Ứng dụng thực tế ảo mô phỏng công tác bảo dưỡng động cơ IAE V2527-A5 của dòng máy bay A320

Tóm tắt: Mục tiêu của luận văn là nhằm nghiên cứu và phát triển ứng dụng thực tế ảo vào công tác bảo dưỡng động cơ IAE V2527A5 dựa trên nhu cầu thực tế của ngành Hàng không nói chung và hoạt động bảo dưỡng nói riêng cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ. Do đó, hướng nghiên cứu sẽ áp dụng phương pháp xây dựng mô hình 3D bằng phần mềm Blender và phương pháp lập trình mô phỏng thực tế ảo bằng phần mềm Unreal Engine 4. Song song là việc giới thiệu về cấu tạo động cơ IAE V2527A5 và xây dựng được các môđun từng thành phần bộ phận của động cơ thành mô hình 3D dựa theo tài liệu huấn luyện và bảo dưỡng. Qua đó kết xuất mô hình 3D vào trong môi trường thực tế ảo nhằm mô phỏng lại công tác bảo dưỡng môđun lá cánh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN PHÚC KHOA THI

ỨNG DỤNG THỰC TẾ ẢO MÔ PHỎNG CÔNG TÁC BẢO DƯỠNG ĐỘNG CƠ IAE V2527-A5 CỦA

DÒNG MÁY BAY A320

Chuyên ngành: Kỹ Thuật Hàng Không

Mã số: 60520110

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 01, năm 2018

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BACH KHOA -ĐHQG -HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học :TS Phạm Minh Vương, TS Ngô Khánh Hiếu Cán bộ chấm nhận xét 1 : PGS.TS Huỳnh Thanh Công Cán bộ chấm nhận xét 2 : TS Lê Tuấn Phương Nam

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày

24 tháng 01 năm 2018

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

1 PGS.TS Lê Thị Minh Nghĩa

2 TS Trần Tiến Anh

3 PGS.TS Huỳnh Thanh Công

4 TS Lê Tuấn Phương Nam

5 TS Lý Hùng Anh

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

KỸ THUẬT GIAO THÔNG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHl NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

• • • •

Họ tên học viên: Nguyễn Phúc Khoa Thi

Ngày, tháng, năm sinh: 21/08/1993

Chuyên ngành: Kỹ Thuật Hàng Không

Nơi sinh: Long An

Mã số: 60520110 MSHV: 1570840

TÊN ĐỀ TÀI: “ỨNG DỤNG THỰC TẾ ẢO MÔ PHỎNG CÔNG TÁC BẢO

DƯỠNG ĐỘNG CƠ IAE V2527-A5 CỦA DÒNG MÁY BAY A320”

I NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- Tìm hiểu cấu tạo động cơ và kế hoạch bảo dưỡng động cơ

- Xây dựng mô hình 3D cho động cơ

- Lập trình thực tế ảo theo công việc trong tài liệu bảo dưỡng

- Sản phẩm hoàn thành gồm:

Ư Mô-đun lý thuyết

Ư Mô-đun thực hành

II NGÀY GIAO NHIỆM vụ : 25/06/2017

III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỰ24/01/2018

IV CÁN Bộ HƯỚNG DẪN :

- Cán bộ hướng dẫn chính: Tiến Sĩ Phạm Minh Vương

- Cán bộ hướng dẫn phụ: Tiến Sĩ Ngô Khánh Hiếu

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Tp HCM, ngày 26 tháng 03 năm 2018

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÁO TẠO

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến quý Thầy, Cô của Bộ Môn Hàng Không, khoa Kỹ Thuật Giao Thông, Trường Đại Học Bách Khoa - Đại Học Quốc Gia TP.HCM Trong khoảng thời gian 2 năm theo học chương trình Cao học tại trường, tôi rất biết ơn các Thầy, Cô đã giảng dạy và truyền đạt những kiến thức rất bổ ích, chuyên sâu về ngành Hàng không giúp tôi có được nền tản kiến thức vững chắc để tiếp tục phát triển trong tương lai

Tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến Tiến sĩ Phạm Minh Vương và Tiến sĩ Ngô Khánh Hiếu đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và động viên tôi trong suốt khoảng thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp này

Tôi xin được gửi lời cảm ơn trân trọng đến các anh chị đang công tác tại Công ty Engineering đã hỗ trợ giúp tôi trong việc nghiên cứu học tập về lập trình mô phỏng thực

DFM-tế ảo và tạo điều kiện giúp tôi có một môi trường làm nghiên cứu thuận lợi

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các anh chị đang làm việc và công tác tại Phòng

Kỹ thuật, Công ty cổ phần Hàng Không Jetstar Pacific Airlines đã nhiệt tình giúp đỡ và cung cấp cho tôi những nguồn tài liệu quý báu để hoàn thành tốt luận văn này

