ứng dụng x plane trong mô phỏng máy bay không người lái loại nhỏ

ứng dụng x plane trong mô phỏng máy bay không người lái loại nhỏ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG

BỘ MÔN KỸ THUẬT HÀNG KHÔNG CHƯƠNG TRÌNH KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT PHÁP

-o0o -

LUẬN VĂN ĐẠI HỌC

ỨNG DỤNG X-PLANE TRONG MÔ PHỎNG BAY THỰC NGHIỆM CỦA MÁY BAY KHÔNG

NGƯỜI LÁI LOẠI NHỎ

SVTH: Nguyễn Khôi Nguyên

MSSV: G1002167 GVHD: Tiến Sĩ Ngô Khánh Hiếu

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2015

- Đây là luận văn tốt nghiệp do tôi thực hiện

- Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

- Các đoạn trích dẫn và số liệu kết quả sử dụng để so sánh trong luận văn này đều được dẫn nguồn và có độ chính xác cao nhất trong phạm vi hiểu biết của tôi

iv

đỡ tôi trong suốt quá trình làm luận văn này, tuy nhiên, hơn hết, tôi xin cảm ơn thầy Ngô Khánh Hiếu vì sự hỗ trợ tận tình, cùng với những kiến thức thầy đã dạy cho tôi không những học thuật mà còn về kinh nghiệm cuộc sống Tôi cũng xin cảm ơn toàn thể các giảng viên của bộ môn hàng không vì những đóng góp không mệt mỏi trong suốt quá trình tôi học tại đại học Bách Khoa

Cuối cùng, tôi xin dành trọn lòng biết ơn đến bố, mẹ tôi vì đã hết lòng quan tâm, động viên tôi trong suốt quá trình theo học đại học Bách Khoa và hơn hết là đã luôn dõi theo tôi trong từng bước trưởng thành

vi

Nội dung

Lời cam kết iii

Lời cảm ơn v

Nội dung vii

Tóm tắt luận văn x

Abstract xii

Chú giải xiv

Kí hiệu xiv

Chữ la mã xv

Danh mục hình ảnh - List of Figures xvi

Danh mục bảng biểu - List of Tables xx

Chương 1 X-Plane và các phần mềm hỗ trợ 1

1.1 Phần mềm xây dựng mô hình bay Plane Maker 10 1

1.1.1 Giới thiệu 1

1.1.2 Giao diện của Plane Maker 2

1.2 Xây dựng mô hình 3

1.2.1 Các quy ước cơ bản 3

1.2.2 Xây dựng thân 4

1.2.3 Xây dựng cánh, đuôi 8

1.2.4 xây dựng càng đáp và thiết lập các thông số liên quan 12

1.3 Xây dựng các hệ thống trên máy bay 13

1.3.1 Thiết lập thông số của hệ thống lực đẩy 13

1.3.2 Thiết lập thông số đặc tính của máy bay 17

Chương 2 Xây dựng tình huống bay thử nghiệm 19

viii

2.1 Tình huống một 19

2.1.1 Cơ sở lý thuyết về biểu đồ Drag Polar 19

2.1.2 Kịch bản bay bằng 22

2.2 Tình huống hai 22

2.2.1 Cơ sở lý thuyết ổn định tĩnh dọc 22

2.2.2 Kịch bản bay 29

Chương 3 Áp dụng X-Plane cho mô hình Cessna 1300 EP 31

3.1 Xây dựng mô hình trên X-Plane 31

3.1.1 Giới thiệu mô hình Cessna 1300 EP 31

3.1.2 Quá trình xây dựng mô hình 32

3.2 Kết quả chạy mô phỏng 53

3.2.1 Thiết bị 53

3.2.2 Cài đặt phần cứng và phần mềm 54

3.2.3 Mô phỏng và xử lí số liệu 57

Chương 4 Triển khai bay thực nghiệm trên mô hình Cessna 1300 EP 63

4.1 Cài đặt mô hình 63

4.2 Bay thực nghiệm 64

4.3 Xử lí kết quả và so sánh với kết quả từ mô phỏng 65

4.4 Thử nghiệm mạch APM autopilot cho bay thực nghiệm 67

Chương 5 Kết luận và các hướng phát triển 69

REFERENCES 70

Phụ lục A: kết quả đường đặc tính giữa hệ số lực nâng và góc bánh lái độ cao tại trọng tâm là 0.84ft 71

