Báo cáo đồ án kĩ thuật Máy bay cánh
delta
LỜI CẢM ƠN
Sau gần 4 tháng nỗ lực thực hiện, đồ án thiết kế kĩ thuật của nhóm đã hoàn
thành và đạt được nhiều kết quả, ngoài sự cố gắng hết mình của nhóm chúng em
đã nhận được rất nhiều sự ủng hộ giúp đỡ từ phía nhà trường, thầy cô và bạn bè.
Chúng em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trường ĐHBK Tp Hồ Chí
Minh đã truyền đạt cho chúng em những kiến thức quý báu. Đặc biệt chúng em
xin bày tỏ long biết ơn sâu sắc đến Ts. Ngô Khánh Hiếu và anh Nguyễn Trọng
Thức đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ chúng em trong quá trình thực hiện đồ án.
Xin cảm ơn tấc cả bạn bè đã động viên giúp đỡ chúng tôi trong quá trình
học tập và hoàn thành đồ án.
Tp Hồ Chí Minh, ngày 6 tháng 7 năm 2011
Nhóm thực hiên
Page 1
Báo cáo đồ án kĩ thuật Máy bay cánh
delta
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
…………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Page 2
Báo cáo đồ án kĩ thuật Máy bay cánh
delta
………………………………………………………
………………………………………
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
…………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………
……
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Page 3
Báo cáo đồ án kĩ thuật Máy bay cánh
delta
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
………………………………………………………
………………………………………

MỤC LỤC
Lời cảm ơn 1
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn 2
Nhận xét của giáo viên phản biện 3
I.Giới thiệu chung về cánh delta 5
II.Mô máy bay cánh delta
1.Tính toán mô hình 5
2.Thiết kế mô hình 13
3. Chế tạo mô hình 13
III.Ổn định và điều khiển
1.Lý thuyết chung về ổn định 16
2.Những chuyến bay mô hình thực tế 19
IV.Kết luận
1. Những ứng dụng của mô hình 19
2.Những kiến thức thu được trong quá trình làm mô hình
Tài liệu tham khảo 20
Page 4
Báo cáo đồ án kĩ thuật Máy bay cánh
delta
MÁY BAY CÁNH DELTA -ỔN ĐỊNH VÀ ĐIỀU KHIỂN Ở VẬN TỐC
THẤP
I. Giới thiệu chung về cánh delta
Năm 1961, công nghê chế tạo tên lửa phát triển mạnh và bắt đầu đc áp dụng
từ đề xuất của kỹ sư quân sự Kazimierz Siemienowicz người Lithuania- Ba Lan.
Điều này đã khiến hệ thống đánh chặn máy bay trở nên mạnh mẽn đến đáng kể
và những chiếc máy bay truyền thống đánh mất ưu thế chiến đấu.
Những mấu thiết kế đầu tiên được gọi là mẫu không đuôi ngang cánh bằng
(tailless- delta), cánh có dạng hình tam giác nên sau đc gọi là máy bay cánh delta.
Alexander Lpippish ở Đức là người đi tiên phong trong lĩnh vực này với 1 mẫu
delta cánh bằng và 4 chiếc cải tiến của nó. Máy bay dạng này đc cải thiện đáng

