1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

ĐỒ án tốt NGHIỆP nghiên cứu ảnh hưởng của hiệu ứng mặt đất và vành bảo vệ cánh quạt

77 61 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 77
Dung lượng 4,62 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Nội dung

Mục đích nội dung của ĐATN: Nghiên cứu, mô phỏng số và thực nghiệm ảnh hưởng của hiệu ứng mặt đất đối với cánh quạt có vành bảo vệ sử dụng trên máy bay nhiều chong chóng mang.. Đề tài nà

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

TS Lê Thị Tuyết Nhung

HÀ NỘI, 7/2020

Chữ ký của GVHD

Trang 2

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1 Thông tin sinh viên

Họ và tên sinh viên: Vũ Thái Duy

Điện thoại liên lạc: 0336496168 Email: duy.vt150539@sis.hust.edu.vn Lớp: Kĩ sư chất lượng cao – Cơ khí hàng không – K60

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Trọng Thuận

Điện thoại liên lạc: 0987510673 Email: thuan.nt153661@sis.hust.edu.vn Lớp: Kỹ thuật Hàng không – K60

Hệ đào tạo: Đại học Chính quy

Đồ án tốt nghiệp (ĐATN) được thực hiện tại: Bộ môn Kỹ thuật hàng không

và Vũ trụ, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Thời gian làm ĐATN:

- Ngày giao nhiệm vụ: 04/03/2020

- Ngày hoàn thành nhiệm vụ:14/07/2020

2 Mục đích nội dung của ĐATN:

Nghiên cứu, mô phỏng số và thực nghiệm ảnh hưởng của hiệu ứng mặt đất đối với cánh quạt có vành bảo vệ sử dụng trên máy bay nhiều chong chóng mang

3 Các nhiệm vụ cụ thể của ĐATN

- Tổng quan về máy bay nhiều chong chóng mang

- Cơ sở lí thuyết và các nghiên cứu về cánh quạt có vành bảo vệ

- Thiết kế, mô phỏng số, thực nghiệm đối với cánh quạt có vành bảo vệ

- Kết luận và đề xuất cải tiến

4 Lời cam đoan của sinh viện:

Chúng tôi là – Vũ Thái Duy và Nguyễn Trọng Thuận – cam kết ĐATN là kết

quả nghiên cứu của bản thân tôi dưới sự hướng dẫn của PGS TS Vũ Đình

Quý và TS Lê Thị Tuyết Nhung Các kết quả nêu trong ĐATN là trung

thực, không phải là sao chép toàn văn của bất kì công trình nào khác

5 Xác nhận của giáo viên hướng dẫn về mức độ hoàn thành của ĐATN

và cho phép bảo vệ:

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Trang 3

………

………

………

………

………

………

Hà Nội, ngày tháng 07 năm 2020

Giáo viên hướng dẫn

Trang 4

6 Nhận xét của giáo viên phản biện

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Hà Nội, ngày tháng 07 năm 2020

Giáo viên phản biện

TS PHẠM GIA ĐIỀM

Trang 5

Lời cảm ơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Vũ Đình Quý, TS Lê Thị Tuyết

Nhung cùng các thầy cô trong Bộ môn Kỹ thuật hàng không và vũ trụ Viện Cơ

khí động lực đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn em hoàn thành đề tài Đồ án Tốtnghiệp này Do kiến thức còn hạn hẹp, nên đề tài không tránh khỏi thiếu sót,chúng em rất mong nhận được đóng góp từ thầy cô và các bạn

Tóm tắt nội dung đồ án

Ngày nay, khả năng điều khiển các thiết bị bay mà không cần ngồi trong buồnglái không còn chỉ xuất hiện trong các bộ phim viễn tưởng Nhờ sự phát triển củađiện tử và điều khiển tự động, UAV đã trở nên phổ biến, phát triển và xuất hiệntrong nhiều lĩnh vực thực tế đóng góp nhiều vai trò quan trọng Trong quân sự,UAV được dùng để giám sát an ninh, theo dõi, tình báo, tấn công mục tiêu.Trong dân sự, chúng được dùng để vận chuyển hàng hóa hay quay phim, chụpảnh, cho những cảnh quay và góc chụp đẹp mà con người khó có thể thực hiệntrực tiếp Trong cứu hộ cứu nạn, chúng có thể được dùng để cấp cứu trên biển,cảnh báo cháy, theo dõi tình hình tại những nơi nguy hiểm từ trên cao Máy baynhiều chong chóng mang là một loại UAV phổ biến nhất có khả năng bay treo vàcất hạ cánh thẳng đứng nên được đưa vào sử dụng cho các nhiệm vụ đặc biệt.Tuy nhiên, máy bay nhiều chong chóng mang có nhược điểm là khả năng mangtải còn hạn chế, thời gian bay treo thấp nên cần cải thiện hiệu suất của cánh quạt

để tăng thời gian bay và mang tải Nhiều loại máy bay nhiều chong chóng manghiện nay có thêm vành bảo vệ để bảo vệ cánh quạt, tránh làm bị thương cho conngười Nhiều nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, việc lắp thêm vành giúp tăng hiệu suấtcánh quạt, nhưng còn chưa xét đến một trường hợp không thể tránh khỏi khimulticopter cất, hạ cánh là hiệu ứng mặt đất

Đề tài này, tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của hiệu ứng mặt đất tới cánh quạtquay có vành bảo vệ, để xem xét xem rằng liệu có thể giúp thiết bị mang tải lớnhơn hay không?

