khoảng cách giữa cánh và và bề mặt. \- Tiến hành tính toán thử nghiệm hệ số lực nâng, lực cản và mô men khí động cho mô hình Ekranoplan dạng con vịt do các chuyên gia Nhật Bản đề xuất (gọi là mô hình Ekranoplan "Thăng Long-1000"), sử dụng phương pháp xoáy rời rạc. Đã tính toán quỹ đạo bay và khả năng điều khiển của mô hình Ekranoplan "Thăng Long - 1000" và đi đến kết luận rằng chuyển động của mô hình không ổn định và rất khó điều khiển bằng người lái. Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn và phần mền Fluent để phân tích trạng thái ứng suất biến dạng và dao động của kết cấu tổng thể mô hình Ekranoplan "Thăng Long - 1000". \- Thiết kế tổng thể và chi tiết mô hình Ekranoplan "Thăng Long - 1000", dựa trên các kết quả tính toán sơ bộ nên trên sử dụng phần mềm AUTOCAD. Đã kiểm tra độ bền các vị trí xung yếu theo quy phạm đối với máy bay. Tuy nhiên, khi đi vào chế tạo, do sử dụng chủ yếu là vật liệu composite cốt sợi thủy tinh và carbon, nên để có thể tính toán chi tiết độ bền, đã tiến hành nghiên cứu thực nghiệm về các đặc trưng vật liệu composite và công nghệ hút chân không để tăng độ bền và giảm trọng lượng của vật liệu. Kết quả khẳng định lại khả năng sử dụng vật liệu composite chế tạo bằng công nghệ hut chân không trong việc chế tạo Ekranoplan. \- Chế tạo mô hình vật lý tỷ lệ 1:6 của Ekranoplan "Thăng Long - 1000" và thử nghiệm trong ống thổi để xác định các hệ số lực nâng, lực cản và mô men trong các trường hợp khác nhau của khoảng cách với bề mặt và các góc tấn sử dụng ống thổi OT1 của Viện Kỹ thuật PKKQ. \- Xây dựng quy trình và nội dung thử nghiệm mô hình Ekranoplan "Thăng Long - 1000" trong phòng thí nghiệm và trên hiện trường (biển). Nội dung chính của quy trình thử nghiệm gồm các bước: Thử tải tĩnh và động kết cấu; Thử lực kéo trên bờ và dưới nước; Thử các tính năng hằng hải trên biển; Thử cất cánh và hạ cánh; Bay thử ở chế độ bình ổn. \- Tiến hành thử tải tính và động canard, thân cánh và dựa trên các kết quả thí nghiệm đã đề xuất phải gia cố một số cơ cấu như giá đỡ động cơ, gia tăng kích thước mối nối giữa cánh và thân thì kết cấu mới dủ độ bền. Đặc biệt là sau sự cố thân bị gẫy do động cơ chạm nước, đã tính toán và thử nghiệm lại toàn bộ kết cấu và kết quả cho thấy nửa trên của thân chỉ là lớp vải quét keo không đủ độ bền động (khi kết cấu thực dao động uốn xoắn hỗn hợp). \- Đã tiến hành chạy thử trên biển và kết quả cho thấy Ekranoplan chạy trên biển ổn định, lực nổi và lực cản đảm bảo các yêu cầu cần thiết. Tuy nhiên khi chuyển sang thử nghiệm chế độ chạy lướt, lúc đầu Ekranoplan rất khó cất cánh do không thể đạt được tốc độ cần thiết. Tuy nhiên khi chuyển sang thử nghiệm chế độ chạy lướt, lúc đầu Ekranoplan rất khó cất cánh do không thể đạt được tốc độ cần thiết. Sau khi thay đổi mép cắt nước và góc lắp cánh quạt Ekranoplan đã đạt được tốc độ cần thiết và đã cất cánh bay được trên 100m trên biển (có phim và ảnh kèm theo). Ở đây không thể không nhắc tới sự cố trong lần thử nghiệm tiếp theo: Ekranoplan đã cất cánh, nhưng phi công không giữ được ổn định, Ekranoplan đã bị nghiêng, cánh quạt động cơ bên trái chạm nước và làm cho Ekranoplan bị uốn ngang và xoắn mạnh, dẫn đến nó bị gẫy làm đôi. Sự cố này đã được khắc phục và đã sẵng sàng cho việc thử nghiệm tiếp theo. \- Như vậy, đến nay có thể kết luận rằng nhiệm vụ đặt ra trong đề tài cơ bản: nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và thử nghiệm một Ekranoplan nhỏ hai chỗ ngồi bằng vật liệu composite đã hoàn thành. Tuy nhiên do nhiệm vụ rất nặng nề và khó khăn, Ekranoplan đã chế tạo chưa bay được ổn định và chưa thể đưa sản phẩm vào sử dụng
Canard Chế tạo lắp ráp Ekranoplan mô hình TL-1000 ống thổi khí động dưới âm OT-1 vật liệu Composite
Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thử nghiệm Ekranoplan nhỏ tại Việt Nam Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Tiến Khiêm; Cán bộ tham gia: Nguyễn Đức Cường và những người khác - 2009 - 515tr. CDROM
Kết quả đề tài: Đạt - Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thử nghiệm mô hình ekranophan để khẳng định tính khả thi của dự án hợp tác với LB Nga chế tạo ekranoplan tại Việt Nam và xây dựng cơ sở tiềm lực KHCN cho việc thực hiện dự án hợp tác nêu trên.