Phụ lục B: Mã matlab dùng để ngoại suy điểm trung hòa 72

Phụ lục C: kết quả bay thực nghiệm 73

x

Tóm tắt luận văn

Luận văn được thực hiện với mục đích ứng dụng chương trình bay mô phỏng Plane vào trong công tác bay thử nghiệm mô hình, Vấn đề đặc ra trong quá trình làm luận văn đó là xây dựng mô hình như thế nào, kế đến đó là việc xác minh lại liệu kết quả của chương trình X-Plane có đang tin cậy hay không Ưu điểm của chương trình bay mô phỏng X-Plane là cho phép người sử dụng có thể tự mình xây dựng nên mô hình, và có thể tạo ra các tình huống giả lập giống với thực tế, nhờ sự

X-đa năng này mà X-Plane, hiện nay, X-đang được nước ngoài ứng dụng trong công tác bay giả lập, cũng như tạo ra các tình huống bay thử nghiệm và kiểm chứng trước khi tiến hành bay thử nghiệm thực tế Luận văn này sẽ đi chi tiết vào quy trình dựng lại một mô hình, kế đến là quy trình bay thử nghiệm các tình huốn giả lập định trước

Từ khóa: X-Plane, Plane-Maker, Cessna 182, APM, Mô Phỏng

In this work, all of the procedures are cover in detail, both in modeling and creating

a test case for simulating the model that have just create The procedure of acquiring data from real test-flight and result will be given, include comparison to simulation’s result and suggestion

Keywords: X-Plane, Plane-Maker, Cessna 182, APM, Simulation

Hệ số moment tại trọng tâm -

Hệ số moment gây ra bởi góc tới -

c Dây cung cánh trung bình

xvi

Danh mục hình ảnh - List of Figures

Hình 1-1 Giao diện của phần mềm Plane-Maker 2

Hình 1-2 Các thông số tọa độ 3

Hình 1-3 Quy định trục, chiều dương trên trục 4

Hình 1-4 Các bảng trong mục "Fuselage" 4

Hình 1-5 Chèn hình mẫu vào bảng Top/Bottom 5

Hình 1-6 Thông số ở bảng "Section" 5

Hình 1-7 Các thông số vị trí của thân 6

Hình 1-8 Thao tác với các mặt cắt 6

Hình 1-9 Thao tác với các điểm trên mặt cắt 7

Hình 1-10 Tạo hình thân phụ 7

Hình 1-11 Mục Wings trong phần mềm Plane-Maker 8

Hình 1-12 Thông số cơ bản của cánh 9

Hình 1-13 Gán bề mặt điều khiển cho phần cánh 10

Hình 1-14 Tùy chỉnh các phần cánh 10

Hình 1-15 Thiết lập cánh phụ 11

Hình 1-16 Thiết lập bề mặt điều khiển 11

Hình 1-17 Thiết lập càng đáp 12

Hình 1-18 Thông số cơ bản của động cơ 13

Hình 1-19 Thông số cần ga 14

Hình 1-20 Thông số hình học của cánh quạt 15

Hình 1-21 Thông số động cơ 16

Hình 1-22 Thiết lập cánh quạt 17

Hình 2-1 Mô hình lực tác dụng lên máy bay 19

Hình 2-2 Thay đổi của CT theo J 21

Hình 2-3 Sơ đồ đường bay 22

Hình 2-4 Đồ thị vị trí điểm trung hòa 24

Hình 2-5 Quy ước về dấu của góc bánh lái độ cao 25

Hình 2-6 Biểu đồ hiệu suất của bánh lái độ cao 25

Hình 2-7 Độ dốc của đường hệ số Moment theo CL hay α 26

Hình 2-8 Phương trình (2.15) tại 3 vị trí trọng tâm khác nhau 26

Hình 2-9 Phương pháp ngoại suy tìm điểm trung hòa 27

Hình 2-10 Biểu đồ phụ thuộc của vận tốc vào góc bánh lái 28

Hình 2-11 Biểu đồ phụ thuộc của lực nâng vào góc bánh lái 28

Hình 2-12 Biểu đồ hệ số góc của đường lực nâng 29

Hình 2-13 Biểu đồ mối lien hệ giữa vị trí điểm trung hòa và hệ số lực nâng cân bằng 29