Sinh viên thực hiện

Trang 6

Vũ Thái Duy Nguyễn Trọng Thuận

Trang 7

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.1.1 Tại sao nên sử dụng vành bảo vệ cho chong chóng mang 1

1.1.2 Hiệu ứng mặt đất đối với máy bay nhiều chong chóng mang 2

1.2 Các nghiên cứu về lực nâng chong chóng mang có vành, không vành và chong chóng mang chịu ảnh hưởng của hiệu ứng mặt đất 3

1.2.1 Ảnh hưởng của vành đến lực nâng của chong chóng mang 3

1.2.2 Lực nâng của chong chóng mang và ảnh hưởng của hiệu ứng mặt đất đến lực nâng 5

1.3 Phương pháp nghiên cứu 5

1.4 Nội dung nghiên cứu 5

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC NGHIÊN CỨU TRƯỚC 7

2.1 Cơ sở lý thuyết 7

2.1.1 Giới thiệu về UAVs và máy bay nhiều chong chóng mang 7

2.1.2 Tiềm năng giúp tăng hiệu suất của vành bảo vệ 11

2.1.3 Lý thuyết động lượng 12

2.1.4 Hiệu ứng mặt đất đối với cánh quạt quay 16

2.2 Các nghiên cứu trước 17

2.2.1 Nghiên cứu thực nghiệm và mô phỏng về vành bảo vệ 17

2.2.2 Thực nghiệm hiệu ứng mặt đất đối với cánh không vành 19

2.2.3 Nghiên cứu về cánh có vành khi có hiệu ứng mặt đất 20

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM VÀ MÔ PHỎNG SỐ LỰC NÂNG CỦA CÁNH QUẠT QUAY CÓ VÀNH 23

3.1 Nghiên cứu thực nghiệm lực nâng Cánh quạt có vành 23

3.1.1 Thí nghiệm đo lực nâng của tác giả Đàm Vương Sơn [13] 23

3.1.2 Thiết kế, chế tạo và gia công vành 24

3.1.3 Phương án kết nối vành và Cánh quạt 25

3.1.4 Chuẩn bị thí nghiệm 27

3.1.5 Mô hình đo 27

3.1.6 Giới thiệu phần mềm đo RCBenchmark GUI 28

3.1.7 Các trường hợp thí nghiệm 30

3.2 Mô phỏng số 33

3.2.1 Lý thuyết về cơ học chất lưu 33

Trang 8

3.2.2 Mô hình rối SST k-ω 36

3.2.3 Định lý lớp biên 36

3.2.4 Mô phỏng sử dụng ANSYS FLUENT 37

3.2.5 Xây dựng mô hình hình học 37

3.2.6 Chia lưới 40

3.2.7 Thiết lập điều kiện biên và tiêu chuẩn hội tụ: 41

3.2.8 Tính toán và xuất kết quả 42

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ MÔ PHỎNG 45

4.1 Không có hiệu ứng mặt đất 45

4.1.1 Không có vành bảo vệ 45

4.1.2 Có vành bảo vệ 46

4.2 Có hiệu ứng mặt đất 50

4.2.1 Không có vành bảo vệ 50

4.2.2 Có vành bảo vệ 51

KẾT LUẬN 58

Mục tiêu đã đạt được 58

Hướng phát triển của đồ án trong tương lai 58

Trang 9

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Ca sĩ Enrique Iglesias bị thương do máy bay không người lái 1

Hình 1.2 Drone bị gãy cánh 1

Hình 1.3 Máy bay bị vướng vào cây 1

Hình 1.4 Máy bay nhiều chóng mang có vành bảo vệ 2

Hình 1.5 Chong chóng mang khảo sát địa hình hang động 2

Hình 1.6 Chong chóng mang khảo sát địa hình thực tế 2

Hình 1.7 Các thông số chính cho vành trong nghiên cứu [4] 3

Hình 1.8 Mô hình vành được sử dụng trong nghiên cứu [4] để mô phỏng 3

Hình 1.9 Thiết kế vành được sử dụng trong nghiên cứu [5] dùng cho thực nghiệm .4

Hình 2.1 Máy bay nhiều chong chóng mang 7

Hình 2.2 Nguyên lý hoạt động của máy bay nhiều chong chóng mang 8

Hình 2.3 Cứu hộ 9

Hình 2.4 Mapping 9

Hình 2.5 Quay phim 10

Hình 2.6 Nông nghiệp 10

Hình 2.7 Quân sự 10

Hình 2.8 Giao hàng 11

Hình 2.9 Mô hình vành bảo vệ 11

Hình 2.10 Dòng khí qua vành bảo vệ 12

Hình 2.11 Cánh quạt quay không vành 12

Hình 2.12 Cánh quạt quay có vành 12

Hình 2.13 Minh họa hiệu ứng mặt đất 16

Hình 2.14 Thông số hình học cuả vành 17

Hình 2.15 Lắp đặt thực nghiệm của nghiên cứu 18

Hình 2.16 Kết quả nghiên cứu [9] và [5] 19

Hình 2.17 Lắp đặt thực nghiệm của nghiên cứu [10] 19

Hình 2.18 Kết quả nghiên cứu [10] 20

Hình 2.19 Mô hình cánh và vành nghiên cứu [11] 20

Hình 2.20 Tỉ số giữa lực nâng khi có hiệu ứng mặt đất và lực nâng khi không có hiệu ứng mặt đất của nghiên cứu [11] 21

Hình 2.21 Mô hình cánh và vành nghiên cứu [12] 21

Hình 2.22 Thông số hình dạng vành nghiên cứu [12] 22

Hình 2.23 Tỉ số giữa lực nâng khi có hiệu ứng mặt đất và khi không có hiệu ứng mặt đất nghiên cứu [12] 22

Hình 3.1 Thanh nhôm định hình 23

Trang 10

Hình 3.2 Hình dáng vành dựa trên nghiên cứu [5] 24

Hình 3.3 Vành được thiết kế 3D 24

Hình 3.4 Hình ảnh vành được in 3D 25

Hình 3.5 Hình dáng áo động cơ 25

Hình 3.6 Hình ảnh thiết kế phương án kết nối vành và động cơ 26

Hình 3.7 Thanh ren kết nối vành và áo vành 26

Hình 3.8 Hình ảnh động cơ được kết nối với vành 26

Hình 3.9 Sơ đồ đo thực nghiệm lực nâng Cánh quạt 27

Hình 3.10 Lắp đặt thí nghiệm đo lực nâng Cánh quạt 28

Hình 3.11 Giao diện phần mềm RCBenchmark 28

Hình 3.12 Giao diện cài đặt của phần mềm 28

Hình 3.13 Điều chỉnh giới hạn đo 29

Hình 3.14 Điều chỉnh ga và lấy số liệu 29

Hình 3.15 Kết quả lực nâng được lưu lại dưới dạng file Excel 29

Hình 3.16 Cánh quạt không vành khi không bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng mặt đất30 Hình 3.17 Cánh quạt có vành khi không bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng mặt đất 30

