BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
C KC03
BÁO CÁO TNG HP
KT QU KHOA HC CÔNG NGH  TÀI TI

Nghiên cu, thit k, ch t


3/11-15

  
 TS.  Hà Nội - 2012
BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

1

MC LC
 3
 7
T V 8
 10
I.1  10
c 1960 10
I.1.2 Nh 12
I.1.3 Nh 13
I.1.4 Nh 14
I.1.5 Hin t 14
 15
I.2.1 Phân loi theo khng 16
I.2.2 Phân loi theo thi gian bay/tm bay 17
I.2.3 Phân loi theo trn bay 18
I.2.4 Phân loi theo ti cánh 18
I.2.5 Phân loi theo lo 19
 20
 21
 22
 22
II.1.2 Qu 25
 27
 28
 28
 30
 31
 32

 -15

3


Hình 1. M400, UAV do Vit Nam t nghiên cu, ch to phc v trinh sát, bay
th thành công ngày 13/9/2005 9
Hình 2. FireFly (ci tin t  có th bay t 
m nhim các nhim v trinh sát tm xa. 12
Hình 3. Phân loi UAV theo m t ng 15
 tng quan phân loi UAV 20
Hình 5. Nhim v bay ca máy bay UAV cn thit k 22
Hình 6. Quy trình thit k - ch to  th nghim máy bay 25
Hình 7. Quy trình thit k - ch to th nghim áp dng cho mu máy bay BK-
A12 26
ng ca máy bay th thao vn vòng (a), bay
nga bng ln nhào (b) 27
Hình 9. Phi trí hình hc mu BK-A12 27
Hình 10. Quy trình thit k cánh máy bay 28
Hình 12. Hình dng thân thit k và các mt cn thân máy bay 31
Hình 13. Mô hình 3D mu máy bay BK-A01 sau khi thit k 36
Hình 14. Ba hình chin mu máy bay BK-n 37
Hình 16. Mô hình thí nghim UAV BK-A01 trong ng 38
Hình 17. Ví trí lp cm bin áp sut ti mt trên (a) và mi (b) ca mô hình . 39
Hình 18. Mô hình s dng cho mô phng ca BK-A01 39
Hình 19. Mô hình hình hc cho bài toán mô phi dng
hình chiu 2D (b) 40

4

ng dòng không khí chy bao quanh thân máy bay (
0
U
= 15 m/s &
AOA=10
0
) 44
ng dòng không khí chy bao quanh thân máy bay (
0
U
= 15 m/s &
AOA=15
0
) 44
ng dòng không khí chy bao quanh thân máy bay (
0
U
= 15 m/s &
AOA=20
0
) 45
ng dòng không khí chy bao quanh thân máy bay (
0
U
= 15 m/s &
AOA=25
0
) 45

Hình 62. Cánh sau khi dán balsa mt phn 91
 can bng máy sy 91
 can bng bàn là mini 92
u khin cánh ling 92
Hình 66. a) Kim nghi dài dây cáp b) Gia c ch lp cáp 93
Hình 67. Lp séc vô lên cánh chính 93
Hình 68. Thanh truyn ccu khin cánh ling 94
Hình 69. Quá trình ln lên cánh ling 95
u khin cánh ling 95
 96
Hình 73. L 97
Hình 74. Lu khi cao 98
Hình 75. Quá trình lng 99
Hình 76. Quá trình lu khing (lên thân chính) 100
Hình 77. Quá trình lu truyng ca h u khing 101
Hình 78. Quá trình l u truy ng ca h u khi  ng
(tip) 103
Hình 79. Quá trình lt bình nhiên liu 104
Hình 80: Hp g 105
c gn lên thân 105
Hình 82. Quá trình lt công tc 106
Hình 83. V trí lt các thit b n: pin, b thu phát Radio 106
Hình 84. Quá trình lc 107
c sau khi lt 108
Hình 86. Quá trình lp bánh lc 108
Hình 87. Bánh lc sau khi lt 109
Hình 88. Quá trình lt càng sau 109
Hình 89. Càng sau sau khi lp ráp hoàn chnh 110
Hình 89. Trc (làm b gn thanh nhôm 111
Hình 91. Các c vít lp cánh vào thân 111