Hình 2-14 Sơ đồ đường bay 30

Hình 3-1 Mô hình Cessna 1300 EP 31

Hình 3-2 Quy ước kích thước thân 33

Hình 3-3 Hệ số hiệu chỉnh giao thoa thân và cánh 33

Hình 3-4 Hệ số ma sát nhớt bề mặt 34

Hình 3-5 Bảng tra giới hạn số Reynold 35

Hình 3-6 Thông số mặt cắt thân trong phần mềm Plane-Maker 37

Hình 3-7 Mục Raster Image Reference trong phần mềm Autocad 37

xviii

Hình 3-8 Mục chọn đường dẫn và gốc đặt ảnh trong phần mềm Autocad 37

Hình 3-9 Mục Measurement scale trong hộp thoại Format 38

Hình 3-10 Ví dụ về việc nhân tỉ lệ kích thước 39

Hình 3-11 Vị trí điểm mốc 39

Hình 3-12 Vị trí các mặt cắt trong phần mềm Plane-Maker 39

Hình 3-13 Lệnh Polyline trong phần mềm Autocad 40

Hình 3-14 Đường Polyline vẽ theo biên dạng cánh 40

Hình 3-15 Mục 3 Point trong phần mềm Autocad 41

Hình 3-16 Hộp thoại APPLOAD 42

Hình 3-17 Tọa độ mặt cắt nhập vào phần mềm Plane-Maker 43

Hình 3-18 Kết quả thu được 44

Hình 3-19 Chiều dài cung cánh ở gốc 44

Hình 3-20 Góc vểnh 45

Hình 3-21 Cách nối 2 phần cánh với nhau 45

Hình 3-22 Kết quả thu được 46

Hình 3-23 Kiểm tra chiều dài dây cung cánh 46

Hình 3-24 Kết quả xây dựng cánh 47

Hình 3-25 Hình dạng cánh đuôi ngang 48

Hình 3-26 Kết quả sau khi nhập thông số 49

Hình 3-27 Kết quả xây dựng đuôi đứng và đuôi ngang 49

Hình 3-28 Hình dạng đuôi đứng 49

Hình 3-29 Hiệu chỉnh dây cung cánh đuôi đứng 51

Hình 3-30 Hiệu chỉnh dây cung cánh đuôi đứng 51

Hình 3-31Vận tốc vòng quay tối đa của động cơ 52

Hình 3-34 Thiết lập cổng kết nối phần mềm và phần cứng 55

Hình 3-35 Giao diện Mission Planner 56

Hình 3-36 Giao diện chức năng mô phỏng 56

Hình 3-37 Thiết lập phần cứng 57

Hình 3-38 Giao diện nạp firmware 57

Hình 3-39 Thực hiện mô phỏng 58

Hình 3-40 Sơ đồ đường bay tự động 58

Hình 3-41 Kết quả thu được 59

Hình 3-42 Đường đặc tính Drag-Polar 59

Hình 3-43 Kết quả đường nội suy 61

Hình 3-44 Kết quả biểu đồ vị trí trung hòa với hệ số lực nâng 62

Hình 4-1 63

Hình 4-2 64

Hình 4-3 Vệt bay thể hiện trên phần mềm Google Earth 64

Hình 4-4 minh họa cho việc chọn vệt bay có trạng thái bay bằng 65

Hình 4-5 đồ thị so sánh kết quả thực nghiệm và mô phỏng 67

xx

Danh mục bảng biểu - List of Tables

Bảng 3.1 Thông số của mô hình máy bay Cessna 1300 EP 31Bảng 3.2 Độ nhám bề mặt của các loại vật liệu 34Bảng 3.3 Các thông số của mô hình đo được trên Autocad 35Bảng 3.4 Vận tốc hoạt động 36Bảng 3.5 Tổng hợp các thông số 36Bảng 3.6 Các hệ số lực cản 36Bảng 3.7 Các vị trí mặt cắt thân 38Bảng 3.8 Tọa độ các điểm trên mặt cắt 42Bảng 3.9 Thông số cánh 45Bảng 3.10 Thông số đuôi ngang 48Bảng 3.11 Thông số đuôi đứng 50Bảng 3.12 Vị trí đặt động cơ 52Bảng 3.13 Chiều dài dây cung cánh trung bình 60Bảng 3.14 Bảng vị trí trọng tâm 60Bảng 3.15 Hệ số đường nội suy 61