Hình 3.18 Cánh quạt không vành ở độ cao H=0.5R 31

Hình 3.19 Cánh quạt có vành ở độ cao H=0.5R 31

Hình 3.20 Cánh quạt không vành ở độ cao H=R 31

Hình 3.21 Cánh quạt có vành ở độ cao H=R 31

Hình 3.22 Cánh quạt không vành ở độ cao H=1.5R 31

Hình 3.23 Cánh quạt có vành ở độ cao H=1.5R 31

Hình 3.24 Cánh quạt có vành ở độ cao H=2R 32

Hình 3.25 Cánh quạt không vành ở độ cao H=2R 32

Hình 3.26 Cánh quạt có vành ở độ cao H=3R 32

Hình 3.27 Cánh quạt không vành ở độ cao H=3R 32

Hình 3.28 Giá trị vận tốc tức thời và trung bình 34

Hình 3.29 Mô hình k-ω SST 36

Hình 3.30 Định lý lớp biên 36

Hình 3.31 Mô hình cánh APC 15x4 37

Hình 3.32 Kích thước miền dòng chảy 38

Hình 3.33 Kích thước miền quay 38

Hình 3.34 Thông số hình học của vành 38

Hình 3.35 Hình dạng vành khi thiết kế theo nghiên cứu [4] 39

Hình 3.36 Hình dạng vành khi thiết kế dùng cho thực nghiệm 39

Hình 3.37 Miền quay đặt giữa cánh và vành 39

Hình 3.38 Độ cao H so với mặt đất 39

Trang 11

Hình 3.39 Lưới miền quay 41

Hình 3.40 Lưới miền lớn 41

Hình 3.41 Dùng lưới Polyhedral trong Fluent 41

Hình 3.42 Giá trị y+ trên cánh và vành mẫu tròn 42

Hình 3.43 Giá trị y+ trên cánh và vành mẫu cải tiến 42

Hình 3.44 Phân bố áp suất mẫu vành tròn 43

Hình 3.45 Phân bố áp suất mẫu vành cả tiến 43

Hình 3.46 Đường dòng qua cánh không vành 43

Hình 3.47 Đường dòng qua cánh có vành 43

Hình 3.48 Đường dòng khi không có hiệu ừng mặt đất 44

Hình 3.49 Đường dòng khi có hiệu ứng mặt đất 44

Hình 3.50 Xoáy gần mặt đất ở độ cao H = R 44

Hình 4.1 Đồ thị lực nâng mô phỏng và thực nghiệm cánh quạt quay không vành không có hiệu ứng mặt đất 45

Hình 4.2 Thông số lực nâng cánh quạt APC 15x4 của nhà sản xuất 45

Hình 4.3 Đồ thị kết quả mô phỏng lực nâng trên cánh APC 15x4 lắp vành bảo vệ mẫu tròn và không vành khi không có hiệu ứng mặt đất 46

Hình 4.4 Đồ thị kết quả mô phỏng lực nâng trên cánh APC 15x4 lắp vành bảo vệ mẫu tròn, mẫu cải tiến và không vành khi không có hiệu ứng mặt đất 47

Hình 4.5 So sánh lực nâng cánh quạt quay không vành và có vành khi không bị ảnh hưởng bới HƯMĐ theo thực nghiệm 49

Hình 4.6 So sánh lực nâng cánh quạt quay không vành và có vành khi không bị ảnh hưởng bới HƯMĐ theo mô phỏng 49

Hình 4.7 Tỉ số giữa lực nâng có hiệu ứng mặt đất và không có hiệu ứng mặt đất của cánh APC 15x4 không vành 51

Hình 4.8 Tỉ số giữa lực nâng khi có hiệu ứng mặt đất và lực nâng khi không có hiệu ứng mặt đất của cánh APC 15x4 lắp vành tròn 52

Hình 4.9 Xu hướng lực nâng của cánh quạt quay không vành và có vành khi chịu ảnh hưởng của HƯMĐ theo thực nghiệm 54

Hình 4.10 Xu hướng lực nâng của cánh quạt quay không vành và có vành khi chịu ảnh hưởng của HƯMĐ theo thực nghiệm 55

Hình 4.11 Đồ thị tỉ số lực nâng Ti/To với Cánh quạt có vành chịu ảnh hưởng của HƯMĐ 55

Hình 4.12 Đồ thị lực nâng của cánh quạt 13 inch 5 cánh có vành bảo vệ chịu ảnh hưởng của HƯMĐ 55

Hình 4.13 Kết quả lực nâng cánh quạt có vành chịu ảnh hưởng hiệu ứng mặt đất theo nghiên cứu [11] 56

Hình 4.14 Xu hướng lực nâng trên cánh và vành 57

Trang 12

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Thông số cấu hình vành được sử dụng ở nghiên cứu [4] 3

Bảng 1.2 Bảng cấu hình vành được sử ở nghiên cứu [5] 4

Bảng 2.1 Thông số cánh 17

Bảng 2.2 Thông số vành 18

Bảng 2.3 Thông số cánh 19

Bảng 3.1 Thông số vành dựa trên nghiên cứu [4] Vương Công Đạt 24

Bảng 3.2 Thông số vành 39

Bảng 3.3 Chất lượng lưới không có vành 40

Bảng 3.4 Chất lượng lưới có vành mẫu tròn 40

Bảng 3.5 Chất lượng lưới có vành mẫu cải tiến 40

Bảng 3.6 Điều kiện biên 41

Bảng 3.7 Tiêu chuẩn hội tụ 41

Bảng 4.1 Kết quả mô phỏng và thực nghiệm lực nâng cánh APC 15x4 không vành và không có hiệu ứng mặt đất 45

Bảng 4.2 Kết quả mô phỏng lực nâng cánh APC 15x4 có vành tròn và không vành khi không có hiệu ứng mặt đất 46

Bảng 4.3 Kết quả mô phỏng lực nâng cánh APC 15x4 lắp mẫu vành cải tiến khi không có hiệu ứng mặt đất 47

Bảng 4.4 So sánh lực nâng mẫu vành cải tiến với mẫu vành tròn 47

Bảng 4.5 Kết quả thực nghiệm lực nâng cánh APC 15x4 lắp mẫu vành cải tiến khi không có hiệu ứng mặt đất 48

Bảng 4.6 Sai số lực nâng cánh quạt quay có vành không HƯMĐ theo mô phỏng và thực nghiệm 48

Bảng 4.7 Kết quả mô phỏng và thực nghiệm lực nâng cánh APC 15x4 không vành 50

Bảng 4.8 Tỉ số giữa lực nâng khi có hiệu ứng mặt đất và khi không có hiệu ứng mặt đất 50

