Giáo sư trình diễn phương pháp điều khiển mới trên máy bay không đuôi

Giáo sư trình diễn phương pháp điều khiển mới trên máy bay không đuôi

    Giáo sư trình diễn phương pháp điều khiển mới trên máy bay không đuôi
    bởi Viện Công nghệ Illinois

    Illinois Tech professor demonstrates novel control method in aircraft with no tail
    Giáo sư Kỹ thuật Cơ khí và Hàng không vũ trụ David Williams. Ảnh: Viện Công nghệ Illinois


    Một nhóm nghiên cứu tại Viện Công nghệ Illinois (Illinois Tech), do Giáo sư David Williams đứng đầu, lần đầu tiên chứng minh việc sử dụng một phương pháp điều khiển mới trên một chiếc máy bay không có đuôi. Công nghệ này cho phép máy bay trở nên mượt mà và bóng bẩy nhất có thể, giúp an toàn hơn khi bay ở những khu vực nguy hiểm nơi radar quét bầu trời để tìm các cạnh sắc nét.

    Trong khi máy bay thông thường dựa vào các vây nhô ra để có thể điều khiển, thì thiết kế không có đuôi được điều khiển bằng luồng không khí chủ động—trong đó các luồng không khí được thổi lên các bề mặt khác nhau của thân máy bay, tương ứng với hướng máy bay đang di chuyển. Công nghệ này có thể được sử dụng để làm cho máy bay thương mại tiết kiệm nhiên liệu hơn bằng cách loại bỏ các bộ phận lái hiện có tạo ra nhiều lực cản.

    Williams, giáo sư kỹ thuật cơ khí và hàng không vũ trụ, đã lãnh đạo một nhóm gồm các sinh viên và cộng tác viên của Illinois Tech trong việc chế tạo một chiếc máy bay phản lực có cả hệ thống điều khiển lái thông thường và triển khai hệ thống kiểm soát luồng chủ động mới.

    Vào tháng 10 năm 2022, nhóm đã phóng máy bay phản lực từ Phạm vi Hệ thống Máy bay Không người lái Pendleton (UAS) ở Oregon trong hai chuyến bay kéo dài 9 phút, chứng tỏ sự thành công của hệ thống.

    Đối với mỗi chuyến bay, một phi công đã phóng máy bay phản lực bằng cách sử dụng các điều khiển chuyến bay thông thường. Sau đó, giữa chuyến bay, họ chuyển quyền điều khiển cho một phi công thứ hai vận hành hệ thống kiểm soát luồng hoạt động.

    Trong thử nghiệm đầu tiên, nhóm phát hiện ra rằng hệ thống kiểm soát dòng chảy chủ động thực sự cung cấp nhiều năng lượng hơn so với dự đoán từ các thử nghiệm trong đường hầm gió.

    "Trong kỹ thuật, nó không bao giờ hoạt động theo cách đó, hầu như bạn luôn nhận được ít hơn những gì bạn mong đợi, nhưng trong trường hợp này, chúng tôi đã nhận được nhiều hơn," Williams nói. "Ngày đầu tiên rất kịch tính. Nó rất mạnh và rất đáng sợ. Nếu máy bay phản lực nghiêng quá xa, nó có thể quay mất kiểm soát. Trên thực tế, nó đã quay tới 90 độ, nhưng nó đã phục hồi."

    Khi phi công đã tự tin vào khả năng điều khiển máy bay của mình, họ thực hiện các thao tác lăn và ném để kiểm tra khả năng điều khiển luồng chủ động của máy bay phản lực ở các góc dốc.

    Một lợi thế của điều khiển luồng chủ động là nó có khả năng cho phép thực hiện các thao tác không thể thực hiện được với điều khiển thông thường, bao gồm rẽ rất nhanh và khả năng bay ở các góc khiến điều khiển thông thường trở nên vô hiệu.

    Williams cho biết sức mạnh bất ngờ của hệ thống của họ đã làm tăng sự tự tin của ông rằng họ sẽ có thể thực hiện các thao tác tiên tiến hơn với máy bay phản lực này.

    Đối với chuyến bay thứ hai, Williams đã giảm công suất cho hệ thống kiểm soát luồng hoạt động để chuyến bay an toàn hơn, ổn định hơn, cho phép họ thu thập thêm dữ liệu về cách hoạt động của hệ thống kiểm soát luồng hoạt động.

    Kiểm soát luồng chủ động được triển khai bằng cách sử dụng van Coanda đang chờ cấp bằng sáng chế do Williams và các sinh viên của ông thiết kế, và đây là cơ hội đầu tiên để họ thể hiện thành công của thiết kế trên một chiếc máy bay.

    Williams cho biết nhóm sẽ tiến hành nhiều chuyến bay thử nghiệm hơn, dần dần xây dựng hướng sử dụng kiểm soát luồng chủ động trong quá trình cất cánh và tiến hành các thao tác điều khiển khắc nghiệt hơn. Nghiên cứu của họ sẽ được trình bày tại hội nghị Hàng không AIAA năm 2023 ở San Diego.

    "Chúng tôi đã tạo ra bước đột phá mà tôi đang tìm kiếm," Williams nói. "Bây giờ các cuộc thử nghiệm trong tương lai sẽ bắt đầu bổ sung vào những thành tựu và sự tự tin trong thiết kế của máy bay."

    Zalo
    Hotline