Bng 6. Thông s k thut ca máy bay BK-A01 24
Bn ca mt s loi càng 33
Bn ca hai loi càng chính 33
Bng 9. Các thông s n ca máy bay. 35
Bng 10. H s quá ti ca máy bay 48
Bng 11. Thông s vt liu ca g ép 49
Bng 12. Bng các chi tit kt cu sau ch to 85
Bng 13. Giá tr góc lch ci ca các tm u khin 117
Bng 14. Các giá tr góc lêch kii vi tng tu khin 118
Bng 15. Kt qu th nghim vi các v trí góc lch khác nhau ca cánh lái ling 118
. B h thng kim soát góc chúc ngóc 121
17. B h thng kim soát góc nghiêng 121
. B h thng king 121

 -15

8


n bay i lái (Unmanned Aerial Vehicle (UAVc
bi n v      th   i lái (Unmanned Aircraft
System (UAS)). UAV t th i lái, s dng lc
ng làm lc nâng, có th bay t ng hoàn toàn dc cài
t t c hou khin t xa bi phi công t trm mt, có th phá hy hoc
ly lc, có th mang ti trng.
Ting dng ca UAV là rt ln, nó có th c ng dng trong c 
vc quân s ln dân s. i vi dân s UAV có th c ng dng vào các v
 tìm kim, cu h trong thiên tai, ha hon; u khin giao thông;
ng dng vào các công vic nguy hic tr sâu, quan
sát các khu vc hi vi quân s, UAV có th là mt mc tiêu cho hun

phát trin UAV ti Vit Nam là rt cn thit và c bii vi UAV có th bay t
o yêu cu. Trong khuôn kh  tài tic,
mc tiêu c tài này là nghiên cu, thit k, ch to thành công mt máy bay siêu
nh dng cánh bng có th bay t ng theo q vi các thông s k thut
 :
- Trng 4 ÷ 6 kg dt trong.
- 0.5 ÷ 2 m
- 0.5÷1 km; Trn bay 0.5÷ 1km
- Vn t
- Sai lch o s dng GPS ± 20 m u kin th nghim vi tc
 
 tài s góp ph nghiên cu và ch to máy
i lái ti Vit Nam, tin ti xây dng các mu UAV phc t
ng các nhu cu thc t trong dân s .
 -15

10

I. 
I.1 
 có th thc bc tranh tng th ca s hình thành và phát trin UAV, ta
có th n c th 

1883
Douglas Archibald, mn mt phong k
vào dây mt chic di n tc gió   n 365m
(1200ft).
1887
n mt chic máy nh vào dây
di c coi là mu tiên.

UAVc bit là sau khi h s dng mt chic Queen Bee làm
m bn h chúng.
1937
   i Anh, và Walter Righter,
i M, phát trin mt th h UAV mang kí
hiu RP-1, RP-2, RP-3, RP-4. H thành lp mt công ty v máy
u khi sau tr
thành thành viên ca t  -Ventura Division.
   to hàng nghìn chic UAV làm mc tiêu
trong chin tranh th gii th hai.
1941-
Nhi chin tranh th gii th c
s dng các mu UAV V-1 và V-2.
i gian này, có các mu UAV c s
dng là V-1 Buzz Bomb, BQ-7 (B-17F)
1950s
M s dng UAV  trinh sát trong cuc chin tranh Triu
Tiên và trong cut  
 i M phát trin các tên l   t Matador
(tm xa 600km), Mace (tm xa 1217km) và Snack (tm xa 5497
km) và q.
1960
Vic phát trin các UAV do thám và trinh sát ngày càng
y mnh sau khi chii lái U-2
th hai b bn h trên bu tri Cuba vào ngày 27/10/1962 trong
t phi công b thit mng. Các d án tuyt mc trin
khai mi các mu UAV D-21 Tag,
AQM-34 Lightning Bug.
 -15


thng phòng không Syri bng cách s dng UAV trinh sát, do
thám và ngy trang, nhn UAV
lc t, UAV i
ng, cuc tn công thành công phn ln nh yu t bt ng.
Mt các tng quan, UAV       y,
 -15