kể về tốc độ, nhưng rất khó xử lý ở tốc độ chậm; mặc khác loại này cũng chỉ hoạt
động với góc quay lớn do đó khó điều khiển.
Từ đó, các nhà kĩ thuật đã đưa ra rất nhiều biện pháp nhằm cải tiến mẫu máy
bay dạng này. Gloster Javelin một kỹ sư người Anh đưa ra mẫu có đuôi phẳng
nhằm cải thiện ở tốc độ chậm tăng tính cơ động ở tốc độ cao và tăng tính ôn định
của máy bay.
Các mẫu cải tiến về sau còn được cải tiến ở việc gắn thêm kết cấu cánh mũi
canard phía trước cánh chính của máy bay, hay thêm những cánh ổn định đứng
vào cánh chính hoặc thân máy bay. Tất cả những cải tiến đó nhằm thay đổi luồng
không khí qua cánh, nâng cao khả năng quay góc, cải thiệm xử lý ở tốc độ thấp
và làm giảm tốc độ hạ cánh.
II. Mô hình máy bay
1. Tính toán mô hình
a. Section cánh
Mô hình máy bay delta được thiết kế bay ở vận tốc thấp nên chuẩn airfoil
được chọn thử nghiệm là chuẩn NACA 4412. Với chuẩn airfoil này thì lực nâng
lớn hơn đồng thời lực cản tạo ra cũng tương đối lớn.
Với chuẩn NACA 4412
Page 5
Báo cáo đồ án kĩ thuật Máy bay cánh
delta
Đường camberline của airfoil chuẩn NACA 4 số có dạng
Bề dày airfoil có phương trình
Đường upper và lower có dạng
với :
Chuẩn NACA 4412 :
+Bề dày lớn nhất 12% chiều dài airfoil : t=0.12
+Max của đường camber 4% chiều dài airfoil : m=0.04
+Vị trí mã camber là 40% chiều dài airfoil : p=0.4
Page 6

Báo cáo đồ án kĩ thuật Máy bay cánh
delta
Dựa vào các công thức trên ta có đoạn code được viết bằng phần mềm Maple
8 sau:
> restart;with(plots):
t:=0.12;
m:=0.04;
p:=0.4;
c:=400;
n:=15;
yco:=x->piecewise(x>= 0 and x<= c*p,m*x/(p^2)*(2*p-x/c),x>c*p and
x<=c,m*(c-x)/(1-p)^2*(1+x/c-2*p)):
dt1:=plot(yco(x),x=0 c):
yo:=x->(t*c/0.2)*(0.2969*sqrt(x/c)-0.126*x/c-
0.3516*(x/c)^2+0.2843*(x/c)^3-0.1015*(x/c)^4):
dt2:=plot(yo(x),x=0 c):
x:=array(0 n):y:=array(0 n):yc:=array(0 n):theta:=array(1 n):xu:=arr
ay(0 n):yu:=array(0 n):xl:=array(0 n):yl:=array(0 n):
for i from 0 to n do
x[i]:=evalf(c*(1-cos(Pi*i/n/2))):
y[i]:=yo(x[i]);
yc[i]:=yco(x[i])
end do:
for i from 1 to n do
theta[i]:=arctan((yc[i]-yc[i-1])/(x[i]-x[i-1]))
end do:
xu[0]:=0:
xl[0]:=0:
yu[0]:=0:
yl[0]:=0:

for i from 1 to n do
xu[i]:=x[i]-y[i]*sin(theta[i]);
xl[i]:=x[i]+y[i]*sin(theta[i]);
yu[i]:=yc[i]+y[i]*cos(theta[i]);
yl[i]:=yc[i]-y[i]*cos(theta[i]);
end do:
Page 7
Báo cáo đồ án kĩ thuật Máy bay cánh
delta
dtu:=pointplot({seq([xu[i],yu[i]],i=0 n)},style=line,color=green):
dtl:=pointplot({seq([xl[i],yl[i]],i=0 n)},style=line,color=blue):
Warning, the name changecoords has been redefined
:= t 0.12
:= m 0.04
:= p 0.4
:= c 400
:= n 15
> display(dt1,dt2,dtu,dtl);
> for i from 0 to n-1 do
printf("%f,%f\n",xl[n-i],yl[n-i])
end do;
for i from 0 to n do
printf("%f,%f\n",xu[i],yu[i])
end do;
Dựa vào số liệu thu được ta đưa vào AutoCAD để vẽ được hình dạng airfoil
cần có tại mỗi tiết diện cánh khác nhau.
b. Lực nâng và lực cản
Mô phỏng bằng phần mềm Aerofoil 3.0 ta có những hình ảnh về vận tốc và phân
bố áp suất sau
Page 8