Chương 1

X-Plane và các phần mềm hỗ trợ

Phần mềm X-Plane sử dụng lý thuyết phần tử cánh để mô phỏng lại đặc tính bay của mô hình, nhờ sử dụng lý thuyết này mà X-Plane có thể mô phỏng gần như chính xác thực tế bằng cách chia mỗi bộ phận của máy bay thành nhiều phần nhỏ để tính toán lực và sau đó tổng hợp lại trên cả mô hình để có kết quả mô phỏng hoàn chỉnh Hơn nữa, cho phép người sử dụng tự xây dựng mô hình giả lập của mình, kể cả máy bay trực thăng, tên lửa, máy bay có trục cánh quạt xoay ( tilt-rotor)

Để mô phỏng bay trong X-Plane thì bước đầu tiên là xây dựng mô hình, Việc sử dụng và lấy dữ liệu từ X-Plane sẽ được trình bày trong chương III

1.1 Phần mềm xây dựng mô hình bay Plane Maker 10

1.1.1 Giới thiệu

1.1.1.1 Tổng quan

Phần mềm Plane Maker cho phép người dùng có thể thiết kế và mô phỏng hầu hết những mô hình máy bay có thể tưởng tượng được từ những thông số vật lí như khối lượng, chiều dài sải cánh, v.v Sau đó phần mềm X-Plane sẽ mô phỏng lại cách mà

mô hình này bay trong thực tế

Một cách tổng quát quy trình xây dựng một mô hình trong Plane Maker sẽ có các bước như sau:

1 Lựa chọn thiết kế

2 Dựng thân, cánh, đuôi của máy bay

3 Dựng các chi tiết phụ như càng đáp, giá treo động cơ

4 Cài đặt các thông số của hệ thống và tính chất bên trong bao gồm: động cơ,

hệ thống điện, khối lượng, cân bằng, góc nhìn khi mô phỏng

X-Plane và các phần mềm hỗ trợ

5 Cài đặt thêm các chi tiết phụ như các bề mặt điều khiển đặc biết

6 Tạo bảng điều khiển 2-D

7 Bay thử mô hình trong X-Plane và tinh chỉnh các thông số mô hình theo thứ

tự các bước từ 1-6 đến khi đạt được kết quả mô phỏng tương đương với mô hình thật

8 Cài đặt các chi tiết sơn, vật thể 3-D, v.v

Quy trình xây dựng mô hình này là một quy trình chung và tùy thuộc cách tiếp cận

mà ta có thể có các quy trình khác phù hợp hơn

1.1.2 Giao diện của Plane Maker

Hình 1-1 Giao diện của phần mềm Plane-Maker

Việc sử dụng Plane Maker là tương tự như các phần mềm thiết kế hiện nay, việc tạo mới, lưu và mở mô hình là khá đơn giản Tuy vậy để di chuyển mô hình lên, xuống

và qua trái, phải cần phải dùng các phím mũi tên trên bàn phím, và để xoay mô hình phải dùng các phím W, A, S, D

1.2.1.2 Định nghĩa về tọa độ của các bộ phận

X-Plane và các phần mềm hỗ trợ

Hình 1-3 Quy định trục, chiều dương trên trục

1.2.2 Xây dựng thân

Để bắt đầu ta vào mục “Fuselage” theo , thư mục Fuselage sẽ được bật lên, bao gồm

3 bản là Section, Top/Bottom, Front/Back

Hình 1-4 Các bảng trong mục "Fuselage"