Năm bắt đầu thực hiện: 2006 Năm kết thúc thực hiện: 2009 Năm nghiệm thu: 31/12/2009
- Nghiên cứu cơ sở khoa học, công nghệ và pháp lý cho việc thiết kế, chế tạo Ekranoplan tại Việt Nam; - Thiết kế thử nghiệm một mô hình Ekranoplan theo sơ đồ do các chuyên gia Nhật đề xuất; - Chế tạo và lắp ráp một Ekranoplan nhỏ, 2 chỗ ngồi bằng vật liệu Composite; Thử nghiệm trên bờ và dưới nước mô hình Ekranoplan đã chế tạo để đánh giá khả năng của Việt Nam trong việc sản xuất Ekranoplan phục vụ phát triển kinh tế và quốc phòng của đất nước. Trong quá trình thực hiện nhiệm vụ được Thủ tướng Chính phủ giao: Xây dựng Đề án hợp tác với Cộng hòa Liên bang Nga sản xuất Ekranoplan tại Việt Nam, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã có sáng kiến tự đầu tư nghiên cứu thiết kế, chế tạo thử nghiệm một mô hình Ekranoplan 2 chỗ ngồi, với mục tiêu thiết kết và chế tạo thử nghiệm Ekranoplan Đề án hợp tác với Liên Bang Nga trong việc sản xuất Ekranoplan tại Việt Nam. Nhóm tác giả đã tiến hành đề tài và đưa ra kết quả sau: \- Tìm hiểu khá chi tiết về tính năng hoạt động, phân loại và lịch sử phát triển Ekranoplan trên thế giới để từ đó có thể rút ra kết luận: Ekranoplan là một dạng phương tiện giao thông mới, lấp vào khoảng trống giữa tàu thủy và máy bay. \- Ekranoplan về bản chất là: + một tàu thủy có thể vượt hẳn lên khỏi mặt nước nhờ hệ thống cánh (như cánh máy bay và không phải là cánh ngầm) để tránh lực cản rất lớn của nước và do đó tăng đáng kể tốc độ với cùng một mức tiêu hao nhiên liệu; + một máy bay sử dụng hiệu ứng bề mặt (khi cánh bay gần một mặt phẳng, lực nâng cao trọng tải vận chuyển. Nhưng hiệu ứng bề mặt chỉ có thể được tận dụng nếu phương tiện có cánh khí động học bay càng gần với bề mặt và các lực khí động rất nhạy cảm với khoảng cách giữa cánh và bề mặt và các lực khí động rất nhạy cảm với khoảng cách giữa cánh và và bề mặt. \- Tiến hành tính toán thử nghiệm hệ số lực nâng, lực cản và mô men khí động cho mô hình Ekranoplan dạng con vịt do các chuyên gia Nhật Bản đề xuất (gọi là mô hình Ekranoplan "Thăng Long-1000"), sử dụng phương pháp xoáy rời rạc. Đã tính toán quỹ đạo bay và khả năng điều khiển của mô hình Ekranoplan "Thăng Long - 1000" và đi đến kết luận rằng chuyển động của mô hình không ổn định và rất khó điều khiển bằng người lái. Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn và phần mền Fluent để phân tích trạng thái ứng suất biến dạng và dao động của kết cấu tổng thể mô hình Ekranoplan "Thăng Long - 1000". \- Thiết kế tổng thể và chi tiết mô hình Ekranoplan "Thăng Long - 1000", dựa trên các kết quả tính toán sơ bộ nên trên sử dụng phần mềm AUTOCAD. Đã kiểm tra độ bền các vị trí xung yếu theo quy phạm đối với máy bay. Tuy nhiên, khi đi vào chế tạo, do sử dụng chủ yếu là vật liệu composite