Báo cáo đồ án kĩ thuật Máy bay cánh
delta
Page 9
Báo cáo đồ án kĩ thuật Máy bay cánh
delta
Page 10
Báo cáo đồ án kĩ thuật Máy bay cánh
delta
Ta có đồ thị hệ số lức nâng, lực cản cho airfoil NACA 4412
Page 11
Báo cáo đồ án kĩ thuật Máy bay cánh
delta
Cánh delta thiết kế là cropped delta có dạng như hình bên dưới
Diện tích cánh
Hệ số co(aspect ratio):
Chiều dài dây cung cánh trung bình là:
Với hệ số vút nhọn (taper ratio)
Góc sweep (1/4 chorld line)
Góc sweep (haft chorld line)
Hệ số Reynolds
Vận tốc bay là 15m/s chiều dài dây cung cánh trung bình là 280mm, khối lượng
riêng không khí là 1,225kg/m
3
,hệ số nhớt động học của không khí là 1,46x10
-5
ta
tính được hệ số Reynolds của mô hình
Page 12
Báo cáo đồ án kĩ thuật Máy bay cánh
delta

Ta thấy đường biểu diễn của C
l
ứng với hai hệ số Reynolds Re=3000000 và
Re=250000 khá gần nhau và có hệ số góc tương đương nhau. Vì vậy ứng với hệ
số Reynolds Re=350000 ta có thể lấy hệ số góc cho đường C
l
của airfoil NACA
4412 bằng với hệ số góc của đường ứng với hệ số Reynolds Re=250000
Áp dụng công thức Helmbold đối với cánh 3D dạng delta
Chọn hệ số e=0,9 suy ra
Vậy ta có
Chọn góc tấn
Lực nâng cánh tạo ra khi bay với vận tốc 15m/s
Với góc tấn lực nâng cánh tạo ra là
Vậy để mô hình bay cánh delta hoạt động ổn định thì khối lượng của mô hình
phải không vượt quá 600g.
Lực cản tác động lên mô hình
Dựa vào đồ thị ta xác định được giá trị hệ số lực cản cho cánh 2D ứng với góc tấn
là
Ta tính được hệ số lực cản của mô hình 3D theo công thức
Tỉ lệ giữa lực cản và lực nâng là

Page 13
Báo cáo đồ án kĩ thuật Máy bay cánh
delta
Đuôi đứng

Để làm cho moment quay nhỏ thì đuôi đứng phải nghiêng một góc nhất định.
Đối với mô hình nhóm đưa ra góc nghiêng của đuôi đứng là khoảng 13
0

2. Thiết kê mô hình
Mô hình được dựng 3D bằng công cụ AutoCAD
Page 14
Báo cáo đồ án kĩ thuật Máy bay cánh
delta

Để cánh có biên dạng như mong muốn, giải pháp mà nhóm đưa ra là đặt các
mặt cắt có hình dạng của một airfoil tại các vị trí được chia đều dọc theo sải cánh.
Để có đúng dạng airfoil thì nhóm lấy các số liệu về vị trí các điểm upper và
lower line từ file Maple lập trình ở trên và copy vào AutoCAD khi vẽ các airfoil
bằng lênh ” polyline”.
Các mặt cắt có được sẽ được khoét rỗng để giảm khối lượng và tạo các rãnh
để gép lại với nhau tạo nên hình dạng máy bay.
Tổng khối lượng mô hình phải nhỏ hơn 600g
Khối lượng 2 servo: 2x10g=20g
Khối lượng ESC là 15g
Khối lượng pin là 105g (pin 3cell 1000Amh)
Khối lượng động cơ là 70g
Suy ra khối lượng mô hình nguyên khoảng 390g
Sau khi dựng mô hình 3D dùng AutoCAD ta tính được khối lượng mô hình
khoảng 400g
Bản vẽ chi tiết đính kèm(phụ lục)
3. Chế tạo mô hình
Những vật liệu được dùng để chế tạo mô hình là ván ép, gỗ basa, xốp và đề can
Công cụ chế tạo mô hình:
Page 15
Báo cáo đồ án kĩ thuật Máy bay cánh
delta
- Máy cắt laser
- Máy khoan cầm tay

- Dụng cụ cắt gọt bằng tay
-Keo dán sắt
Quy trình chế tạo mô hình
-Dùng máy cắt laser để cắt các chi tiết của mô hình bằng ván ép và gô basa
-Lắp ráp các chi tiết theo thiết kế và cố định bằng keo dán.
-Phủ decan
Page 16
Báo cáo đồ án kĩ thuật Máy bay cánh
delta
Khối lượng bộ khung mô hình là 100g
Page 17
Báo cáo đồ án kĩ thuật Máy bay cánh
delta
Page 18
Báo cáo đồ án kĩ thuật Máy bay cánh
delta
Sau khi hoàn tấc tổng khôi lượng mô hình là 540g
III. Ổn định và điều khiển
1.Cơ sở lý thuyết
Để máy bay ổn đinh theo chiều dọc thì trọng tâm của máy bay nào cũng
phải nằm trước điểm trung lập (neutral point). Đối với máy bay có đuôi theo
phương nằm ngang thì rất đơn giản để có vị trí trọng tâm nằm trước điểm trung
lập trong giới hạn tĩnh giữa trọng tâm và điểm trung lập
Đối với một cánh hình chữ nhật, điểm trung lập nằm ở khoảng ¼ dây
cung cánh . Đối với cánh delta (cánh có sweep) giá trị này được tính với dây
cung trung bình của cánh.
Page 19
Báo cáo đồ án kĩ thuật Máy bay cánh
delta


Hệ số vút nhọn (taper ratio) ta tính được vị trí của điểm trung hòa (vị trí
tâm lực nâng)
Vậy để cánh delta ổn định theo chiều dọc cánh thì trọng tâm phải đặt ở
trước điểm x
N
có vị trí đã tính ở trên. Tuy nhiên vì tâm quay của cánh cũng chính
là trọng tâm nên nếu trọng mâm quá xa điểm x
N
thì moment quay sẽ rất lớn máy
bay đạt tới góc cân bằng rất nhanh nên máy bay rất nhạy và rất khó điều khiển.
Vị trí của trọng tâm chưa phải là điều kiện đảm bảo sự cân bằng của máy
bay. Không chỉ ổn định theo chiều dọc máy bay muốn cân bằng còn phải đảm
bảo điều kiên tổng moment quanh trọng tâm bằng không
Để điều chỉnh moment quanh trọng tâm ta có thể tạo xoắn cho cánh. Tuy
nhiên việc tạo xoắn cho cánh rất khó chính xác khi việc chế tạo mô hình chủ yếu
bằng tay. Do đó việc điều chỉnh moment chủ yếu dựa vào việc điều chỉnh đuôi
đứng.
Đuôi đứng được thiết kế nghiêng một góc 13
0
như đã tính toán ở trên. Khi
đó lực tác dụng lên nó có cánh tay đòn đến trọng tâm là ngắn nhất đồng nghĩa với
việc giá của hợp lực tác dụng lên đuôi đứng cắt trục dọc đi qua trọng tâm của
máy bay.
Thay vì có cả eleron và elevator, máy bay delta chỉ còn có bộ phận điều
khiển là elevon. Elevon làm luôn cả nhiệm vụ cuẩ ruder.Máy bay cánh delta có 2
elevon, khi cả hai elevon cùng nghiêng về phía trên hay phía dưới thì máy bay sẽ
bay lên hoặc bay xuống theo chiều hướng ngược lai. Khi hai elevon nghiêng theo
Page 20
Báo cáo đồ án kĩ thuật Máy bay cánh
delta

hai hướng ngược nhau thì máy bay sẽ chuyển hướng về phía elevon nghiêng về
phía trên.
Cơ cấu điều khiển của máy bay delta rất đơn giản cho nên để máy bay hoạt
động một cách êm xui thì việc điều khiển trở nên khó khăn.
Phân tích động học
Lực kéo của động cơ
- Động cơ được dùng để tạo lực kéo là động cơ điện
- Lực kéo động cơ tạo ra khi quay với vận tốc 8000 vòng/phút sử dụng
chong chóng loại ACP SlowFlyer Propeller 10”x4.7” có đồ thị phụ thuộc vận tốc
như hình

Nhìn trên đồ thị ta thấy lực kéo lớn nhất mà động cơ có thể tạo ra là khoảng
Page 21
Báo cáo đồ án kĩ thuật Máy bay cánh
delta
10N .Máy bay giả sử đang bay ở vận tốc 15m/s thì lực kéo của động cơ là khoảng
2,5N
Với vận tốc bay 15m/s :
Lực nâng của cánh máy bay L=10,3N
Lực cản của cánh là D=0,72N
Trọng lưc G=5,4N
Gia tốc tức thời theo phương ngang khi động cơ hoạt động hết công suất là

Do lực cản khá nhỏ gia tốc lớn nên máy bay tăng tốc nhanh làm cho việc điều
khiển máy bay trở nên khoa khăn.
Lực nâng cánh là khá lớn nên khi trọng tâm ở xa điểm trung hòa (tâm lực nâng)
thì moment tạo ra khá lớn do đó phải canh chỉnh vị trí trọng tâm để cho
2. Những chuyến bay thử mô hình thực tê
Xác định trọng tâm bằng phóng thử mô hình:
-Trọng tâm mô hình có thể thay đổi bằng cách thay đổi vị trí ESC và pin

-Canh chỉnh trọng tâm tại vị trí lý thuyết, phóng thử mô hình khi đó mô hình
lướt trong không khí mặt phằng cánh song song vơi mặt đất. Điều này chứng tỏ
trọng tâm được đặt ở vị trí hợp lý đảm bảo điều kiện cân bằng của máy bay.
Qua nhiều lần bay thử, nhóm nhận thấy mô hình đelta có độ ổn định rất thấp và
khó điều khiển.
IV. Kết luận
1. Ứng dụng của máy bay cánh delta
Mô hình delta là một mô hình bay nhạy và độ ổn định không cao. Việc tìm trọng
tâm là bài toán khó và chủ yếu được dựa vào thực nghiệm.
Vì máy bay cánh delta có độ nhạy khá cao nên rất thích hợp để dùng thử nghiệm
khả năng đáp ứng của các mạch điều khiển bay tự động. Khi mạch hoạt động tốt
đối với các may bay cánh delta thì nó cũng sẽ hoạt động tốt đối với các may bay
cánh bằng.
Page 22
Báo cáo đồ án kĩ thuật Máy bay cánh
delta
2. Kiến thức thu được trong quá trình tính toán thiết kế mô hình
- Tìm hiểu cách sử dụng máy cắt laser và các công cụ khác
-Sử dụng phần mềm AutoCAD để thiết kế tính toán khố lượng một mô hình máy
bay
-Hiểu rõ thêm một số tính chất vật liệu dùng để chế tạo mô hình và biết cách lựa
chọn vật liệu phù hợp.
-Canh chỉnh mô hình, sử dụng một số thiết bị điều khiển máy bay mô hình
Page 23
Báo cáo đồ án kĩ thuật Máy bay cánh
delta
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]Flight Stability And Automatic Control___Robert C.Nelson
[2]RC Model Aircraft Design___Andy Lennon
[3]Aircraft Performance and design____Jonh D. Anderson

[4] Bài giảng của Ts. Ngô Khánh Hiếu
[5]www.wikipedia.com/NACA/
Page 24