13

không th m, và lic lc gia UAV và trm mt
t ng qua li ti h thng liên lc ci
lái.
S kin Cuba ch ra s cn thit ca vic do thám thn tc
ng th ra làn sóng phi ci vi vic
do thám bng máy bay có ni lái. Chính vì vy, khi M b
cun vào cuc chin tranh Vii M  dng
rt nhiu UAV trong vic trinh sát, do thám. Vi
phn gi a lính M trong cuc chin
tranh Vit Nam.
  
Yorn Kippur
u tin s dng UAV n
bay ngy trang và tun tra.
1979-
Lockheed quynh phát trin UAV riêng cho riêng h, có
   c khi Israel thành công trong chin
d    i M   u d án phát trin
UAV có tích hp các công ngh cm bin và liên lc tiên tin.
Các công ngh này phát trit bng kh 
liên lu khin cho UAV. Tuy nhiên rt nhiu trc trc xy

Cuc chi        th
nghim các UAV. Mc dù vic s dng UAV không thành
c tm quan
trng và tia UAV 

Bosnia/Somalia
1994
Trong cuc chin Bosnia, thành công ca cuc chin
da ch yu vào trinh sát và tun tra thc hin bi UAV.
Ngoài ra, trin
(hu ht các ho  i m t c   c
thc hi
Kosovo
1999
Trong cuc chin Kosovo, rt nhiu UAV  c
tham chi-289,
Crecerelle, 

Hin ti, rt nhiu công ngh tiên tic áp dng trong nghiên cu, ch
to UAV. Trong quân s, M  n các UAV có kh  ng tác
chin vi lái. Ngoài ra, nhng máy bay rt nh i 15cm,
Micro UAVn m trinh sát bên trong các tòa
nhà, hoc bám vào các kt cu, thit b khác hong thit b nghe lén

UAV s chim vai trò quan trng trong không quân, c bit là
các máy bay chii lái (UCAVs). M n hành nghiên cu, ch
to các mu máy bay chii lái trang b i tân, có kh 
ng rt cao có th m nhim các nhim v không kích h thi
n thay th cho các máy bay chii lái hin nay.
Hin M  to thành công mt s m-45A, X-47A, X-45C,

Tự động hoàn toàn
(Autonomous)

Hình 3. Phân loi UAV theo m t ng
Tuy nhiên, thông dng nht vn là phân loi UAV theo các thông s k thut.
Phân lo rt hu ích cho các nhà thit k, các nhà sn
 -15

16

xui vì nó cho phép h chc loi UAV
phù hp vi mu s dng.
c tính quan trng ca UAV gm có:
- Khng
- Thi gian bay và tm bay
- Trn bay
- Ti cánh
- Lo

Hit di khng rt rng, t UAV vi mô có khi
ng ch vài cân Anh ti nhnn.
Bng 1. y phân b khng ca mt s lon hình. Ta có
th thy rng ch mt s ít UAV có trng trên hai tn và phn ln UAV là khá
nh. Ta có th phân long 
- Nhóm 1, siêu nng: gm nhng UAV có ti trng ct cánh ln.
Trong nhóm này có X-45, Darkstar, Predator B và Global Hawk.
- Nhóm 2, nng: gm nhng UAV có ti khng t n 2000kg.
Gm nhng UAV nm gia Outrider và Fire Scout.
- Nhóm 3, trung bình: gm nhng UAV có khng t n 200kg.
Nhóm này có Raven và Phoenix.