cốt sợi thủy tinh và carbon, nên để có thể tính toán chi tiết độ bền, đã tiến hành nghiên cứu thực nghiệm về các đặc trưng vật liệu composite và công nghệ hút chân không để tăng độ bền và giảm trọng lượng của vật liệu. Kết quả khẳng định lại khả năng sử dụng vật liệu composite chế tạo bằng công nghệ hut chân không trong việc chế tạo Ekranoplan. \- Chế tạo mô hình vật lý tỷ lệ 1:6 của Ekranoplan "Thăng Long - 1000" và thử nghiệm trong ống thổi để xác định các hệ số lực nâng, lực cản và mô men trong các trường hợp khác nhau của khoảng cách với bề mặt và các góc tấn sử dụng ống thổi OT1 của Viện Kỹ thuật PKKQ. \- Xây dựng quy trình và nội dung thử nghiệm mô hình Ekranoplan "Thăng Long - 1000" trong phòng thí nghiệm và trên hiện trường (biển). Nội dung chính của quy trình thử nghiệm gồm các bước: Thử tải tĩnh và động kết cấu; Thử lực kéo trên bờ và dưới nước; Thử các tính năng hằng hải trên biển; Thử cất cánh và hạ cánh; Bay thử ở chế độ bình ổn. \- Tiến hành thử tải tính và động canard, thân cánh và dựa trên các kết quả thí nghiệm đã đề xuất phải gia cố một số cơ cấu như giá đỡ động cơ, gia tăng kích thước mối nối giữa cánh và thân thì kết cấu mới dủ độ bền. Đặc biệt là sau sự cố thân bị gẫy do động cơ chạm nước, đã tính toán và thử nghiệm lại toàn bộ kết cấu và kết quả cho thấy nửa trên của thân chỉ là lớp vải quét keo không đủ độ bền động (khi kết cấu thực dao động uốn xoắn hỗn hợp). \- Đã tiến hành chạy thử trên biển và kết quả cho thấy Ekranoplan chạy trên biển ổn định, lực nổi và lực cản đảm bảo các yêu cầu cần thiết. Tuy nhiên khi chuyển sang thử nghiệm chế độ chạy lướt, lúc đầu Ekranoplan rất khó cất cánh do không thể đạt được tốc độ cần thiết. Tuy nhiên khi chuyển sang thử nghiệm chế độ chạy lướt, lúc đầu Ekranoplan rất khó cất cánh do không thể đạt được tốc độ cần thiết. Sau khi thay đổi mép cắt nước và góc lắp cánh quạt Ekranoplan đã đạt được tốc độ cần thiết và đã cất cánh bay được trên 100m trên biển (có phim và ảnh kèm theo). Ở đây không thể không nhắc tới sự cố trong lần thử nghiệm tiếp theo: Ekranoplan đã cất cánh, nhưng phi công không giữ được ổn định, Ekranoplan đã bị nghiêng, cánh quạt động cơ bên trái chạm nước và làm cho Ekranoplan bị uốn ngang và xoắn mạnh, dẫn đến nó bị gẫy làm đôi. Sự cố này đã được khắc phục và đã sẵng sàng cho việc thử nghiệm tiếp theo. \- Như vậy, đến nay có thể kết luận rằng nhiệm vụ đặt ra trong đề tài cơ bản: nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và thử nghiệm một Ekranoplan nhỏ hai chỗ ngồi bằng vật liệu composite đã hoàn thành. Tuy nhiên do nhiệm vụ rất nặng nề và khó khăn, Ekranoplan đã chế tạo chưa bay được ổn định và chưa thể đưa sản phẩm vào sử dụng
Canard Chế tạo lắp ráp Ekranoplan mô hình TL-1000 ống thổi khí động dưới âm OT-1 vật liệu Composite