BÁO CÁO THỰC HÀNH NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI BÁO CÁO THỰC HÀNH NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Nhóm N01-3: Họ tên Nguyễn Xuân Dũng Võ Trung Kiên Nguyễn Văn Minh Trần Minh Quang Nguyễn Văn Thành MSSV 20186038 20186054 20186063 20186071 20186075 HÀ NỘI, 09/2018 Mục lục GIỚI THIỆU PHẦN I: KIẾN THỨC CƠ BẢN Nguyên lý Bernoulli nguyên lý bay a Nguyên lý Bernoulli b Nguyên lý nâng máy bay cánh cố định c Nguyên lý lái máy bay cánh cố định Cánh liệng Cánh tà Cánh lái hướng Cánh lái độ cao Cấu tạo chung nguyên lý máy bay mơ hình a Phần khí b Phần điện - điện tử c Lưu ý kĩ thuật 10 Lưu ý kĩ thuật Lựa chọn phát tín hiệu (TX) 10 Lưu ý kĩ thuật Lựa chọn động 10 Lưu ý kĩ thuật Quan hệ Cánh quạt – Động 10 Lưu ý kĩ thuật Quan hệ ESC – Pin 11 Lưu ý kĩ thuật Lựa chọn Pin 11 PHẦN II: Q TRÌNH XÂY DỰNG MÁY BAY MƠ HÌNH CỦA NHĨM 12 Lựa chọn vẽ thiết kế 12 Xây dựng phần khí 12 Xây dựng phần điện - điện tử 12 Kết bay máy bay mơ hình 12 GIỚI THIỆU Trong báo cáo thực hành này, nhóm NO1-3 trình bày nội dung chính: Thứ kiến thức dạy môn học: bao gồm kiến thức nguyên lý bay; cấu tạo chung nguyên lý hoạt động máy bay mơ hình cánh cố định (Fixedwing UAV) Thứ hai trình xây dựng máy bay mơ hình nhóm PHẦN I: KIẾN THỨC CƠ BẢN Nguyên lý Bernoulli nguyên lý bay a Nguyên lý Bernoulli Trong học chất lưu, nguyên lý Bernoulli phát biểu dòng chất lưu tăng vận tốc, đồng thời áp suất dịng chất lưu giảm dịng chất lưu giảm Phương trình Bernoulli chất điểm đường dịng (đối với dịng khơng nén) là: / 2v2  W  P  CONSTANT Trong P áp suất chất điểm xét W trọng trường chất điểm (đối với hệ quy chiếu xác định)  khối lượng riêng dòng chất lưu v vận tốc dòng chất lưu Định lý Bernoulli ứng dụng thành cơng giải thích tượng học chất lưu, đồng thời đóng vai trị quan trọng đối ứng dụng cải tiến, chế tạo sản xuất loại cánh máy bay cánh cố định, cánh quạt máy bay trực thăng, chân vịt tàu thủy, buồng trộn nhiên liệu động đốt, với nhiều ứng dụng khác Trong môn học này, ta quan tâm đến ứng dụng nguyên lý Bernoulli ngành hàng không, đặc biệt nguyên lý bay ( nguyên lý nâng nguyên lý lái) máy bay cánh cố định b Nguyên lý nâng máy bay cánh cố định Hình Ứng dụng nguyên lý Bernoulli, nhà sản xuất chế tạo biên dạng cánh máy bay cho bay, dịng khí qua mặt cánh có tốc độ (v1) lớn tốc độ (v2) dịng khí qua mặt cánh (v1>v2) (Hình 1) Theo nguyên lý Bernoulli, áp suất ( P 1) dịng khí lên mặt giảm đi, từ tạo chênh lệch áp suất hai mặt cánh máy bay ( P 1< P 2) Sự chênh lệch áp suất ( P – P =  P ) tạo lực nâng lên cánh máy bay (Hình 2) với độ lớn L = S.( P – P 2) = S  P (với S diện tích bề mặt cánh) Hình c Ngun lý lái a máy bay cánh cố c định Cũng ứng dụng nguyên lý Bernoulli, Bernoulli nhà sản xuất chế tạo bề mặtt lái cho máy bay giúp điều khiển máy bay Hình Cánh liệng Cánh liệng bề mặtt lái có vai trị tạo t momen quay quanh trục dọc củaa máy bay (Hình 4) Cánh liệng đặt đối xứng ng hai cánh máy bay (nhằm (nh m tăng moment quay), hai cánh liệng ln chuyển động ngược chiều chi (Hình 5) Hình Hình Cánh tà Cánh tà bề mặt lái có vai trị tăng t giảm lực nâng (Hình 6) Cánh tà đượ ợc đặt đối xứng hai cánh, vị trí sát thân (nhằm (nh giảm moment quay lên trục dọc máy bay) (Hình 7) Hai cánh tà chuyển động ng chiều chi Hình Hình 7 Cánh lái hướng Cánh lái hướng bề mặt đứng (Hình 8), có vai trị tạo moment quay máy bay theo trục đứng, làm máy bay quay sang phải trái Hình Cánh lái độ cao Cánh lái độ cao bề mặt lái đặt đối xứng hai ngang (Hình 9) Cánh lái độ cao có vai trị thay đổi lực nâng đi, từ tạo moment quay quay trục ngang máy bay, làm máy bay chúc lên chúc xuống (Hình 10) Hình Hình 10 