Nguyễn Phúc Khoa Thi

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Mục tiêu của luận văn là nhằm nghiên cứu và phát triển ứng dụng thực tế ảo vào công tác bảo dưỡng động cơ IAE V2527-A5 dựa trên nhu cầu thực tế của ngành Hàng không nói chung và hoạt động bảo dưỡng nói riêng cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ Do đó, hướng nghiên cứu sẽ áp dụng phương pháp xây dựng mô hình 3D bằng phần mềm Blender và phương pháp lập trình mô phỏng thực tế ảo bằng phần mem Unreal Engine 4 Song song là việc giới thiệu về cấu tạo động cơ IAE V2527-A5 và xây dựng được các mô-đun từng thành phần bộ phận của động cơ thành mô hình 3D dựa theo tài liệu huấn luyện và bảo dưỡng Qua đó kết xuất mô hình 3D vào trong môi trường thực tế ảo nhằm mô phỏng lại công tác bảo dưỡng mô-đun lá cánh Với kết quả đạt được gồm các mô-đun: mô-đun trình bày các thành phần động cơ, mô-đun tương tác tháo lá cánh, mô-đun diễn hoạt mô phỏng quá trình bảo dưỡng lá cánh Trong tương lai hướng đề tài sẽ còn phát triển thêm các mô-đun còn thiếu cho công tác bảo dưỡng dựa trên khung công việc của luận văn

ABSTRACT

The objective of the thesis is to research and develop vhtual reality applications in the maintenance of the IAE V2527-A5 engine based on the actual needs of the aviation industry in general and maintenance in particular Therefore, the research dhection will apply the method of building 3D model with Blender software and vhtual reality simulator programming method with Unreal Engine 4 Along with that is the introduction about the structure of the IAE V2527 -A5 engine and build each components of the engine into 3D model based on the training and maintenance documentation Then, import the 3D model into the vhtual reality envhonment to simulate the maintenance of the IAE V2527 -A5 engine

The results include modules: engine components display module, module for interacting to remove fan blade, animation module for fan blade removal

In the future, It will also completely develop modules for maintenance based on the framework of the thesis

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan:

- Luận văn thạc sĩ này do tôi thực hiện

- Các kết quả đưa ra là hoàn toàn trung thực và chưa từng được ai công bố

- Các đoạn trích dẫn và dữ liệu liên quan đều được trích dẫn nguồn và có độ chính xác cao nhất trong phạm vi hiểu biết của tôi

TP.HCM, ngày 15 ,tháng 12, 2017

Tác giả,

Nguyễn Phúc Khoa Thi

MỤC LỤC

• •

LỜI CẢM ƠN 1

TÓM TẮT LUẬN VĂN 2

ABSTRACT 3

DANH MỤC HÌNH ẢNH 8

DANH MỤC BẢNG 11

Chương 1 12

Giới thiệu luận văn 12

1.1 Lý do chọn đề tài 12

1.2 Mục tiêu của luận văn 14

1.3 Phương pháp nghiên cứu 14

Chương 2 15

Phương pháp mô phỏng thực tế ảo cho mô hình 3D 15

2.1 Cơ sở lý thuyết 15

2.2 Phương pháp xây dựng mô hình 3D 16

2.2.1 Giới thiệu phần mềm Blender 16

2.2.2 Phương pháp chung xây dựng mô hỉnh 3D 16

2.2.3

Áp dụng phương pháp dựng mô hình lá cánh 3D 18

2.3 Phương pháp mô phỏng thực tế ảo 22

2.3.1 Giới thiệu phần mem Unreal Engine 4 22

2.3.3 Phương pháp lập trình mô phỏng 23

Chương 3 29

ứng dụng thực tế ảo mô phỏng động cơ IAE V2527-A5 phục vụ cho công tác đào tạo 29

3.1 Cơ sở lý thuyết động cơ 29

3.1.1 Giới thiệu đọng CƠỈAE (International Aero Engines)[l] 29

3.1.2 Cẩu tạo động cơ 34

3.1.3 Áp dụng phương pháp xây dựng mô hình 3D để xây dựng lên động cơ 3D 43

3.1.4 Áp dụng phương pháp mô phỏng thực tế ảo đưa mô hình động cơ 3D vào lập trình thực tế ảo 47

3.2 ứng dụng thực tế ảo mô phỏng công tác bảo dưỡng 51

3.2.1 Ke hoạch kiểm tra bảo dưỏng gom: 51

3.2.2 ửng dụng thực tế ảo mô phỏng công tác bảo dưỡng hệ thong cánh quạt 53

3.2.3 ửng dụng thực tế ảo mô phỏng công tác bảo dưỡng gói (A01) A Check của dòng máy bay A320 64