Bảng 4.9 Kết quả phỏng lực nâng cánh APC 15x4 lắp mẫu vành tròn khi có hiệu ứng mặt đất 52

Bảng 4.10 Kết quả mô phỏng lực nâng cánh APC 15x4 lắp vành cải tiến khi có hiệu ứng mặt đất 53

Bảng 4.11 Kết quả thực nghiệm lực nâng cánh APC 15x4 lắp vành cải tiến khi có hiệu ứng mặt đất 53

Bảng 4.12 So sánh độ chênh lệch giữa lực nâng thực nghiệm cánh không vành và có vành cải tiến theo độ cao 53

Bảng 4.13 So sánh độ chênh lệch giữa lực nâng mô phỏng cánh APC 15x4 không vành và có vành cải tiến theo độ cao 54

Trang 13

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

 HƯMĐ: Hiệu ứng mặt đất

 IGE (In ground effect): Trong ảnh hưởng của hiệu ứng mặt đất

 OGE (Out of ground effect) : Bên ngoài ảnh hưởng của hiệu ứng mặt đất

Trang 14

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề

Để thực hiện nhiệm vụ cụ thể của mình, máy bay nhiều chong chóng mang cầnhoạt động trong không gian chật hẹp như trong ngõ hẻm, phòng kín, hang động

và gặp phải nhiều chướng ngại vật như cây cối, chim chóc Khi gặp sự cố, máybay nhiều chong chóng mang có thể rơi xuống và va chạm đất, có thể gây hưhỏng cánh quạt Chính vì vậy, cần sử dụng vành bảo vệ cánh quạt Vành bảo vệcòn giúp con người tránh bị thương khi va phải cánh quạt đang quay Tuy nhiênviệc lắp vành bảo vệ sẽ ảnh hưởng đến khí động cánh quạt Cấu hình chongchóng mang có vành bảo vệ đã được nghiên cứu kĩ lưỡng từ lâu và cho thấy đượcnhiều lợi ích về hiệu suất khí động (tăng lực nâng, giảm công suất tiêu thụ),ngoài ra nó còn giúp giảm tiếng ồn khi chong chóng mang quay Do vậy, việc lắpthêm vành bảo vệ cánh quạt sẽ được cân nhắc và xem xét [ CITATION JLP08 \l

1033 ] Vật liệu sử dụng cho vành bảo vệ thường là những vật liệu nhẹ đủ linhhoạt như sợi carbon, nhựa hoặc xốp

Hình 1.1 Ca sĩ Enrique Iglesias bị thương do máy bay không người lái

Hình 1.2 Drone bị gãy cánh

Trang 15

Hình 1.3 Máy bay bị vướng vào cây

Hình 1.4 Máy bay nhiều chóng mang có vành bảo vệ

Bên cạnh đó, trong thực tế thì khi thực hiện những nhiệm vụ cụ thể của mình thìchong chóng mang sẽ phải bay với độ cao thấp, hay như trong chính quá trình cất

hạ cánh của mình chong chóng mang cũng sẽ phải chịu ảnh hưởng của hiệu ứngmặt đất Khi máy bay bay ở độ cao nhỏ (độ cao bé hơn đường kính cánh quạt) thì

sẽ tạo ra hiệu ứng mặt đất Trong những nghiên cứu về cánh quạt quay, hiệu ứngmặt đất được định nghĩa là sự gia tăng lực kéo (ở công suất không đổi) của mộtchong chóng mang hoạt động gần mặt đất Mặc dù hiệu ứng mặt đất đã đượcnghiên cứu rộng rãi cho các máy bay trực thăng thông thường [ CITATIONWJo13 \l 1033 ][ CITATION GDP08 \l 1033 ], hiện tượng này còn nhận được ít

sự chú ý khi áp dụng với máy bay nhiều chong chóng mang Trong quá trình cấtcánh và hạ cánh, trong các hoạt động gần mặt đất, hiệu ứng mặt đất là không thểtránh khỏi và phải được xử lý nếu muốn đạt được hiệu suất bay thỏa đáng Vàđiều hiển nhiên chúng ta có thể nhận thấy là khi chong chóng mang bay ở độ caothấp nhu cầu sử dụng vành sẽ càng lớn Khi đó vành bảo vệ sẽ giúp bảo vệ cánhquạt của chong chóng mang khỏi những vật cản khi bay ở tầm thấp

Trang 16

Hình 1.5 Chong chóng mang khảo sát địa hình hang động

Hình 1.6 Chong chóng mang khảo sát địa hình thực tế

Chính vì vậy cần nghiên cứu hiệu ứng mặt đất tác động lên máy bay nhiều chongchóng mang, đặc biệt là máy bay nhiều chong chóng mang có vành bảo vệ

1.2 Các nghiên cứu về lực nâng chong chóng mang có vành, không vành và chong chóng mang chịu ảnh hưởng của hiệu ứng mặt đất

“Vành bảo vệ có khả năng tạo ra lực nâng, giúp tăng lực nâng của chong chóng mang” đã được khẳng định trong nghiên cứu ảnh hưởng của vành đến cánh APC

15x4 được nghiên cứu bởi tác giả Vương Công Đạt trong “Nghiên cứu, môphỏng ảnh hưởng của vành bảo vệ tới đặc tính khí động của cánh quạt”, 2019[ CITATION Vươ \l 1033 ] Nghiên cứu trên được thực hiện bằng phương pháp

mô phỏng Với thiết kế vành và thông số vành như sau:

Hình 1.7 Các thông số chính cho vành trong nghiên cứu [ CITATION Vươ \l 1033 ]

Trang 17

Hình 1.8 Mô hình vành được sử dụng trong nghiên cứu [ CITATION Vươ \l 1033 ] để

mô phỏng Bảng 1.1 Thông số cấu hình vành được sử dụng ở nghiên cứu [ CITATION Vươ \l

1033 ]

Đường kính mặt trong của vành Dt 389 mmKhe hở giữa cánh và vành δtip 1%Dt 4 mmBán kính mép vào của vành rlip 9%Dt 35 mmChiều dài miệng khuếch Ld 15%Dt 58 mm

Cấu hình vành trên được rút ra từ cấu hình vành cho cánh bán kính 9.5-inch đượcđưa ra bởi nhóm tác giả V Hrishikeshavan, J Sirohi, M Tishchenko and I.Chopra, "Design, Development, and Testing of a Shrouded Single-MultirotorsMicro Air Vehicle with Antitorque Vanes," 2011 [ CITATION Hri11 \l 1033 ].Với các thông số và thiết kế như sau:

Bảng 1.2 Bảng cấu hình vành được sử ở nghiên cứu [ CITATION Hri11 \l 1033 ]

Đường kính mặt trong của vành Dt 247 mmKhe hở giữa cánh và vành δtip 1%Dt

Bán kính mép vào của vành rlip 9%Dt

Chiều dài miệng khuếch Ld 15%Dt

Góc miệng khuếch tán θd 0o

Thiết kế vành bên dưới được sử dụng để đo thực nghiệm lực nâng cho chongchóng mang có vành

Trang 18

Hình 1.9 Thiết kế vành được sử dụng trong nghiên cứu [ CITATION Hri11 \l 1033 ]

dùng cho thực nghiệm

Có thể thấy được, việc sử dụng thiết kế vành như trong nghiên cứu [ CITATIONVươ \l 1033 ] sẽ rất khó gia công, cũng như rất khó lắp đặt để đo lực nâng khithực nghiệm Thêm vào đó, thiết kế vành [ CITATION Vươ \l 1033 ] cũng sẽ dẫnđến tốn vật liệu hơn thiết kế trong nghiên cứu [ CITATION Hri11 \l 1033 ] khiếnkhối lượng vành sẽ nặng hơn Tuy nhiên, trong nghiên cứu [ CITATION Hri11 \l

1033 ] cũng chỉ ra được rằng việc sử dụng vành cũng có tác dụng tạo ra thêm lựcnâng cho chong chóng mang và hiệu suất của 2 vành là gần tương đương nhau,kết quả này sẽ được đưa ra trong phần kết quả cuối bài Vậy nên quyết định sửdụng thiết kế vành cũng như thông số vành này để nghiên cứu cho cánh APC15x4 Mục tiêu của đồ án này không bao gồm cải thiện ảnh hưởng của các thông

số vành tới lực nâng của chong chóng mang nên sẽ sử dụng vành với thông số vàthiết kế như nghiên cứu số [ CITATION Hri11 \l 1033 ]

Bên cạnh đó, cũng đã có những nghiên cứu về lực nâng của chong chóng mang

có vành bảo vệ chịu hiệu ứng mặt đất như:

Chong chóng mang 13-inch, 5 lá cánh của nhóm tác giả H Han, C Xiang, B Xu

và Y Yu trong “Aerodynamic performance and analysis of a hovering scale shrouded rotor in confined environment” năm 2018 Nghiên cứu trên đã chỉ

micro-ra rằng hiệu ứng mặt đất có ảnh hưởng đến lực nâng của cánh quạt và vành

Trang 19

Bên cạnh đó, ảnh hưởng của hiệu ứng mặt đất đến lực nâng cánh quạt cũng đãđược thể hiện qua hai công thức của tác giả Cheeseman & Bennet và Haydentheo chiều cao máy bay bay treo.

 Công thức Cheeseman & Bennet [ CITATION ICC75 \l 1033 ]

 Công thức Hayden [ CITATION JSH67 \l 1033 ]

1.3 Phương pháp nghiên cứu

Sử dụng pháp thực nghiệm và mô phỏng số để nghiên cứu về ảnh hưởng của hiệuứng mặt đất và vành bảo vệ cánh quạt

Phần thực nghiệm được thực hiện bởi sinh viên Nguyễn Trọng Thuận và môphỏng số được thực hiện bởi sinh viên Vũ Thái Duy

Trong đó, hính dạng vành được sử dụng để nghiên cứu giống hình dạng vànhtrong nghiên cứu [ CITATION Hri11 \l 1033 ] với các thông số vành của nghiêncứu [ CITATION Vươ \l 1033 ]

1.4 Nội dung nghiên cứu

Những kết quả sơ bộ đạt được sau nghiên cứu như sau:

Khi không có hiệu ứng mặt đất, cánh quạt có vành tạo lực nâng lớn hơn cánhquạt không vành với cánh APC 15x4 và cành có kích thước và hình dạng nhưtrên

Khi chịu ảnh hưởng của hiệu ứng mặt đất, thì cánh quạt không vành lực nângtăng khi độ cao bay treo giảm

Ngược lại, hiệu ứng mặt đất tác dụng làm thay đổi cả lực nâng của cánh quạt vàvành của cánh quạt Làm cho lực nâng của cánh quạt có vành thay đổi phi tuyếntính khi chịu ảnh hưởng bởi hiệu ứng mặt đất

Báo cáo sẽ bao gồm 4 chương với những nội dung và mục đích cụ thể từngchương như sau:

 Chương 1: Tổng quan đề tài

 Chương 2: Cơ sở lý thuyết và các nghiên cứu trước

 Chương 3: Phương pháp thực hiện thực nghiệm đo lực nâng và mô

phỏng

 Chương 4: Kết quả thực nghiệm và mô phỏng

Chương 2 trình bày về cơ sở lý thuyết, chứng minh lực nâng của cánh quạt cóvành lớn hơn cánh quạt không vành và những lý thuyết về ảnh hưởng của hiệuứng mặt đất đến lực nâng của cánh quạt

Chương 3 trình bày phương pháp kiểm nghiệm lực nâng của chong chóng mangvới cánh APC 15x4 không vành và có vành khi chịu ảnh hưởng của hiệu ứng mặtđất Mô hình đo để có thể đo được ảnh hưởng của hiệu ứng mặt đất đến lực nâng

Trang 20

của chong chóng mang với cánh APC 15x4 Kết cấu bộ giá đỡ liên kết giữa vành

và chong chóng mang Bên cạnh đó là phương pháp mô phỏng số lực nâng vớicác bước xây dựng mô hình, chia lưới, thiết lập điều kiện biên, tính toán và xuấtkết quả

Chương 4 trình bày những kết quả thu được qua nghiên cứu về ảnh hưởng hiệuứng mặt đất và cánh quạt có vành bảo vệ Kiểm nghiệm lực nâng của cánh quạtkhông vành bảo vệ chịu ảnh hưởng bởi hiệu ứng mặt đất Lực nâng tăng lên sovới khối lượng của vành Các yếu tố liên quan đến tăng giảm hiệu suất khi lắpthêm vành

Trang 21

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC NGHIÊN CỨU TRƯỚC 2.1 Cơ sở lý thuyết