Bng 1. Phân loi UAV theo khng

Mt cách phân loi UAV khác da trên thi gian và tm bay. Hai thông s này
n nhau vì thi gian bay càng lng tm bay càng xa (tt
nhiên còn ph thuc vào t bay). Vic xem xét thi gian bay và tm bay là rt
quan tri thit k c loi UAV thích hp da trên
khong cách t m v n sân bay hot b phóng. Nó
nh tn s np nhiên liu, thi gian UAV có th làm nhim v và thi gian
UAV  t.
Ta có th phân UAV theo ba nhóm sau (Bng 2):
- Nhóm 1, thi gian bay/trn bay dài: gm các UAV có thi gi
24 gi. Tm bay ca các UAV     1500km ti 22000km
(Global Hawk)
- Nhóm 2, thi gian bay và tm bay trung bình: gm các UAV có thi gian
bay t 5 gi n 24 gii UAV ph bin nht.
- Nhóm 3, thi gian bay và tm bay ngn: gm các UAV có thi gian bay ít
. Loc s dng cho các nhim v  khong cách
ngn.  -15

18 Thi gian bay
(h)
Tm bay (km)
Ví d
Dài

Ví d
Thp
<1000
Pointer
Trung bình
1000 - 10000
Finder
Cao
>10000
Darkstar
Bng 3. Phân loi UAV theo trn bay

Mt thông s  c s d phân loi UAV  i cánh. Ti
c tính là t s gia khng máy bay chia cho din tích cánh. Trong các
 -15

19

UAV n  i cánh có giá tr t 5.34kg/m
2
(máy bay nh Dragon
Eye) ti 211.84kg/m
2
(X-50).
Ta có th chia thành ba nhóm (Bng 4):
- Nhóm 1, ti cánh cao: gm các UAV có ti cánh l
2
.
- Nhóm 2, ti cánh trung bình: gm các UAV có ti cánh nh 
2

piston. Ngoài ra, trn bay và t   n lo ng c a chn
 i gian bay và tm bay cho UAV.
UEL
Rotary
Turbofan
Two-
Stroke
Piston
Turboprop
Electric
Push&P
ull
Prop
Outrider
Global
Hawk
Pioneer
Predator
Predator B
Dragon Eye
Hunter
LEWK
Shadow
DarkStar
RPO
Midget
Neptune

FPASS

FireScout

GNAT

Luna Crecerelle

Javelin Seeker

Brevel


c ca cuc sng, c trong dân s ln quân s. S tng qu(Hình
4) s trình bày vic phân loi và ng dng UAV.
Phân loại
UAVs
Động cơ
Tải cánh
Trần bay
Khối lượng
Thời gian
/tầm bay
Đa nhiệm
Rada/trạm
viễn thông
Tiếp tế
Trinh sát,
do thám
Chiến đấu
Cất/hạ cánh
thẳng đứng
Phi quân sự
Quân sự
Cảm biến
từ xa
Nghiên cứu
khoa học
Tìm kiếm,
cứu nạn
Giám sát
tuần tra
Thăm dò,

Cui cùng, mt thit k t khi thit k c các yu
t m bc các nhim v chính ca mu máy bay cn thit k [5]. ng là
mong mun ca nhi thit k nói chung và thit k hàng không nói riêng.
 -15

22

II.1 

c khi bt tay vào thit k  c hình hu phi xem
xét và cân nhc rt nhiu các yêu ct ra cho vic thit k t mt k và
m ca công ngh  thut và yêu cu v c yêu cu v
tính kinh t ca mu máy bay BK-A01 phc v  tài.

Mu máy bay BK-A01 c thit k ch to vi mc v trang b h
thng lái t ng cho phép máy bay có th bay theo mt qu   c trong
không gian vi các gii hn v c tính bay. Mt mu máy bay UAV c thit k và
ch to nhm làm ch ng, các thông s và tính u khin
ca máy bay. Mc thit k ng ti nhm phc v nhng nhim
v thc t n camera quan sát, gn các thit b n t . Máy bay thit k
phi m bo thc hin nhng nhim v n ca mt máy bay cánh b
trình bày trong Hình 5. Máy bay bu bng quá trình ct cánh, l 
c hin nhim v bay theo qu o
c. Trong qay phi bay t ng theo nhng qu o c
lc. D liu t h thng máy tính và máy bay liên tc cp nht và so
  bám t ca máy bay. Nhim v bay hoàn thành khi máy
bay h  cao và tit.

Hình 5. Nhim v bay ca máy bay UAV cn thit k
Mu máy bay thit k phc yêu cu v m dng, thao tác