Chương 4 71

Kết quả và thảo luận 71

4.1 Kết quả xây dựng mô hình 3D 71

4.2 Kết quả mô phỏng thực tế ảo 71

Chương 5 76

Kết luận và hướng phát triển 76

5.1 Kết luận 76

5.2 Hướng phát triển 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO 78

PHỤ LỤC 79

Phụ lục 1: Task bảo dưỡng tháo lá cánh 79

TASK 72-38-11-000-010-A Removal of the Inlet Cone 79

TASK 72-31-11-000-010-B Removal of the LP Compressor Fan Blades 80

Phụ lục 2: Task bảo dưỡng thay lọc nhiên liệu 88

TASK 73-12-42-000-010-B Removal of the Fuel Filter Element 88

TASK 73-12-42-400-010-B Installation of the Fuel Filter Element 89

Phụ lục 3: Task kiểm tra lá cánh bằng sóng âm 92

TASK 72-00-00-200-011-A TAP Test of LP Compressor Fan Blades 92

Phụ lục 4: Các bảng thống kê kết quả 96

LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 99

DANH MUC HÌNH ẢNH

Hình 2-1: Sơ đo quy trình mô phỏng thực tế ảo cho mô hình 3D 15

Hình 2-2:Sơ đồ xây dựng mô hình 3D 17

Hình 2- 3:Ảnh chụp lả cảnh trên động cơ thực tế 18

Hình 2-4:Lá cánh được tháo rời 19

Hình 2-5:Thay đoi kích thước vật thể 19

Hình 2-6: Chia đối tượng gia tăng lưới 20

Hình 2-7: Tạo độ uốn và xoắn cho lá cánh 20

Hình 2-8: Trước và sau khi chỉnh sửa bang Lattice Modifier 21

Hình 2-9: Tạo độ mịn cho mô hình lá cánh 3D 21

Hình 2-10 :Kính HTC và tay cầm StramVR 22

Hình 2-11: Ký hiệu các nút trên tay cầm tương ứng 23

Hình 2-12: Sơ đồ phương pháp chung lập trình mô phỏng thực tế ảo 24

Hình 2-13: Sơ đo quy trình cụ thể lập trình mô phỏng thực tế ảo 25

Hình 2-14: Thêm mô hình lá cánh vào Blueprint Class 26

Hình 2-15: Các node lập trình tương tác cầm đối tượng (trang 1/2) 26

Hình 2-16: Các node lập trình tương tác cầm đối tượng (trang 2/2) 27

Hình 2-17: Lá cánh trong môi trường thực tế ảo 27

Hình 2-18: Tia laser từ tay cầm đã tương tác cầm lấy được lá cánh 28

Hĩnh 3-1: Ký hiệu tên các chữ số của động cơ IAE V2500 31

Hĩnh 3- 2: Vị trí các bộ phận chính của động cơ [1] 32

Hĩnh 3- 3: Cấc ố bi chính của động cơ [1] 34

Hĩnh 3- 4: Các ố bi chính của động cơ [1] 35

Hĩnh 3- 5:Mô-đun cánh quạt [1] 36

Hĩnh 3- 6: Mô-đun vỏ ngoài mấy nén thấp áp nhìn từ phía trước [1] 37

Hĩnh 3- 7: Mô-đun vỏ ngoài mấy nén thấp áp nhìn từ phía sau [1] 38

Hĩnh 3- 8: Hệ thống máy nén cao ấp [1] 39

Hĩnh 3- 9: Cụm mấy nén cao ấp [1] 40

Hĩnh 3-10: Hệ thống buồng đốt [1] 40

41

Hình 3-11: Tua-bin cao áp [1]

Hinh 3-12: Các tầng của tua-bin thấp áp [1] 43

Hình 3-13: Động cơ được mô hình hóa 3D 44

Hình 3-14: Hệ thống cánh quạt 45

Hình 3-15: Bộ phận máy nén thấp áp 45

Hình 3-16: Bộ phận máy nén cao áp 46

Hình 3-17: Bộ phận buồng đốt 46

Hình 3-18: Bộ phận Tua-bin cao áp 47

Hình 3-19: Bộ phận Tua-bin thấp áp 47

Hình 3-20: Lưu đo giải thuật lựa chọn Mô-đun 48

Hình 3- 21: Lưu đo giải thuật hiển thị Mô-đun lý thuyết 50

Hĩnh 3- 22: Sơ đồ code tương tác chọn hiển thị bộ phận lá cánh động của máy nén thấp áp 51

