Ứng dụng thực tế ảo mô phỏng công tác bảo dưỡng động cơ iae v2527 ạ của dòng máy bay a320

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

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

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH 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)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Nguyễn Phúc Khoa Thi MSHV: 1570840

Ngày, tháng, năm sinh: 21/08/1993 Nơi sinh: Long An

Chuyên ngành: Kỹ Thuật Hàng Không Mã số : 60520110

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:

 Mô-đun lý thuyết

 Mô-đun thực hành

II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 25/06/2017

III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:24/01/2018

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

Tp HCM, ngày 26 tháng 03 năm 2018

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 DFM-Engineering đã hỗ trợ giúp tôi trong việc nghiên cứu học tập về lập trình mô phỏng thực 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

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 mềm 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 virtual 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 direction will apply the method of building 3D model with Blender software and virtual 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 virtual reality environment 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 hình 3D 16

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 động cơ IAE (International Aero Engines)[1] 29

3.1.2 Cấu 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 Kế hoạch kiểm tra bảo dưởng gồm: 51

3.2.2 Ứng dụng thực tế ảo mô phỏng công tác bảo dưỡng hệ thống cánh quạt 53

3.2.3 Ứng 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

5.1 Kết luận 76

5.2 Hướng phát triển 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO 78

PHỤ LỤC 79

Phụ lục 1: Task bảo dƣỡng 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 dƣỡng 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 MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2-1: Sơ đồ 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 lá cánh trên động cơ thực tế 18

Hình 2-4:Lá cánh được tháo rời 19

Hình 2-5:Thay đổi 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 bằng 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 đồ 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

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

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

Hinh 3- 3: Các ổ bi chính của động cơ [1] 34

Hinh 3- 4: Các ổ bi chính của động cơ [1] 35

Hinh 3- 5:Mô-đun cánh quạt [1] 36

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

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

Hinh 3- 8: Hệ thống máy nén cao áp [1] 39

Hinh 3- 9:Cụm máy nén cao áp [1] 40

Hinh 3- 11: Tua-bin cao áp [1] 41

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

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

Hinh 3- 14: Hệ thống cánh quạt 45

Hinh 3- 15: Bộ phận máy nén thấp áp 45

Hinh 3- 16: Bộ phận máy nén cao áp 46

Hinh 3- 17: Bộ phận buồng đốt 46

Hinh 3- 18: Bộ phận Tua-bin cao áp 47

Hinh 3- 19: Bộ phận Tua-bin thấp áp 47

Hinh 3- 20: Lưu đồ giải thuật lựa chọn Mô-đun 48

Hinh 3- 21: Lưu đồ giải thuật hiển thị Mô-đun lý thuyết 50

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

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

Hinh 3- 24: Quy trình bảo dưỡng định kỳ hệ thống cánh quạt 55

Hinh 3- 25: Hệ thống cánh quạt 3D 56

Hinh 3- 26: Lá cánh 3D 56

Hinh 3- 27: Lưu đồ giải thuật mô-đun thực hành 1 58

Hinh 3- 28: Sơ đồ code cho diễn hoạt mô-đun thực hành 1 59

Hinh 3- 29: Sơ đồ code cho diễn hoạt bộ phận tấm ốp chỉnh dòng 59

Hinh 3- 30: Lưu đồ giải thuật Mô-đun thực hành 2 61

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

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

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

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

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

bằng nhiên liệu 69

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

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

Hinh 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 áp cùng thông tin 74

Hình 4- 5: Mô-đun diễn hoạt tự động một bước của công việc tháo lá cánh 74

Hình 4- 6: Tương tác vào bu-lông 75

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

DANH MỤC BẢNG

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

Bảng 2: Định lượng kết quả xây dựng 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 tượng: 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

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 Để 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 hợp 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

1.2 Mục tiêu của luận 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:

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

 Mô-đun diễn hoạt mô phỏng bảo dưỡng lá cánh

 Mô-đun tương tác tháo lá cánh

 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 mềm 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 mềm 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