UAV (Unmanned Aerial Vehicle) đang ngày càng phát triển và có nhiều ứngdụng trong cuộc sống Có nhiều loại UAV như cánh cố định, cánh quay, cánhvẫy, hybrid… Máy bay nhiều chong chóng mang thuộc lớp cánh quay, có nhiềumotor gắn với cánh quạt, đang trở nên vượt trội với khả năng bay treo và cất hạcánh thẳng đứng Cánh quạt quay tạo lực nâng để nâng cánh thiết bị lên

Hình 2.10 Máy bay nhiều chong chóng mang 1.1.1.1 Cấu tạo chính

Một máy bay nhiều chong chóng mang thường bao gồm các bộ phận sau:

 Cánh chính: nằm phía trước của máy bay nhiều chong chóng mang, đượclàm bằng nhựa hoặc sợi cacbon

 Động cơ đóng một vai trò quan trọng trong quá trình vận hành, tạo nên tốc

độ và sự hiệu quả của máy bay nhiều chong chóng mang Động cơ phảilinh hoạt, đáng tin cậy và dễ kiểm soát

 Càng đáp: làm nhiệm vụ cất hạ cánh Một số loại càng đáp hiện nay có cơcấu thu / thả càng

 Dù: một số thiết bị lắp thêm dù phục vụ việc hạ cánh

 Bộ điều khiển bay: bao gồm hai phần, một phần đặt trên máy bay và mộtphần nằm ở dưới đất Bộ thu phát để truyền tải và nhận dữ liệu, cảm biếnđược sử dụng để nhận biết các tín hiệu radio, tín hiệu GPS và giúp thuthập thông tin về vị trí và các cập nhật thời tiết khác

 Module GPS: GPS là một trong những công nghệ định vị mạnh mẽ tronghiện tại, đặc biệt trong máy bay không người lái, trợ giúp việc cung cấpcác thông tin về vĩ độ, kinh độ và độ cao

Trang 22

 Pin: cung cấp năng lượng cho sự vận hành của máy bay nhiều chongchóng mang.

1.1.1.2 Nguyên lý hoạt động

Sự di chuyển của máy bay nhiều chong chóng mang phụ thuộc vào sự điều chỉnhtốc độ quay của từng động cơ và cách sắp xếp chiều cánh quạt Trong quá trìnhquay cánh quạt xuất hiện sự chênh lệch áp suất giữa các dòng khí ở mặt trên vàmặt dưới cánh quạt, điều này tạo lực nâng cho máy bay hoạt động đồng thời cáchsắp xếp chiều quay cánh quạt triệt tiêu momen do chúng gây ra trong quá trìnhbay Các chuyển động được điều khiển qua sóng radio bằng cách thay đổi tốc độquay giữa các cánh quạt

Ví dụ với Quadrotor quay được thiết kế có dạng dấu cộng: Các chuyển động củaquadcánh quạt quay như điều chỉnh độ cao, điều chỉnh góc liệng, góc chúc, góchướng được thực hiện nhờ thay đổi lực nâng của từng động cơ Cụ thể, ở trạngthái bay treo (hover), lực nâng do 4 động cơ tạo ra là tương đương nhau Để điềuchỉnh góc hướng, hai động cơ có cùng chiều quay (thuận hoặc ngược chiều kimđồng hồ) sẽ quay cùng vận tốc và nhanh hơn hai động cơ còn lại Để điều chỉnhgóc liệng, các động cơ sẽ được chia thành hai nhóm nằm ở hai bên của trục xoaygóc liệng, lực nâng của mỗi motor trong một nhóm có độ lớn bằng nhau Tuynhiên, lực nâng của hai nhóm động cơ là khác nhau để điều chỉnh máy bay bayliệng Đối với điều khiển góc chúc, nguyên lý cũng tương tự như với điều chỉnhgóc liệng, chỉ khác ở trục xoay của góc

 Trước – sau: để đi về phía trước, motor phía trước giảm tốc độ so vớimotor sau và ngược lại để đi về phía sau, motor phía sau giảm tốc độ sovới motor phía trước

 Trái – phải: để đi về bênn trái, motor bên trái giảm tốc độ so với motorbên phải và ngược lại để đi về bên phải, motor bên phải giảm tốc độ so vớimotor bên trái

 Lên – xuống: tăng tốc hay giảm tốc đồng thời 4 motor đồng thời sẽ tươngứng làm tăng lực nâng và giảm lực nâng để bay lên hoặc xuống

 Xoay: muốn xoay cùng chiều kim đồng hồ thì cặp motor quay cùng chiềukim đồng hồ (ví dụ trước- sau) sẽ quay chậm hơn cặp motor quay ngượcchiều (ví dụ trái-phải) và ngược lại trong trường hợp quay ngược chiềukim đồng hồ

Hình 2.11 Nguyên lý hoạt động của máy bay nhiều chong chóng mang

Trang 23

1.1.1.3 Ứng dụng điển hình của máy bay nhiều chong chóng mang

Máy bay nhiều chong chóng mang vượt trội lên trên những UAV khác do có khảnăng cánh hạ cánh thẳng đứng, hover trên không Trong quân sự, chúng dùng để

hỗ trợ nhận biết tình huống và giảm thiểu nguy cơ đối mặt với mạo hiểm chobinh lính Ngoài ra, những ứng dụng tiềm năng khác trong quân sự bao gồm:khảo sát sinh hóa, tấn công, giao tiếp, tìm kiếm và cứu hộ, quan sát giao thông,cứu hỏa, và kiểm tra mạng lưới điện Những nghiên cứu gần đây cũng chỉ ra rằngmáy bay nhiều chong chóng mang có khả năng khảo sát địa hình đô thị rộng lớn

và mở rộng phạm vi tới những môi trường chưa được biết đến Để thực hiệnnhững nhiệm vụ này, chúng cần khả năng hoạt động trong không gian chật hẹpnhư trong ngõ hẻm, phòng kín, hang động Khả năng bị phát hiện thấp và đặctrưng tiếng ồn nhỏ của chúng, khả năng hoạt động trong không gian chật hẹp,điều khiển bay từ xa, khiến chúng là thiết bị lý tưởng cho các nhiệm vụ quân sự

và dân sự Có một sự cấp thiết để phát triển các máy bay nhiều chong chóngmang với khả năng bay treo tốt và khả năng hoạt động linh hoạt trong môi trườnghẹp và chịu đựng được các ảnh hưởng khí động từ bên ngoài như gió và hiệu ứng

bề mặt khi bay gần tường

Hình 2.12 Cứu hộ

Hình 2.13 Mapping

Trang 24

Hình 2.14 Quay phim

Hình 2.15 Nông nghiệp

Hình 2.16 Quân sự

Trang 25

Hình 2.17 Giao hàng

Thực nghiệm đã chỉ ra rằng việc lắp thêm vành bảo vệ có hình dạng thích hợp sẽlàm tăng hiệu suất của cánh quạt quay [ CITATION Hri11 \l 1033 ] Giả sử sửdụng vành có hình dạng như hình vẽ, nguyên lý tăng hiệu suất của vành có thểđược giải thích như sau:

Hình 2.18 Mô hình vành bảo vệ

Khi không có vành, cánh quạy quay tạo ra sự chênh lệch áp suất trên và dướicánh sẽ tạo ra dòng chảy từ dưới cánh chạy lên trên cánh ở đầu mũi cánh, gâythất thoát lực nâng và tổn thất công suất để sinh ra dòng chảy này Điều này cóthể suy luận tương tự như dòng xoáy sinh ra ở đầu mũi cánh của cánh hữu hạn.Việc lắp thêm vành bảo vệ vào sát đầu mũi cánh sẽ làm giảm dòng chảy này, làmtăng hiệu suất hoạt động của cánh quạt quay

Phần đầu vào (inlet) của vành tạo ra dòng chảy bám vào mặt trong vành, gây ragiảm áp suất ở đây, không khí bên mặt ngoài có áp suất cao hơn tác dụng lực lênvành, tạo ra thêm lực nâng tác dụng vào vành

Khi không có vành, dòng khí sau khi đi vào cánh quạt quay bị co hẹp lại khoảng1/2 lần diện tích đĩa tròn tạo bởi cánh quạt khiến cho vận tốc dòng khí ở đuôi

Trang 26

(downtream) có vận tốc lớn, làm cho một phần công suất của cánh quạt quayphải cung cấp cho sự thêm động năng này Việc có thêm phần khuếch tán(diffuser), có dạng thiết diện không đổi hoặc có hình côn làm cho dòng khí bámvào mặt trong của phần khuếch tán, làm giảm sự co hẹp dòng khí, giúp giảm vậntốc dòng đuôi, làm giảm công suất cánh quạt quay.

Trang 27

Hình 2.20 Cánh quạt quay không vành Hình 2.21 Cánh quạt quay có vành

Quy ước: Mặt cắt 0 ở phí trên vô cùng của cánh quạt quay Mặt cắt (1) và (2)nằm lần lượt sát phía trên và sát phía dưới của mặt phẳng chứa quạt (mô hình hóacánh quạt là một mặt phẳng mỏng) Mặt cắt (3) nằm ở phía dưới vô cùng chocánh quạt quay không có vành Còn đối với cánh quạt quay có vành, mặt cắt (3)nằm ở mặt phẳng chứa mép ra của cửa miệng khuếch tán Như vậy, ta có thể có:

, công suất lý tưởng

 Mô hình hóa cánh quạt quay (actuator-disk model):

Trang 28

Đối với cánh quạt quay có vành:

Gọi: Ttotal = TCánh quạt + Tshround, σ d=A e

A, tỉ lệ giãn nở (expansion ratio)

 Bảo toàn khối lượng: m=ρA v˙ i=ρ A e v e

Vậy khi tăng σd, lực nâng do vành sinh ra sẽ tăng

Ngoài ra còn có thể tính được lực nâng do miệng khuếch gây ra bằng cách ápdụng phương pháp kiểm soát thể tích nằm phía trong miệng khuếch và chú ýphần áp suất khí quyển tác dụng vào miệng khuếch, ta có:

Trang 29

λ i= v i

ΩR=√σ d C(T total); Ω là vận tốc góc của cánh quạt quay

C(P i)= P i ρA(ΩR)3=C(3/ 2T total)

2√σ d=√2 σ d C(T rotor)

(nếu dùng ba công thức (12), (13), (14) với cánh quạt quay không có vành thì

Ttotal = TCánh quạt và σd = 1/2)

So sánh cánh quạt quay có vành và không vành:

Kí hiệu: SR là cánh quạt quay có vành (shrounded – Cánh quạt), OP là cánh quạtquay không vành (open – Cánh quạt)

Vậy dựa vào các công thức trên ta có:

với TSR = Ttotal ở trên

 Nếu cùng diện tích đĩa quay và tiêu thụ cùng lượng công suất lí tưởng:

Trang 30

Khi cánh quạt quay ở độ cao H nhỏ thì sẽ tạo thành lớp đệm khôngkhí[ CITATION Ngu09 \l 1033 ].

Hình 2.22 Minh họa hiệu ứng mặt đất

Bản chất của hiện tượng này như sau: Không khí từ chong chóng mang đi xuốngdưới và gặp mặt đất, giảm tốc độ tới không Khi đó áp suất bên dưới chongchóng mang tăng do có cột áp động Theo định luật Bernoulli, áp suất toàn phần

ở tâm của đĩa chiếu lên mặt đất: p= p a+ρ v i

2

2, ở đây pa là áp suất khí quyển Do vi

giảm về 0 nên áp suất dưới chong chóng tăng nên lực nâng tăng

 Với cùng lực nâng T thì tỉ số giữa giá trị công suất cần thiết khi có hiệuứng mặt đất In-Ground-Effect (IGE) PIGE và giá trị công suất khi không cóhiệu ứng mặt đất Out-of-Ground-Effect (OGE) POGE: [ P IGE

P OGE]T

=k

Cánh quạt

Ngoài hiệu ứng mặt đất (OGE)

Không có ảnh hưởng lên lực nâng cánh quạt cũng như hiệu suất

Ảnh hưởng lớn đến lực nâng và hiệu suất cánh quạt

Trong hiệu ứng mặt đất (IGE)

Ảnh hưởng lớn đến dòng khí

Trang 31

 Với cùng một công suất P thì thì tỉ số giữa giá trị công suất cần thiết khi

có hiệu ứng mặt đất TIGE và giá trị công suất khi không có hiệu ứng mặtđất TOGE: [T IGE

Ngoài ra thực nghiệm còn cho thấy, các tỉ số k, f phụ thuộc vào:

 H/R: Tỉ số giữa độ cao so với mặt đất H và bán kính cánh quạt R

 CT /σ: Tỉ số giữa hệ số lực kéo CT và hệ số điền đầy σ=Sc.k/A, với Sc làdiện tích một cánh, k là số cánh, F = πD2/4 là diện tích quét của cánh quạt

 Hình học cánh (profil, góc xoắn…)

Ở đồ án này, sẽ nghiên cứu tỉ số lực nâng theo tỉ số H/R

Một số công thức cổ điển cho hệ số đã đề cập phía trên:

 Công thức Cheeseman and Bennet[ CITATION ICC75 \l 1033 ]:

 Công thức Hayden[ CITATION JSH67 \l 1033 ]:

1.2 Các nghiên cứu trước

Dựa trên nghiên cứu[ CITATION Hri11 \l 1033 ], dạng vành cơ bản được dùng

có cấu trúc sau:

Hình 2.23 Thông số hình học cuả vành Thông số hình học của vành:

Trang 32

D t Đường kính trong của vành

δ tip Độ lớn khe hở giữa mặt trong của vành và đầu cánh

θ d Góc ở đỉnh miệng khuếch tán

L d Chiều dài của miệng khuếch tán

r lip Bán kính cong của miệng vào (inlet)

Cánh và vành được sử dụng trong nghiên cứu này có các thông số:

Trang 33

Hình 2.24 Lắp đặt thực nghiệm của nghiên cứu

Nghiên cứu bằng mô phỏng số đối với cánh 9.5-inch [ CITATION VKL11 \l

1033 ] cũng đã được thực hiện và so sánh với kết quả thực nghiệm trên, sau đódùng tiếp mô phỏng để thay đổi các thông số của vành và xem sự thay đổi củahiệu suất Bài mô phỏng này dùng mô hình rối Spalart-Allmaras, kết qua nhưsau:

Trang 34

Hình 2.25 Kết quả nghiên cứu [ CITATION VKL11 \l 1033 ] và [ CITATION Hri11 \l

Nghiên cứu[ CITATION Dav17 \l 1033 ], thực nghiệm hiệu ứng mặt đất đối vớicánh đơn có thông số như sau:

Bảng 2.5 Thông số cánh

Bán kính cánh quạt quay 152.4 mm

Độ dài dây cung trung bình 20 mm

Hình 2.26 Lắp đặt thực nghiệm của nghiên cứu [ CITATION Dav17 \l 1033 ]

Trang 35

Kết quả thực nghiệm thu được như sau:

Hình 2.27 Kết quả nghiên cứu [ CITATION Dav17 \l 1033 ]

Kết quả trên cho thấy, khi càng giảm độ cao thì lực nâng càng tăng Và ở độ cao

h sao cho h/R = 4 thì dường như không còn ảnh hưởng hiệu ứng mặt đất

Nghiên cứu [ CITATION RTT58 \l 1033 ] về cánh 16-inch có 3 lá cánh quạt và

có vành:

Thực nghiệm

Trang 36

Hình 2.28 Mô hình cánh và vành nghiên cứu[ CITATION RTT58 \l 1033 ]

Kết quả của nghiên cứu [ CITATION RTT58 \l 1033 ]

Hình 2.29 Tỉ số giữa lực nâng khi có hiệu ứng mặt đất và lực nâng khi không có hiệu

ứng mặt đất của nghiên cứu [ CITATION RTT58 \l 1033 ]

Ở đây:

 h là độ cao cánh quạt so với mặt đất

 D là đường kính cánh quạt

Trang 37

 T là tổng lực nâng trên cánh quạt quay và cánh quạt

 T∞ là tổng lực nâng trên cánh quạt quay và cánh quạt khi không có hiệuứng mặt đất

Kết quả nghiên cứu [ CITATION RTT58 \l 1033 ] chỉ ra rằng: tổng lực nâng trêncánh quạt quay và vành giảm khi càng gần mặt đất

Nghiên cứu [ CITATION HHa18 \l 1033 ] về cánh quạt có bán kính 165 mm 5 lácánh quạt và có vành:

Hình 2.30 Mô hình cánh và vành nghiên cứu [ CITATION HHa18 \l 1033 ]

Hình 2.31 Thông số hình dạng vành nghiên cứu [ CITATION HHa18 \l 1033 ]

Kết quả nghiên cứu[ CITATION HHa18 \l 1033 ]:

Trang 38

Hình 2.32 Tỉ số giữa lực nâng khi có hiệu ứng mặt đất và khi không có hiệu ứng mặt

đất nghiên cứu [ CITATION HHa18 \l 1033 ]

Ở đây:

 hg là độ cao cánh quạt so với mặt đất

 R là bán kính cánh quạt

 TIGE là tổng lực nâng cánh quạt quay và vành khi có hiệu ứng mặt đất

 TOGE là tổng lực nâng cánh quạt quay và vành khi không có hiệu ứng mặtđất

 OR là cánh quạt quay không vành

 SR là cánh quạt quay có vành

Nghiên cứu [ CITATION HHa18 \l 1033 ] chỉ ra rằng tổng lực nâng cánh quạtquay và vành tăng khi gần hiệu ứng mặt đất

Hai nghiên cứu cho hai xu hướng khác nhau nhưng đều có chung nhận xét là khi

ở gần mặt đất lực nâng tính riêng trên cánh quạt quay tăng còn lực nâng do vànhtạo ra giảm Như vậy nếu với cùng một cánh quạt, độ tăng hay giảm của tổng lựcnâng khi gần mặt đất phụ thuộc vào độ giảm ít hay nhiều của của vành, có nghĩ làphụ thuộc vào hình dạng của vành

CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM VÀ MÔ PHỎNG SỐ LỰC NÂNG CỦA

CÁNH QUẠT QUAY CÓ VÀNH 2.2 Nghiên cứu thực nghiệm lực nâng cánh quạt có vành

(Nghiên cứu thực nghiệm lực nâng được thực hiện bởi sinh viên Nguyễn Trọng Thuận)

Thực nghiệm đo lực nâng của cánh quạt đã được thực hiện bởi tác giả ĐàmVương Sơn trong “Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu thực nghiệm và mô phỏng sốhiệu suất cánh quạt sử dụng trên multirotors”

Với cách thực hiện thí nghiệm như sau:

Ngày đăng: 07/08/2021, 19:06

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm

w