Hĩnh 3- 23: Sơ đồ kế hoạch bảo dưỡng 51

Hình 3- 24: Quy trình bảo dưỡng định kỳ hệ thong cánh quạt 55

Hình 3- 25: Hệ thống cánh quạt 3D 56

Hĩnh 3- 26: Lá cánh 3D 56

Hình 3-27: Lưu đo giải thuật mô-đun thực hành 1 58

Hình 3- 28: Sơ do code cho dim hoạt mô-đun thực hành 1 59

Hĩnh 3- 29: Sơ do code cho diễn hoạt bọ phận tấm ốp chỉnh dòng 59

Hĩnh 3-30: Lưu đổ giải thuật Mô-đun thực hành 2 61

Hĩnh 3-31: Sơ đồ giải thuật Raycast tương tác đến hệ thong cánh quạt 62

Hĩnh 3- 32: Sơ đồ code tương tác cầm bu-lông so 1 của tấm ốp chỉnh dòng 62

Hĩnh 3- 33: Sơ đồ code thả và đặt các đối tượng 63

Hĩnh 3- 34: Sơ đồ code thả và đặt bu-lông so 1 của tấm ốp chỉnh dòng 63

Hĩnh 3- 35: Quy trình bảo dưỡng định kỳ hệ thống cánh quạt 65

Hĩnh 3-36: Hệ thống làm mát dầu bằng nhiên liệu 66

Hĩnh 3- 37: Lưu đồ giải thuật thao tác chọn công việc trong gói A Check 66

Hĩnh 3- 38: Lưu đồ giải thuật thao tác thực hiện các bước tháo lọc nhiên liệu 68

Hĩnh 3- 39: Sơ đồ giải thuật Raycast tương tác đến hệ thống làm mát dầu nhờn

bằng nhiên liệu 69

Hĩnh 3-40: Sơ đồ code tương tác cầm tháo nút xả 69

Hĩnh 3- 41: Sơ đồ code thả và đặt các bộ phận của hệ thong làm mát dầu nhờn bằng nhiên liệu 70

Hĩnh 3- 42: Sơ đồ code thả và đặt nút xả 70

Hình 4-1: Bảng lựa chọn Mô-đun cần học 72

Hình 4- 2: Bảng lựa chọn hiển thị bộ phận động cơ 73

Hình 4- 3: Động cơ được hiển thị 4 mô-đun chính 73

Hình 4- 4: Hiển thị mô-đun lá cánh tĩnh máy nén tháp ápcùng thông tin 74

Hình 4- 5: Mô-đun diễn hoạt tự động một bước của công việctháo lácánh 74

Hình 4- 6: Tương tác vào bu-lông 75

Hình 4- 7: Tương tác tháo bu-lông ra khỏi bọ phận 75

DANH MUC BÁNG

Bảng 1: Nguồn tham chiếu sử dụng cho xây dựng mô hình 3D 96

Bảng 2: Định lượng kết quả xây dụng mô hình 3D của động cơ 97

Bảng 3: Kết quả mô phỏng công việc bảo dưỡng hệ thống cánh quạt 98

Bảng 4: Kết quả mô phỏng công việc bảo dưỡng lọc nhiên liệu 98

Để nghiên cứu về các ứng dụng của Công nghệ thực tế ảo, cần nhấn mạnh đến ba điểm chính quan trọng của công nghệ này đó là:

- Tính tương tác: con người có thể giao tiếp, tương tác trong môi trường thực tế ảo

và có khả năng thay đổi trạng thái, điều khiển các thứ trong môi trường thực tế ảo

- Tính đắm chìm: giúp con người có cảm giác như đang chìm đắm, nhập vai vào một môi trường ảo, một thế giới ảo và hòa lẫn vào đó như thế giới thật do con người, máy tính tạo ra

- Tính tưởng tương: giúp con người có thể tự hình dung, tưởng tượng ra các tính huống, các vấn đề trong đời sống xã hội thực Ví dụ như đang tưởng tượng đang điều khiển các thiết bị máy móc trong công nghiệp, y tế, giáo dục, quân sự Qua các tính năng đó có thể thấy được Công nghệ thực tế ảo thực sự đã mang đến những nét khác biệt, hấp dẫn trong giảng dạy và đào tạo Và một trong những khác biệt mà Công nghệ thực tế ảo mang lại rất hữu ích và mang tính ứng dụng cao Đặc biệt là trong việc đào tào các thợ máy, kỹ sư bảo dưỡng trong ngành hàng không

Với sự phát triển của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đã ngày càng giúp ngành hàng không phát triển vượt bậc Các máy bay được sản xuất với công nghệ cải tiến hơn, mang đến cho con người sự an toàn hơn, trải nghiệm sự tiện nghi hơn Đe đáp ứng được sự phát triển đó thì cũng cần có một đội ngũ bảo trì, bảo dưỡng tay nghề cao mà hơn hết

là bảo dưỡng động cơ máy bay, động cơ là yếu tố đặc biệt quan trọng và phải bảo dưỡng, theo dõi thường xuyên Công nghiệp 4.0 đã kết nối ứng dụng công nghệ thực tế ảo vào lĩnh vực đào tạo hứa hẹn sẽ làm thay đổi hoàn toàn cách dạy và học, đồng thời nâng cao tính tiếp cận trực quan