Cấu tạo o chung nguyên lý c máy bay mơ hình Trong mơn học này, xét nguyên lý hoạt ho động máy bay mơ hình, ta chỉỉ quan tâm đến ngun lý bay đãã nêu Cấu tạo củaa máy bay mơ hình gồm g phần chính: phần khí phần điện - điện tử a Phần khí Phần khí bao gồm phận ph sau: - Khung máy bay, bao gồm: m: thân, cánh đuôi - Các bề mặtt lái: cánh tà, cánh liệng, li cánh lái hướng, cánh lái độ cao - Xương chịu lực - Vỏ bọc tạo dạng khí động ng Nguyên lý hoạt động phần n khí đư nêu nguyên lý bay ccơ b Phần điện - điện tử Phần điện - điện tử bao gồm m b phận sau: - Động (Motor, Engine) - Cánh quạt (Propeller) - Điều tốcc ESC (Electronic Speed Controller) - Pin Lipo (Lithium Polymer Battery) - Động servo - Tay điều khiển n (Transmitter – TX) - Bộ thu tín hiệu (Receiver – RX) Phần điện - điện tử hoạt động ng theo nguyên lý nh sau Hình 11 Sơ S đồ nguyên lý điều khiển điện tử 1) RX bắt tín hiệu từ TX giải mã tín hiệu thành tín hiệu điều khiển cho kênh 2) Các servo nhận tín hiệu từ RX thực thao tác lái cánh đuôi 3) ESC nhận tín hiệu từ RX điều khiển dịng xả pin 4) Động quay với tốc độ tương ứng với dòng xả nhận từ ESC c Lưu ý kĩ thuật Khi lắp đặt nối phận điện - điện tử với nhau, ta cần lưu ý thông số kĩ thuật phận để đảm bảo tương thích Lưu ý kĩ thuật Lựa chọn phát tín hiệu (TX) Đối với máy bay cánh cần tối thiểu kênh tín hiệu: Kênh 1: Điều khiển tốc độ motor Kênh 2: Điều khiển cánh liệng Kênh 3: Điều khiển cánh lái độ cao Kênh 4: Điều khiển cánh lái hướng Lưu ý kĩ thuật Lựa chọn động Có loại động chính: - Động có chổi than: có dây - Động khơng chổi than: có dây ra, bền cho hiệu suất cao Động có thơng số chính: Tốc độ quay Hiệu điện (Ký hiệu: KV | Đơn vị: rpm/v hay vịng/phút/vơn) Lưu ý kĩ thuật Quan hệ Cánh quạt – Động Cánh quạt có thơng số chính: [Đường kính cánh] * [Pitch cánh] Thông số cánh quạt động cần phù hợp Nếu cánh lớn so với motor, xảy cháy thiết bị - Với động có (KV < 1700) thường dành cho máy bay cánh sử dụng loại cánh quạt dài như: 7x4,8x4,9x4,10x4 - Với động (KV >1700) dùng cho máy bay kiểu chiến đấu sử dụng cánh quạt nhỏ như: 6x4, 6x3, 5x5 10 Lưu ý kĩ thuật Quan hệ ESC – Pin Lựa chọn ESC phải vào - Pin - Công suất động - Dịng điện thơng thường dòng điện tối đa đo Ampe: dòng chịu tải cho phép ESC, vi phạm dòng tối đa bị cháy ESC Lưu ý kĩ thuật Lựa chọn Pin Các thông số quan trọng: - Hiệu điện (V) dòng xả (A) định mức: định hiệu điện tiêu thụ dòng tiêu thụ động - Dòng xả tối đa (A): Pin khơng có dịng xả tối đa yếu dịng tiêu thụ, ép pin phóng điện q mức, pin hỏng hóc, cháy nổ - Dung lượng (mAh): định khối lượng máy bay chở thời gian bay yêu cầu Lưu ý lắp pin: - Khối lượng pin ảnh hưởng đến thời gian bay Không lắp nhiều pin mức cần thiết - Nguồn pin lắp từ cell 3,7V Cần lắp kết hợp song song/nối tiếp để đạt hiệu điện thế, dòng xả, dung lượng khối lượng mong muốn 11 PHẦN N II: QUÁ TRÌNH XÂY DỰNG D MÁY BAY MƠ HÌNH CỦA A NHĨM Lựa chọn vẽ thiết kế Nhóm NO1-3 lựa chọn dùng bảản vẽ có sẵn Thiết kế chọn n máy bay cánh b (khơng vỏ bọc dạng khí động) ng) Thi Thiết kế máy bay có bề mặt lái đối xứng ng ngang, có vai trò trò kiêm cánh lái độ cao cánh liệng Xây dựng phần khí Nhóm cắt, lắp ghép phận ph khung máy bay với keo nến, gắắn bề mặt lái theo lề linh động ng băng dính gia cố c máy bay ng xương cacbon ch chịu lực (làm theo hướng dẫn có sẵn n kèm theo b vẽ) Xây dựng phần điện - điện n tử t Phần điện - điện tử đượcc hoàn thành b sinh viên khóa trước bộộ môn Kết bay a máy bay mô hình Máy bay mơ hình củaa nhóm đư thực bay bỏi sinh viên khóa trước c Máy bay đđã cất cánh, bay không khoảảng phút hạ cánh nguyên vẹn, n, không bbị hỏng hóc Hình 12 12 Hình 13 Hình 14 13