Theo Error! Reference source not found ta thấy các bảng “Section” sẽ thể hiện

ác mặt cắt ngang của than máy bay, số lượng các mặt cắt cũng như vị trí và hình dạng của chúng có thể được điều chỉnh “Top/Bottom” thể hiện ba hình chiếu của thân máy bay dựa vào các mặt cắt ngang đã xây dựng ở Section, các điểm vẫn có thể được di chuyển bằng chuột để hiểu chỉnh hình dạng của thân “Front/Back” cho

ta thấy hình chiếu dọc thân máy bay từ trước và sau, tương tự như mục Top/Bottom

ta có thể hiệu chỉnh các điểm bằng chuột Tất cã các bản của thư mục Fuselage đều hiển thị mô hình xây dựng dưới dạng điểm và lưới (wideframe) Bên cạnh đó để việc xây dựng mô hình được chính xác hơn, Plane-Maker cho phép ta chèn hình ảnh chiếu đứng và chiếu cạnh của mô hình, ta có thể thấy ởHình 1-5, kích chuột vào nút

“Load image” và chọn hình ảnh đã cho vào thư mục Plane-Maker từ trước, chú ý hình ảnh phải là file bmp 8 bit

Hình 1-5 Chèn hình mẫu vào bảng Top/Bottom

Sau khi đã làm quen với các bản trong thư mục “Fuselage” ta sẽ thực hiện xây dựng thân máy bay theo các bước như sau:

1 Bắt đầu với bản Section, từ Hình 1-6 , ta chọn số lượng mắt cắt sẽ cấu thành nên thân (thông thường là 20) và số lượng điểm trên mỗi nữa mặt cắt đó (thông thường là 9), bán kính thân tối đa của các mặt cắt Hệ số lực cản hình học Cd sẽ được tra bằng biểu đồ dựa trên diện tích thân nhìn theo hướng dọc trục

Hình 1-6 Thông số ở bảng "Section"

Kế đến ta xác định vị trí của toàn bộ thân so với điểm mốc và tinh chỉnh bằng bản thông số bên dưới Trong đó “long arm”, “lat arm”, “vert arm” đã

X-Plane và các phần mềm hỗ trợ

được giải thích từ phần trên, “heading offset” để điều chỉnh hướng của thân sang trái với giá trị âm và ngược lại, “pitch offset” là hướng của thân ngóc lên với giá trị dương và xoay xuống với giá trị âm, “roll offset” là xoay cả thân, chú ý các trục xoay có gốc tọa độ là điểm mốc Tham khỏa thêm tại Hình 1-7

Hình 1-7 Các thông số vị trí của thân

Hình 1-8 Thao tác với các mặt cắt

2 Xác định vị trí của từng điểm trong các mặt cắt việc này được

thực hiện nhờ hộp thoại Cross-Section box, ta dùng chuột bấm

chọn một điểm và chỉnh thông số vị trí của các điểm đó so với

điểm mốc bằng các nút số 5 và 6 trong Hình 1-9, tương tự

chọn vị trí của từng mặt cắt Hình 1-8 và Hình 1-9minh họa

các bước này

3 Chuyển qua bản Top/Bottom để điều chỉnh lại các điểm trên

mặt cắt dựa vào hình vẽ chiếu đứng và chiếu cạnh đã chèn vào

4 Thay đổi giữa 3 bản để hiệu chỉnh nhằm có được mô hình

chính xác nhất

5 Nếu thân máy bay có các thành phần phụ gắn thêm vào

thân chính ta có thể vào mục “Misc Bodies” để thêm các

hình dạng phụ đó, minh họa ở Hình 1-10 VIệc xây dựng sẽ tương tự như các bước từ 1 đến 4 với một chú ý duy nhất đó là phải đánh dấu vào hộp thoại như hình

Hình 1-10 Tạo hình thân phụ

Hình 1-9 Thao tác với các điểm trên mặt cắt

1 Thiết lập thông số cơ bản

Vào mục “Wings” Trong mục này sẽ có rất nhiều bảng khác nhau, “wing” cho phép tạo ra các phần của cánh chính, “horizontal stabilizer” tạo và thiết lập cánh ổn định ngang, “vertical stabilizer” tạo và thiết lập cánh ổn định đứng

Hình 1-11 Mục Wings trong phần mềm Plane-Maker

Ta sẽ vào bảng “Wing”, Hình 1-11, để tạo và thiết lập cánh chính trước trong bảng này sẽ có các hộp thông số:

1 “Foil Specs” cho phép thiết lập tất cả các thông số hình học cơ bản của cánh, ngoài các thông số về vị trí tương tự như phần thân ta sẽ có các thông số đặc trưng của cánh như sau, tham khảo Hình 1-12

 Semi-length: là chiều dài của phần cánh từ gốc cánh đến mũi cánh tính từ vị trí 25% đường chord

 Root chord: chiều rộng của biên dạng cánh tại gốc

 Tip chord: chiều rộng của biên dạng cánh tại mũi

 Sweep: là góc lùi sau của cánh, sẽ mang dấu dương khi cánh lùi về phía sau

X-Plane và các phần mềm hỗ trợ

Hình 1-13 Gán bề mặt điều khiển cho phần cánh

lạ, dễ thấy Hình 1-14

Bên cạnh đó nếu những chi tiết cánh hoặc đuôi quá phức tạp và mục

“Wings” không đủ để xây dựng ta có thể sử dụng thêm mục “Misc Wing” để tạo ra thêm những phần cánh còn thiếu, cách xây dựng cũng tương tự như đã hướng dẫn ở trên, Hình 1-15

Hình 1-14 Tùy chỉnh các phần cánh

hinh 15

Hình 1-15 Thiết lập cánh phụ

hinh 16

1.2.3.1 Thiết lập thông số của các bề mặt điều khiển

Để thiết lập các thông số cho bề mặt điều khiển đầu tiên ta vào mục “Control

Geometry” trong mục này sẽ có rất nhiều bảng, Hình 1-16 Tuy nhiên trong phần

xây dựng mô hình ta chỉ cần quan tâm đến bảng “Controls” các bảng còn lại sẽ

được sử dụng để tinh chỉnh mô hình sau khi bay thử

Hình 1-16 Thiết lập bề mặt điều khiển

Trong bảng “Controls” ta sẽ thấy có từng thiết lập cụ thể cho ailerons, elevators,

rudders cho đến flaps Các thiết lập cũng tuân theo một quy tắc chung đó là ở phần

“Chord ratio” ô bên trái là tỉ lệ chiều rộng bề mặt điều khiển so với chiều rộng của

cánh tại gốc, còn bên phải là tại mũi Tại ”control surface up/down” sẽ cho ta thiết

lập về biên độ hoạt động của bề mặt điều khiển tính theo độ, bên trái là khi vểnh lên

và bên phải là vểnh xuống

Bằng cách này ta sẽ thiết lập được thông số bề mặt điều khiện Bên cạnh đó, ta có

thể thiết lập thông số cho flaps, slats cũng như speed brakes, tuy nhiên, do độ phức

tạp của mô hình là không cao nên trong báo cáo này sẽ không đề cập đến

X-Plane và các phần mềm hỗ trợ

1.2.4 xây dựng càng đáp và thiết lập các thông số liên quan

Để xây dựng càng đáp ta vào mục “Landing Gear” , mô hình không thể thu hạ càng đáp, do đó ta vào bảng “Gear Data” bỏ chọn “gear is retractable” Kế đến bật bảng

“Gear Loc”, Hình 1-17, bảng này cho phép ta thiết lập tất cã các thông số cơ bản cho càng đáp, mỗi cột tương ứng với một càng đáp, do đó ở mục “gear type” ta sẽ chọn none cho các càng không sử dụng, “lateral” cho cấu hình các bánh đặt song song nhau trên cùng 1 càng, “long” cho cấu hình bánh trước-bánh sau

1.3 Xây dựng các hệ thống trên máy bay

các hệ thống trên máy bay bao gồm hệ thống lực đẩy, hệ thống điện, hệ thống thủy lực, v.v Tuy nhiên do đây là mô hình UAV do đó việc xây dựng các hệ thống chỉ tập trung vào phần hệ thống lực đẩy

1.3.1 Thiết lập thông số của hệ thống lực đẩy

Động cơ cùng với cánh quạt hoặc các thiết bị tạo lực đẩy máy bay được gom chung vào nhóm hệ thống lực đẩy Để bắt đầu thiết lập các thông số động cơ ta vào mục