Hiện nay ở Việt Nam, công tác đào tạo bảo dưỡng hàng không vẫn còn giảng dạy theo phương pháp áp dụng kết họp giữa máy vi tính và máy chiếu cùng với các tài liệu bảo dưỡng vào giảng dạy Với phương pháp này, bên cạnh tài liệu bảo dưỡng vẫn có các hình ảnh 2D, mô hình 3D, các clip hướng dẫn bảo dưỡng thì người học chỉ tiếp thu về mặt kiến thức, các thao tác bảo dưỡng nhưng vẫn chưa tưởng tượng ra môi trường thật, thao tác thật là như thế nào Và khi bắt tay vào thực hành bảo dưỡng thực tế thì người học sẽ gặp đôi chút lúng túng Công nghệ thực tế ảo sẽ đáp ứng và giải quyết vấn đề này Một môi trường ảo, động cơ ảo sẽ được mô phỏng bởi công nghệ thực tế ảo Nó giúp người học sẽ có cái nhìn trực quan về công tác bảo dưỡng, hiểu được môi trường như thế nào, động cơ ra sao, sẽ nhớ sâu hơn về cấu tạo động cơ, các bước thao tác thực hiện

Tuy nhiên, cùng với sự hữu ích mà công nghệ thực tế ảo mang lại trong bảo dưỡng hàng không thì việc tạo ra ứng dụng mô phỏng bảo dưỡng rất tốn nhiều chi phí và vô cùng phức tạp Do đó, hiện nay vẫn chưa có ứng dụng thực tế ảo nào cho công tác đào tạo bảo dưỡng hàng không tại Việt Nam Nên để giúp người học có cái nhìn trực quan và công tác bảo dưỡng được nâng cao thì phải mô phỏng được đúng quá trình bảo dưỡng của động cơ

Vì vậy mục tiêu nghiên cứu của luận văn là nghiên cứu phát triển mô phỏng thực

tế ảo vào công tác bảo dưỡng động cơ

1.2 Muc tiêu của luân văn

• •

Những nhiệm vụ chính trong luận văn:

- Tìm hiểu cấu tạo động cơ theo tài liệu của nhà sản xuất

- Khái quát về kế hoạch bảo dưỡng động cơ

- Xây dựng mô hình 3D dựa trên tài liệu cấu tạo động cơ từ nhà sản xuất

- Đưa mô hình 3D vào lập trình thực tế ảo theo nhiệm vụ bảo dưỡng đã xác định

- Sản phẩm hoàn thành gồm các mô-đun:

■S Mô-đun trình bày thông tin của từng bộ phận động cơ,

■S Mô-đun diễn hoạt mô phỏng bảo dưỡng lá cánh ■S Mô-đun tương

tác tháo lá cánh

■S Mô-đun tương tác tháo lọc nhiên liệu thuộc gói bảo dưỡng A-Check

1.3 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp xây dựng mô hình 3D sử dụng phần mem Blender để dựng nên toàn bộ các bộ phận, đối tượng thuộc mô-đun lá cánh; các mô-đun chính của động cơ nằm trong chương trình huấn luyện cơ bản chung

Sau khi hoàn tất việc xây dựng tất cả các mô hình 3D sẽ áp dụng phương pháp mô phỏng thực tế ảo sử dụng phần mem Unreal Engine 4 dựa trên nền tảng ngôn ngữ lập trình Blueprint để tạo nên một môi trường ảo, động cơ ảo nhằm mô phỏng quá trình bảo dưỡng động cơ Sử dụng thuật toán Raycast cho tương tác cầm thả đối tượng

mô phỏng trên nền tảng ngôn ngữ lập trình Blueprint bằng phần mềm Unreal Engine 4

Sơ đồ sau thể hiện phương pháp mô phỏng thực tế ảo cho mô hình 3D

Tổ họp tập lệnh của Blueprints trong Unreal Engine là một tổ họp các tập lệnh gameplay hoàn chỉnh dựa trên khái niệm việc sử dụng một giao diện các “Node” để tạo ra các yếu

tố gameplay trong trình Unreal Editor Cũng như nhiều tập lệnh ngôn ngữ phổ biến khác, nó được sử dụng để định nghĩa các lóp (classes) hoặc các đối tượng trong công

cụ Kiểu tập lệnh “Node” này rất linh hoạt và mạnh mẽ vì nó cung cấp cho các nhà thiết

kế sử dụng hầu như toàn bộ các công cụ và các khái niệm nói chung Ngoài ra, Blueprint cũng sẵn có ngôn ngữ C++ của Unreal Engine cho phép các lập trình viên tạo ra các hệ thống đường cơ sở mà các nhà thiết kế cần mở rộng

Thuật toán Raycast là thuật toán tạo ra một tia laser để tham chiếu đến đối tượng, khi

có tia laser tiếp xúc sẽ thực hiện các tính năng tùy mục đích, trong luận văn sẽ thiết lập tính năng gắn đối tượng vào tia laser tạo cảm giác đang tương tác cầm đối tượng Từ đó

sẽ lập trình tương tác các thao tác bảo dưỡng động cơ

2.2 Phương pháp xây dựng mô hình 3D

2.2.1 Giới thiệu phần mềm Blender

Blender là một phần mềm đồ họa 3D miễn phí với mã ngồn mở Blender có thể được

sử dụng để tạo ra các hình ảnh 3D như hình ảnh, video và các trò chơi tương tác thời gian thực Blender tích họp và cung cấp đầy đủ các bộ công cụ để tạo nội dung 3D

