(Tiểu luận) bài tập lớn (group assignment) thiết kế chong chóng (propeller design assigment)

Nhom 3 Technical report docx ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG Bài Tập Lớn (Group Assignment) THIẾT KẾ CHONG CHÓNG (PROPELLER DESIGN ASSIGMENT) Môn học[.]

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG

-Bài Tập Lớn (Group Assignment)

THIẾT KẾ CHONG CHÓNG

(PROPELLER DESIGN ASSIGMENT)

Môn học: Hệ thống lực đẩy máy bay

Nhóm: 14

Danh sách thành viên:

Nguyễn Văn Thành 1814026

Giảng viên hướng dẫn: TS Trần Tiến Anh

Học kỳ: HK212

Ngày nộp: 20/4/2022

LỜI CAM KẾT

Chúng em xin cam kết:

− Đây là báo cáo bài tập lớn do nhóm chúng em thực hiện

− Các số liệu, kết quả trong bài báo cáo là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kì công trình nào khác

− Các đoạn trích dẫn và số liệu kết quả sử dụng để so sánh trong bài báo cáo này đều được dẫn nguồn và có độ chính xác cao nhất trong phạm vi hiểu biết của chúng em

Trần Văn Đức & Nguyễn Văn Thành

2

h

TÓM TẮT

Mục đích của đề tài này là đánh giá phương pháp thiết kế chong chóng đơn giản sao cho tổn thất do cảm ứng là tối thiểu và phương pháp lý thuyết phân tích động lượng theo chiều hướng tâm để đưa ra thiết kế ban đầu của chong chóng nhằm dự đoán hiệu suất làm việc của chong chóng của thiết bị bay hoạt động ở cao độ lớn và thời gian bay dài (High altitude long endurance flight vehicle) Các phân tích và thiết kế này bao gồm các điều kiện bay từ khi cất cánh ở mực nước biển cho đến cao độ có khối lượng riêng không khí thấp, tốc độ bay thực tế cao và số Mach của lá cánh lớn Vì hạn chế trong kiểm chứng thực nghiệm nên không thể đưa thiết kế chong chóng vào hầm gió thử nghiệm và đối chiếu với kết quả dự đoán

LỜI CẢM ƠN

Chúng em xin gửi lời cảm ơn Tiến sĩ Trần Tiến Anh - Giảng viên môn Hệ thống lực đẩy máy bay, thuộc Bộ môn Kỹ thuật Hàng không, Khoa Kỹ thuật Giao thông đã luôn luôn hướng dẫn, hỗ trợ, truyền đạt cơ sở lý thuyết liên quan và cung cấp các nguồn tài liệu tham khảo đáng tin cậy để chúng em có thể hoàn thành tốt đề tài này

4

h

MỤC LỤC

1.1.2 Giới thiệu về UAV có đuôi đôi (Twin-boom UAV) 11

2.1.1 Tích phân tìm hệ số lực đẩy và công suất 16

4 THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG CÁNH QUẠT SỬ DỤNG PHẦN MỀM SOLIDWORKS 27

4.1 Sử dụng Airfoiltool để lấy số liệu biên dạng cánh 27

4.3 Dựng mô hình cánh quạt bằng phần mềm Solidworks 28

4.4 Mô phỏng cánh quạt sử dụng phần mềm Solidworks 32

6

h

Danh mục hình ảnh

Hình 3.1: Mô tả các giai đoạn trong hành trình bay của HALE UAV [4] 20

Hình 3.3: Phân bố dây cung cánh (theo OpenProp) 23

Hình 3.5: Phân bố góc không có lực nâng theo vị trí r/R 25 Hình 4.1: Giao diện trang web airfoiltool.com 27 Hình 4.2: Tập tin chứa tọa độ các điểm trên biên dạng cánh trước và sau khi xử lý 28 Hình 4.3: Nhập tọa độ và thu được kết quả biên dạng cánh 29 Hình 4.4: Phân bố biên dạng cánh theo bán kính cánh quạt 29 Hình 4.5: Dùng lệnh Loft để tạo khối 3D từ phân bố biên dạng cánh 30 Hình 4.6: Mô hình cánh 3D sau khi vẽ thêm trục cánh quạt 30 Hình 4.7: Nhân đôi ba cánh quạt bằng lệnh Circular Pattern 31

Hình 5.5: Kết quả lực đẩy và các thông số khác 38

Danh mục bảng biểu

Bảng 3.2: Thông số đầu vào cho thiết kế cánh quạt 22

Bảng 3.4: Góc tương ứng với lực nâng bằng không của biên dạng cánh MH 25 Bảng 3.5: Phân tích hệ số D/L theo biên dạng cánh và số Reynolds 26

8

h

Chú thích ký hiệu

Góc hợp bởi lực khí động học và vector lực nâng γ (rad)deg

Khối lượng riêng của không khí ρ Kg/m3

Local propeller element blade radius r m

Lưu lượng khối lượng 𝑚˙ Kg/s

Tỉ số tổng diện tích của cánh chong chóng trên

10

h

1 GIỚI THIỆU

1.1 Tổng quan

1.1.1 Giới thiệu về HALE UAV

Hình 1.1: Atmospheric satelite [1]

HALE UAV (High Altitude, Long Endurance UAV) là dòng phương tiện bay không người lái Chúng thực hiện nhiệm vụ giám sát ở độ cao bay trên 65.000 ft, trong khoảng thời gian liên tục hàng ngày, hàng tháng và thậm chí hàng năm

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] “Wikipedia,” [Trực tuyến] Available:

https://en.wikipedia.org/wiki/Atmospheric_satellite [Đã truy cập 12/4/2022]

[2] “Aviation,” [Trực tuyến] Available:

https://aviation.stackexchange.com/questions/30365/what-are-the-disadvantages-of-a -twin-boom-aircraft [Đã truy cập 12/4/2022]

[3] J Leishman, Principle of helicopter aerodynamics, New York: Cambridge University Press, 2006

[4] J S Monk, “A propeller design and analysis capability evaluation for high altitude application,” 2010

12

h

PHỤ LỤC

A Mã nguồn mở OpenProp

A.1 Giới thiệu mã nguồn mở