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

Tổ hợp tập lệnh của Blueprints trong Unreal Engine là một tổ hợp 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 lớp (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 hợp 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 dựng mô hình 3D

Tham khảo đối tượng: là vấn đề đặt ra cho đối tượng cần mô hình hóa 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 hóa 3D thì việc tiếp theo là xác định nguồn tham chiếu, tham khảo là gì, chung nhất có 4 nguồn tham chiếu:

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

ngoài

 Mô hình có sẵn: có thể xây dựng một mô hình mới từ một mô hình sẵn

có 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 dựng 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 hơn

Thêm chất liệu, màu sắc: đây là khâu cần thiết để cho mô hình có được màu sắc như vật thể thật Chất liệu là tính chất của vật thể đó (gỗ, gương, chất lỏng, kim loại…)

Hình 2-4:Lá cánh được tháo rời

Xây dựng, vẽ tạo lưới:dựa 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, Y, Z để có được khung hình chữ nhật, đây là phần thô của lá cánh

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

 Chỉnh 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 góc cạnh, mặt phẳng nhỏ Nhờ đó, mô hình sẽ đẹp hơn

 Hoàn thiện 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 chóng thử nghiệm và xuất ra một Game

hoàn chỉnh một cách nhanh chóng mà không yêu cầu phải biết lập trình

2.3.2 Giới thiệu kính HTC VIVE

Chiếc kính này được xem là giải pháp triển khai nội dụng thực tế ảo hoàn thiện nhất vào thời điểm hiện tại Bởi lẽ nó cho phép tương tác với môi trường thực tế ảo bằng tay cầm SteamVR chuyên dụng, giúp trải nghiệm hoàn thiện hơn

Hình 2-10 :Kính HTC và tay cầm 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 tổng 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 lập trình mô phỏng thực tế ảo

b) Quy trình chi tiết

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

Hình 2- 13: Quy trình 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 dựng xong vào trong phần mềm Unreal Engine 4

 Tạo Blueprint Class, vì làm việc trên nền tản thực tế ảo nên trước tiên phải tạo một Blueprint Class cho tay cầm tương tác gọi là Pawn, sao đó 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 lá cánh vào Blueprint Class

 Lập trình cho tay cầm tương tác với lá cánh và cầm lá cánh khi tia laser từ tay cầm chạm vào lá cánh và nhấn nút 3 (Face Button 3)

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

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

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

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

3.1 Cơ sở lý thuyết động cơ

3.1.1 Giới thiệu động cơ IAE (International Aero Engines)[1]

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 - USA

 Japanese Aero Engnes Corporation

 MTU - Germany

 Fiat Aviazione - Italy

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 30,000lb khi cất cánh

Ký tự tiếp theo là tên nhà sản xuất máy bay

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

Hinh 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 tầng 7&10

 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

Hộp số, hộp truyền động

 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

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

Các ổ bi chính của động cơ:

Bố trí và đánh số của ổ bi như sau:

Có 5 ổ bi được đặt tại 3 khoang

 Khoang ổ bi phía trước, đặt tại trung tâm của vỏ hệ thống máy nén thấp áp, chứa ổ bi số 1,2 & 3

 Khoang ổ bi trung tâm đặt tại buồng đốt chứa ổ bi số 4

 Hỗ trợ đỡ trục cao áp phía trước

 Chịu tải đẩy của trục cao áp

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 thấp áp

Để dễ dàng 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 với 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 mỗi nhóm hệ thống đó

Hinh 3- 4: Các ổ bi chính của động cơ [1]

 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

Hinh 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

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

 Trục thấp áp

 Các thanh chống hỗ trợ bên ngoài

 Các thanh chống hỗ trợ bên trong

Hinh 3- 6: Mô-đun vỏ ngoài máy nén thấp áp nhìn từ phía trước [1]

Các thiết bị đo đạt:

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