2.2.2 Phương pháp chung xây dựng mô hình 3D

Quy trình để xây dựng lên một mô hình 3D hoàn chỉnh được thể hiện như sơ đồ (hình 2-2) Đây là một quy trình chung nhất để từ đó có thể áp dụng vào xây dựng lên mô hình 3D cho bất kỳ một đối tượng nào

Hình 2-2; Quy trình xây dụng mô hình 3D

Tham khảo đẩi tượng: là vấn đề đặt ra cho đối tượng cần mô hình hốa 3D ở đây là gì

(nhà cửa, xe, vật dụng, con người, động vật, v.v ) Sau khi xác định được đối tượng cần mô hình hốa 3D thì việc tiếp theo là xác định nguồn tham chiếu, tham khảo là gì, chung nhất cố 4 nguồn tham chiếu:

v' Hình dạng, ảnh chụp: xảc định hình dạng bằng mắt, ảnh chụp đưa vào trực

tiếp phần mềm để tham chiếu

s Bản vẽ: việc mô hình hóa 3D từ bản vẽ sẽ cho tỉ lể mô hình so với vật thể

thật chính xác 100%

s Vật thể thật: mô hình hóa 3D từ việc đối chiếu nhìn từ vật thể thật bên

ngoài

s Mô hình Cữ sẵn: có thể xây dựng một mô hình mởi từ một mô hình sẵn cố

bằng việc chỉnh sửa biến đổi mô hình

Xây dựng, vẽ tạo lưới: sau khi xác định được đối tượng, nguồn tham chiếu thì sẽ tiến

hành xây dụng mô hình bằng cách vẽ tạo lưới, các khung sườn phần thô của mô hình

Modeling: việc áp dụng các công cụ và tính năng của phần mềm Blender để xây dựng,

hiệu chỉnh mô hình 3D chỉnh chu và hoàn hảo hem

Thêm chất liệu, màu sắc: đây là khâu cần thiết để cho mô hình cỏ được màu sắc như

vật thể thật Chất liệu là tính chất của vật thể đỗ (gỗ, gương, chất lỏng, kim loại )

Hình 2-4:Lá cánh được tháo rời

Xây dưns vẽ tao lưới:dưa vào ảnh chụp và tài liệu tham khảo, tiến hành xây dựng mô

hình bằng cách vẽ tạo lưới, các khung sườn phần thô của mô hình trước

> Áp dụng lệnh thay đổi kích thước theo chiều X, Ỵ, z để có được khung hình chữ nhật, đây là phần thô của lá cánh

Eg

r : r t • s : ò : ,ĨĨÍS ĩíĩĩĩ s BS ♦ : F:

Hình 2-5:Thuy đỗi kích thước vật thể

> Thêm lưới chia nhỏ đối tượng, mục đích việc này nhằm gia tăng lưới để chỉnh sửa đối tượng dễ dàng hơn và tạo độ mịn cho đối tượng

Hình 2-6: Chia đối tượng gia tăng lưới

Modeling: áp dụng các công cụ và tính năng của phần mềm Blender để xây dựng, hiệu

chỉnh mô hình 3D chỉnh chu và hoàn hảo hơn

> Từ khung phần thô của lá cánh Bắt đầu tạo độ uốn và độ xoắn cho lá cánh, sử

dụng tính năng Simple Deform Modifier và tùy chỉnh độ uốn, xoắn tùy ý

I k

Hình 2-7: Tạo độ uốn và xoắn cho lá cánh

> Chủứì sửa những chổ chưa ưng ý, sử dụng tính năng Lattice Modifier

Hình 2-8: Trước và sau khi chỉnh sửa bằng Lattice Modifier;

> Tạo độ mịn,sử dụng chức năng Smooth Độ mịn giúp cho mô hình 3D trông mịn hơn không có nhiều gốc cạnh, mặt phẳng nhỏ Nhờ đó, mô hình sẽ đẹp hơn

> Hoàn thiện mô hình lá cánh 3D

Hình 2-9: Tạo đệ mịn cho mô hình lá cánh 3D

2.3 Phương pháp mô phỏng thực tế ảo

2.3.1 Giới thiệu phần mềm Unreal Engine 4

Unreal Engine 4 là một bộ công cụ được xây dựng bởi những nhà phát triển Game dành cho những ai đam mê về Game Phát triển và áp dụng trong nhiều lĩnh vực như: game trên di động 2D đến các hệ máy PC, những thước phim với kỹ xảo đẹp mắt và công nghệ thực tế ảo, Unreal Engine 4 đưa đến cho người dùng tất cả mọi thứ để bắt đầu và phát triển trò chơi điện tử

