Kiến Thức Về Thiết Kế Máy Bay Chở Hàng

Máy bay chở hàng là một dự án thi đấu cấp cao. Dựa trên quy định và tiêu chuẩn của cuộc thi SAE Aero Design West. Mục tiêu của dự án là thiết kế một chiếc máy bay nhẹ làm từ gỗ và kim loại. Những nguyên liệu có khả năng tạo lực nâng cao ở tốc độ thấp. Các thông số thiết kế tập trung vào việc giảm tối đa trọng lượng. Giúp tối ưu hóa khả năng chở hành khách và hàng hóa. Đồng thời tuân thủ toàn bộ quy định của cuộc thi SAE.

Chi Tiết

Trọng lượng máy bay được tối ưu để chỉ chiếm một phần nhỏ trong giới hạn cất cánh 55 lb. Từ đó tối đa hóa khả năng chở tải. Đội ngũ thiết kế đã phân tích các mẫu máy bay từ những năm trước. Cuối cùng cũng tìm ra các đặc điểm thiết kế hiệu quả để áp dụng. Kích thước máy bay được tính toán dựa trên các phương trình lấy từ các tài liệu nghiên cứu hàng không uy tín. Thông qua phân tích phần tử hữu hạn (FEA), kiểm tra kết cấu và bảng đặc tính vật liệu. Đội ngũ đã chọn các vật liệu xây dựng tối ưu như gỗ balsa, poplar, gỗ ép birch ply, gỗ Sitka spruce và nhôm 6061-T6 nhờ vào tỷ lệ cường độ trên trọng lượng cao. Để giảm vật liệu, đội đã sử dụng các thiết kế cắt giảm và khung giằng, đặc biệt ở các bộ phận không chịu lực.

Quá trình sản xuất chủ yếu sử dụng máy cắt laser để tạo hình các bộ phận bằng gỗ và máy phay để gia công các chi tiết nhôm. Một bộ hạn chế công suất động cơ được yêu cầu trong cuộc thi đã ảnh hưởng đến việc lựa chọn động cơ, pin và cánh quạt.

“Anteater Express” – Dự án thiết kế cấp cao

“Anteater Express” là một dự án thiết kế cấp cao do Trường Kỹ thuật Henry Samueli tại Đại học California, Irvine (UCI) tài trợ. Dự án diễn ra trong suốt một năm học. Đội dự án gồm 27 sinh viên chuyên ngành kỹ thuật hàng không và cơ khí, từ năm hai đến năm cuối. Đội còn có sự hướng dẫn của một giảng viên và một nghiên cứu sinh tiến sĩ.

Đội được chia thành bốn nhóm nhỏ phụ trách các phần: cánh, thân, đuôi, và hệ thống điều khiển. Mỗi nhóm có một trưởng nhóm. Và dự án tổng thể được quản lý bởi một trưởng dự án.

Chi tiết thiết kế máy bay

Máy bay được thiết kế với mục tiêu giảm trọng lượng. Để tối ưu hóa khả năng chở hành khách và hàng hóa. Đồng thời tuân thủ các quy định của cuộc thi SAE. Để đảm bảo trọng lượng dưới 55 lb, đội ngũ đã phân tích các thiết kế từ những năm trước để rút ra các đặc điểm hiệu quả và tìm kiếm vật liệu phù hợp.

Vật liệu: Balsa, poplar và gỗ ép birch ply được chọn làm vật liệu chính vì nhẹ và đủ mạnh để giữ vững kết cấu máy bay. Gỗ Sitka spruce và nhôm 6061-T6 được dùng làm vật liệu hỗ trợ.
Cấu trúc và sản xuất:
- Các bộ phận bằng gỗ được gia công bằng máy cắt laser.
- Thân máy bay dài 96,35 inch, có mặt cắt ngang hình bán bát giác với đuôi để trần bằng nhôm.
- Cánh được làm từ balsa, với các thanh dầm bằng gỗ Sitka spruce.
Hệ thống điều khiển: Máy bay được điều khiển bằng sáu động cơ servo, mỗi động cơ được điều khiển độc lập qua tín hiệu radio.