“Engine Specs”, sử dụng bảng “Location” để thiết lập số lượng cũng như loại động

cơ, việc chọn số lượng và loại động cơ sẽ có ảnh hưởng đến những thiết lập sau đó

Ở đây ta chọn động cơ điện và số lượng là 1, thấy trên Hình 1-18

Hình 1-18 Thông số cơ bản của động cơ

1.3.1.1 Thiết lập thông số cơ bản

Những thông số cơ bản này là giống nhau với tất cã các loại động cơ

 Vị trí: ngoài 3 thông số cơ bản về vị trí ta sẽ còn có thêm , “vertical cant” có góc dương sẽ làm cho động cơ hướng mũi lên, “side cant” có giá trị dương

sẽ làm cho động cơ xoay theo chiều kim đồng hồ khi nhìn từ trên nhìn xuống

X-Plane và các phần mềm hỗ trợ

 Cần ga: trong hộp “GENERAL ENGINE SPECS” như hình, ta sẽ chọn “max forwards throttle” là 1.00 tương ứng với vị trí cần ga cao nhất sẽ cho ra 100% công suất động cơ, “max reverse throttle” là 0.00 vì mô hình không có chế độ đảo chiều động cơ Các thông số khác không quan trọng với động cơ điện có cánh quạt cố định (fixed pitch), Hình 1-19



Hình 1-19 Thông số cần ga

1.3.1.2 Thiết lập thông số cho động cơ cánh quạt

Với các mô hình chúng ta xây dựng, chủ yếu là dùng hệ thống lực đẩy bằng cánh quạt Do đó phần trình bày sẽ chỉ tập trung vào cách thiết lập thong số cho động cơ cánh quạt Trước hết vào bảng “Location” thiết lập thông số bao gồm số cánh quạt

và loại cánh, ở đây ta chọn “fixed” Kế đến là số lá cánh quạt cũng như chiều quay

là cùng chiều kim đồng hồ, “CW” hay ngược lại, “CCW” Các ô bên cạnh là dành cho trực thăng do đó không cần đánh vào, tham khảo Hình 1-18

Ngay dưới là bảng thông số hình học của cánh quạt, Hình 1-20, bao gồm các thông số:

 “prop radius”: bán kính của cánh quạt tính theo feet

 “root and tip chord” : chiều rộng của lá cánh quạt tại gốc, và bên phải là tại ngọn

 “min and max pitch”: chỉ dành cho các cánh quạt có thể thay đổi góc pitch

 “design RPM”: là thông số vận tốc cánh quạt tối ưu, thông số này do nhà sản xuất cánh quạt cung cấp

 “design spd acf, prop”: ô bên trái là vận tốc thiết kế của gió qua cánh quạt, thường là vận tốc tới của máy bay cộng với một nữa vận tốc xoay của cánh quạt (propwash), tính theo knot Ô bên phải là vận tốc dòng đi qua tại mũi cánh quạt

 “engine to gear ratio” là hiệu suất truyền của động cơ đến cánh quạt, do mô hình dẫn động trực tiếp, ta chọn giá trị 1

Hình 1-20 Thông số hình học của cánh quạt

Tiếp tục thiết lập thông số cho động cơ, Hình 1-21 Vào bảng “Description” các thông số cần nhập vào là:

 “maximum allowable power” : công suất cực đại của động cơ cung cấp được tại mặt biển Do động cơ điện nên công suất không thay đổi theo độ cao

 “redline”: số vòng quay tối đa động cơ có thể hoạt động

X-Plane và các phần mềm hỗ trợ

 “idle: chọn bằng không do là động cơ điện

 “Transmission losses” là tổn hao do truyền động, chọn bằng không do dùng động cơ điện

Các thông số khác không sử dụng đến do mô hình dùng động cơ điện có bước cánh quạt cố định

Sau đó vẫn trong bảng “Description” sẽ có mục như hình 23 để thiết lập thông số cho cánh quạt, trong các thông số này chỉ có “prop mass ratio”, tỉ lệ khối lượng riêng của vật liệu làm cánh quạt so với khối lượng riêng của nhôm, là cần thiết lập các thông số khác không liên quan đến cấu hình hệ thống lực đẩy ta đã chọn

Hình 1-21 Thông số động cơ