Blueprints Visual Scripting cho phép nhanh chống thử nghiệm và xuất ra một Game hoàn chỉnh một cách nhanh chống mà không yêu cầu phải biết lập trình

2.3.2 Giói thiệu kính HTC VIVE

Chiếc kính này được xem là gỉảỉ pháp triển khai nộỉ dụng thực tế ảo hoàn thiện nhất vào thời điểm hiện tại Bed lẽ nố cho phép tương tác với mồi trường thực tế ảo bằng tay cầm SteamVR chuyên dụng, gỉứp trải nghiệm hoàn thiện hơn

Hình 2-10 :Kính HTC vù tay cần StramVR

Hình 2-11: Ký hiệu các nút trên tay cầm tương ứng

2.3.3 Phương pháp lập trình mô phỏng

a) Phương pháp tểng quát

Quy trình để mô phỏng thực tế ảo 2 mô-đun được thể hiện như hình 2-12 Đây là một quy trình tổng quát để xây dựng thiết kế môi trường thực tế ảo cho mô hình 3D

Hình 2-12: Sơ đồ phương pháp chung ĩập trình mô phỏng thục tế ảo

b) Quy trình chỉ tiết

Quy trình cụ thể đi vào chỉ tiết việc tiến hành lập trình mô phỏng bằng phần mềm Unreal Engine 4 vcri ngôn ngữ lập trình Blueprint

Hình 2-13: Qụy ứình cụ thể lập trình mô phỏng thực tế ảo

ứng dụng phương pháp và quy trình mô phỏng thực tế áo được nêu trên để áp dụng đưa một mô hình lá cánh 3D vào môi trương thực tế ảo và lập trình:

> Nhập các mô hình 3D đã xây dụng xong vào trong phần mềm Unreal Engine 4

> Tạo Blueprint Class, vì làm việc trên nền tản thục tế ảo nên trước tiên phải tạo một Blueprint Class cho tay cầm tương tác gọi là Pawn, sao đố tạo Blueprint cho từng

mô hình 3D cần lập trình gọi là Actor

> Thêm mô hình tay cầm và thêm mô hình 3D vừa nhập vào Blueprint Class

Hình 2-14: Thêm mô hình lả cánh vào Blueprint Class

> Lập trình cho tay cầm tương tác với lá cánh và cầm lá cánh khỉ tia laser từ tay cầm chạm vào lá cánh và nhấn nứt 3 (Face Button 3)

Hình 2-15: Các nođe lập trình tương tác cầm đối tượng (trang 1/2)

Hình 2-16: Các node lập trình tương tác cằm đỗi tượng (trang 2/2)

Hình 2-17: Lá cánh trong môi trường thực tế ảo

Hình 2-18: Tỉa laser từ tay cầm đã tương tác cầm lạy được ĩẩ cánh

3.1 Cơ sở lý thuyết động cơ

3.1.1 Giới thiệu động cơ IAE (International Aero Engines)[l]

Vào tháng 11, 1983, năm nhà sản xuất hàng đầu thế giới trong ngành hàng không vũ trụ

đã ký một thỏa thuận hợp tác 30 năm để sản xuất một động cơ với kỹ thuật tốt nhất đã được chứng minh mà mỗi bên cung cấp Năm tổ chức đó là:

❖ Rolls Royce - United Kingdom

❖ Pratt and Whitney - US A

❖ Japanese Aero Engnes Corporation

♦♦♦ MTU - Germany

❖ Fiat Aviazione - Italy

Vào tháng 12, 1983 sự hợp tác đã được họp nhất tại Zurich, Switzerland Đó là IAE International Aero Enignes AG, một công ty được thành lập nhằm trực tiếp quản lý toàn

bộ chương trình, kế hoạch của các cổ đông

Trụ sở chính của IAE được đặt tại East Hartford, Connecticut, USA Và vào ngày 1 tháng 1,1984 động cơ Turbofan V2500 áp dụng cho máy bay 120-180 chổ ngồi được cho ra mắt

Mỗi công ty cổ đông sẽ đảm nhiệm việc phát triển và phân phối một trong năm mô-đun của động cơ Đó là:

❖ Rolls Royce - Máy nén cao áp

❖ Pratt and Whitney - Buồng đốt và Tua-bin cao áp

❖ Japanese Aero Engnes Corporation(JAEC) - Cánh quạt và máy nén thấp áp

❖ Motoren Turbine Union MTU - Tua-bin thấp áp

❖ Fiat Aviazione - Hộp số truyền động bên ngoài

Ký hiệu tên các chữ số của động cơ IAE V2500

‘V2500’ là tên gọi chung cho tất cả các động cơ

Ký tự ‘V’ được chọn là vì động cơ được sản xuất bởi năm nhà sản xuất Chữ ‘V’ trong chữ cái la mã có nghĩa là 5

Ba ký tự ‘V25’ là xác định loại động cơ đó thuộc V2500

Hai ký tự tiếp theo là chỉ số chỉ thị mức lực đẩy khi cất cánh tại mực nước biển của động cơ Ví dụ: V2530, với ‘30’ là lực đẩy 30,0001b khi cất cánh

