Nghiên cứu khảo sát mô hình động lực học của thiết bị bay sử dụng động cơ hai tầng cánh = Dynamic modeling of a coaxial rotor aerial vehicle

Abstract

Máy bay không người lái (UAV) với cấu hình hai tầng cánh đồng trục đang thu hút nhiều sự quan tâm nhờ ưu điểm nhỏ gọn, lực nâng lớn và khả năng ổn định khi treo. Tuy nhiên, tương tác khí động giữa hai rotor tạo ra đặc tính phi tuyến mạnh, gây khó khăn cho quá trình mô hình hóa và thiết kế điều khiển. Bài báo trình bày việc xây dựng mô hình động lực học cho UAV hai tầng cánh đồng trục dựa trên phương pháp Newton-Euler. Hệ phương trình vi phân phi tuyến được giải bằng thuật toán Runge-Kutta bậc 4 (RK4) để mô phỏng quỹ đạo bay trong các kịch bản: Cất cánh, hạ cánh, giữ vị trí và bay ngang với các góc nghiêng rotor khác nhau. Kết quả mô phỏng cho thấy sự tương đồng với các nghiên cứu trước, chứng minh tính chính xác và độ tin cậy của mô hình đề xuất. Đồng thời, kết quả cũng chỉ ra rằng góc nghiêng rotor ảnh hưởng đáng kể đến vận tốc và quỹ đạo bay. Nghiên cứu khẳng định tính khả thi của mô phỏng số dựa trên RK4, làm cơ sở cho việc phát triển bộ điều khiển và triển khai thử nghiệm UAV trong thực tế.