Ký tự tiếp theo là tên nhà sản xuất máy bay

Ký tự cuối đại diện cho chuấn cơ khí của động cơ

30

Hỉnh 3-1: Ký hiệu tên các chữ số của động cơ IAE V2500

❖ Mười (10) tầng máy nén dọc trục với:

— Các lá cánh hướng dòng (cố định) ở cửa vào có thể điều chỉnh góc xoay lá

— 3 tầng các lá cánh tĩnh có thể điều khiển góc xoay lá

— Van xử lý trích khí tại tầng 7&10

— Cung cấp cho các dịch vụ hành khách trích khí tại tang 7&10

❖ Hai (2) tang Turbine cao áp, nhiệm vụ quay máy nén cao áp

Hê thống buồng đốt

♦♦♦ Được thiết kế hình vành khuyên với phần bên Pong và bên ngoài

❖ Có 20 vòi phun cung cấp nhiên liệu đến buồng đốt Nhiên liệu được đo theo việc xác lập từ cần lực đẩy hoặc máy tính quản lý thông qua hệ thống kiểm soát động cơ hoàn toàn bằng kỹ thuật số

Hôp số, hôp truvền đône

❖ Làm quay trục nối với trục của máy nén cao áp Nó làm giá đỡ, đựng các thiết bị phụ trợ làm quay động cơ và gồm cả mô-tơ khởi động khí nén

TURSINE t,ttK*USi C*SE

LOM PRESSURE TUR3INE

Bố trí và đánh số của ố bi như sau:

Có 5 ổ bi được đặt tại 3 khoang

- Khoang 0 bi phía trước, đặt tại trung tâm của vỏ hệ thống máy nén thấp áp, chứa ổ

bi số 1,2 & 3

- Khoang 0 bi trung tâm đặt tại buồng đốt chứa 0 bi số 4

- Khoang 0 bi phía sau đặt tại khung vỏ phần xả khí chứa 0 bi số 5

32

- Hỗ trợ đỡ trục cao áp phía trước

- Chịu tải đẩy của trục cao áp

v: ■ -ÌI-AIV-V,

MO 1 UtAHIPtó

LPSVSTFM IỌCATH3M

HO a J

ML 4 0EAF: vr

HP ROLLER

Di«ậ

Hinh 3- 3: Các ổ bi chính của động cơ [1]

3.1.2 Cấu tạo động cơ

Động cơ IAE V2527-A5 gồm 4 hệ thống bộ phận cấu thành:

(1) ATA 72-31: Hệ thống cánh quạt (Fan)

(2) ATA 72-32: Hệ thống máy nén thấp áp

(3) ATA 72-40: Hệ thống cao áp

(4) ATA 72-50: Hệ thống tua-bin tháp áp

Để dễ dăng cho việc bảo dưỡng cũng như tra cứu tài liệu thì nhà sản xuất đã phân nhóm

và đánh số hiệu cho mỗi nhóm hệ thống vcd ATA 72 là số hiệu thuộc nhóm động cơ (Engine), hai số tiếp theo để chỉ tên và vị trí của một hệ thống trên động cơ

Bên trong mỗi hệ thống sẽ có các bộ phận liên quan cấu thành nên mễỉ nhóm hệ thống

đỏ

34

- Vòng chứa các lá cánh phía trước và phía sau

- Hai mươi hai (22) tấm lắp đầy vành khuyên

- Chóp mũi với tấm ốp chỉnh dòng

Hỉnh 3- 5:Mô-đun cánh quạt [1 ]

- Các lá cánh được giữ bởi một cái đĩa (fan disc)

- Có 2 cái vòng trước và sau để kẹp giữ các lá cánh quạt đồng thời gắn với trục

- 22 tấm lắp đầy vành khuyên

- Chóp mũi và tấm ốp chỉnh dòng nhằm tạo một bề mặt trơn tru cho dòng khí chảy qua

(2) ATA 72-32: Hệ thống Máy nén thấp áp

Các bô nhân bao eồm:

- Vỏ cánh quạt chứa các tầng lá cánh quạt động cơ được gia cố nhằm ngăn ngừa các mảnh cánh quạt văng ra ngoài khi bị gẫy

- Khu vực chứa cụm ổ bi phía trước gồm ổ bi số 1,2,3

- Trục tháp áp

- Các thanh chống hễ ừợ bên ngoài

- Các thanh chống hỗ ừợ bên trong

Nhiệt độ và áp suất được cảm nhận và chuyển đến khối thiết bị điện tử điều khiển động

cơ

- P12.5: đo áp suất khí xả sau cánh quạt

- P2.5: đo áp suất khí vào máy nén cao áp

- T2.5: đo nhiệt độ khí vào máy nén cao áp

Vỏ máy nển cao áp nhìn từ phía sau được đưa ra như hình sau: