Thiết kế bộ điều khiển cho máy bay không người lái UAV

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đề tài luận văn “Thiết kế bộ điều khiển cho máy bay không người
lái UAV” này là do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn tận tình của TS. Bùi Quý Lực
và TS. Lê Giang Nam. Các số liệu và kết quả trình bày trong luận văn là do tôi
phát triển và chưa từng được công bố trong bất kì một tài liệu nào.
Hà Nội, Ngày 22 tháng 4 năm 2014
Học viên thực hiện

Nguyễn Ngọc Bình

1


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................... 1
MỤC LỤC................................................................................................................ 2
KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT................................................................................ 4
DANH MỤC BẢNG BIỂU ..................................................................................... 5
DANH MỤC HÌNH ẢNH....................................................................................... 6
MỞ ĐẦU .................................................................................................................. 8
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ UAV ........................................................................................ 11
1.1. Giới thiệu về UAV .......................................................................................... 11
1.1.1. Khái niệm về UAV ..................................................................................... 11
1.1.2. Các ứng dụng của UAV ............................................................................. 11
1.1.3. Các tính năng chủ yếu của UAV ................................................................ 12
1.2. Lịch sử phát triển của UAV .......................................................................... 12
1.2.1. Lịch sử phát triển của UAV trên thế giới ................................................... 12
1.2.2. Lịch sử phát triển của UAV ở Việt Nam ................................................... 15
1.2.3. Xu hướng phát triển của UAV ................................................................... 18
1.3. Hƣớng tiếp cận của đề tài .............................................................................. 18

1.4. Kết luận chƣơng 1 .......................................................................................... 19
CHƢƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ĐIỀU KHIỂN VẬT THỂ BAY KHÔNG NGƢỜI
LÁI UAV ................................................................................................................ 20
2.1. Các thông số kỹ thuật của UAV ................................................................... 20
2.1.1. Thông số kỹ thuật của vật liệu chế tạo UAV ............................................. 20
2.1.2. Khảo sát lực tác dụng lên các bộ phận UAV ............................................. 22
2.1.3. Tích hợp các hệ thống cơ khí lên UAV...................................................... 23
2.2. Khảo sát động học và động lực học cho UAV ............................................. 27
2.2.1. Xây dựng hệ tọa độ để khảo sát UAV........................................................ 27
2.2.2.Khảo sát động học cho UAV....................................................................... 31
2.2.3. Khảo sát động lực học cho UAV ............................................................... 33
2.3. Giải phƣơng trình động học và động lực học .............................................. 35
2.3.1. Tuyến tính hóa phương trình động học và động lực học ........................... 35
2


2.3.2. Phân chia chuyển động của UAV .............................................................. 40
2.3.3. Phương trình động học, động lực học cho trạng thái bay cân bằng và ổn
định ....................................................................................................................... 44
2.4. Kết luận chƣơng 2 .......................................................................................... 48
CHƢƠNG 3
THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN CHO UAV ......................................................... 49
3.1. Tổng quan hệ điều khiển UAV ..................................................................... 49
3.1.1. Định vị, dẫn đường bằng hệ thống vệ tinh GPS và định vị quán tính INS 49
3.1.2. Truyền dẫn dữ liệu điều khiển và hình ảnh bằng sóng vô tuyến RF.......... 49
3.1.3. Hệ thống truyền động trên UAV ................................................................ 61
3.2. Thiết kế hệ thống điều khiển UAV ............................................................... 61
3.2.1. Thuật toán điều khiển ................................................................................. 62
3.2.2. Sơ đồ mạch điện của hệ thống điều khiển .................................................. 66

3.2.3. Mô phỏng hệ thống điều khiển................................................................... 71
3.3. Thiết kế phần mềm điều khiển và giám sát mặt đất ................................... 73
3.3.1. Phần mềm điều khiển mặt đất .................................................................... 73
3.3.2. Xây dựng hệ thống chỉ thị mục tiêu ........................................................... 74
3.4. Tích hợp các hệ thống điện tử ....................................................................... 75
3.5. Kết luận chƣơng 3 .......................................................................................... 80
CHƢƠNG 4
KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN.................................................................................. 81
4.1. Kết quả thử nghiệm của hệ thống GPS, IMU, RF ...................................... 81
4.1.1. Kết quả thử nghiệm khả năng định vị GPS ................................................ 81
4.1.2. Kết quả thử nghiệm chất lượng bộ thu phát sóng RF ................................ 83
4.1.3. Kết quả thử nghiệm chất lượng cảm biến IMU.......................................... 85
4.2. Đánh giá chất lƣợng UAV ở chế độ bay bằng tay và tự động ................... 87
4.2.1. Đánh giá chất lượng UAV ở chế độ bay bằng tay ..................................... 87
4.2.2. Đánh giá chất lượng UAV ở chế độ bay tự động ....................................... 88
4.3. Kết luận chƣơng 4 .......................................................................................... 89
KẾT LUẬN ............................................................................................................ 90
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 92
PHỤ LỤC ............................................................................................................... 93
3


KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT
+ GPS - Global Positioning System( Hệ thống định vị toàn cầu).
+ GCS - Group Control Station (Trạm điều khiển mặt đất).
+ IMU - Inertial measurement units(Hệ thống đo lường quán tính).
+ INS - Intertial Mavigation System(Hệ thống định vị quán tính).
+ PP PTHH - Phương pháp phần tử hữu hạn.
+ PID - A proportional integral derivative controller.
+ RF - Radio Frequency (Tần số vô tuyến).

+ UAV - Unmanned Aerial Vehicle( Phương tiện bay không người lái).

4


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Thông số cơ học sợi composit (E glass fiber) .................................... 20
Bảng 2.2: Thông số cơ học thép Cacbon thƣờng ............................................... 21
Bảng 2.3: Thông số cơ học nhựa polyurêtan ...................................................... 21
Bảng 2.4: Thông số cơ học cao su tổng hợp ........................................................ 22
Bảng 2.5: Bảng phân loại các mức tốc độ máy bay ........................................... 30
Bảng 3.1: Thông số vi xử lý ATMEGA2560 ....................................................... 67
Bảng 3.2: Thông số cảm biến MPU 6050 ............................................................ 68
Bảng 3.3: Thông số cảm biến khí áp MS5611 .................................................... 68
Bảng 3.4: Thông số la bàn số HMC5883L .......................................................... 69
Bảng 3.5: Thông số IC nhớ AT45DB161D ......................................................... 70
Bảng 4.1: Thử nghiệm độ chính xác đo khoảng cách của GPS (Khu vực dân
cƣ) ........................................................................................................................... 81
Bảng 4.2: Thử nghiệm độ chính xác đo khoảng cách của GPS (Khu vực đất
trống) ...................................................................................................................... 83
Bảng 4.3: Bảng đánh giá chất lƣợng sóng của bộ thu phát sóng RF ............... 84

5


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Máy bay trinh sát pháo binh "Tipchak" Nga ................................... 15
Hình 1.2: UAV Việt Nam, sản phẩm của HTI.................................................... 17
Hình 2.1: Sản phẩm máy bay hoàn thiện............................................................ 23
Hình 2.2: Thân máy bay ....................................................................................... 24

Hình 2.3: Cánh máy bay (Bên trái) ..................................................................... 24
Hình 2.4: Cánh lái đứng và cánh lái ngang ........................................................ 25
Hình 2.5: Càng trƣớc và càng sau máy bay ....................................................... 25
Hình 2.6: Hệ thống truyền chuyển động ............................................................. 26
Hình 2.7: Động cơ và cánh quạt .......................................................................... 26
Hình 2.8: Các trục tọa độ trên máy bay, các vec tơ vận tốc, lực, momen và các
góc RPY trên máy bay .......................................................................................... 27
Hình 2.9: Định nghĩa các hệ trục tọa độ trên máy bay ..................................... 29
Hình 2.10: Các vectơ vận tốc góc trong hệ tọa độ liên kết. ............................... 32
Hình 2.11: Sơ đồ khối các phƣơng trình chuyển động của máy bay ............... 48
Hình 3.1: Các thành phần cấu tạo của hệ thống ................................................ 50
Hình 3.2: Vệ tinh không gian ............................................................................... 50
Hình 3.3: Các trạm điều khiển GPS trên thế giới .............................................. 51
Hình 3.4: Các g c Yaw, Pitch và Roll ................................................................. 53
Hình 3.5: Sự thay đổi trạng thái của máy bay ứng với các g c Yaw, Pitch và
Roll.......................................................................................................................... 54
Hình 3.6: Các g c Yaw, Pitch và Roll trong hệ thống định vị quán tính ........ 56
Hình 3.7: Bộ thu phát sóng RF ............................................................................ 58
Hình 3.8: Cấu tạo RC Servo ................................................................................ 61
Hình 3.9: Điều khiển góc quay RC Servo ........................................................... 62
Hình 3.10: Mạch vi xử lý trung tâm ATMEGA2560 ......................................... 67
Hình 3.11: Khối truyền nhận dữ liệu với máy tính thông qua chip
ATMEGA32U ........................................................................................................ 67
Hình 3.12: Cảm biến MPU 6050 (Inertial measurement unit)6 trục ............... 68
Hình 3.13: Cảm biến khí áp MS5611 .................................................................. 69
Hình 3.14: La bàn số HMC5883L ....................................................................... 70
Hình 3.15: Bộ nhớ Data AT45DB161D lƣu trữ 1 Mb dữ liệu ........................... 70
6

Hình 3.16: Sơ đồ khối hệ thống mô phỏng phần cứng ...................................... 71
Hình 3.17: Sơ đồ khối hệ thống mô phỏng phần cứng ...................................... 71
Hình 3.18: Thiết lập tham số truyền nhận trong Xplane .................................. 72
Hình 3.19: Thiết lập cổng UDP truyền nhận dữ liệu trên XPlane ................... 72
Hình 3.20: Mẫu thử nghiệm chế độ bay tự động: máy bay PT60 .................... 73
Hình 3.21: Phần mềm điều khiển ........................................................................ 74
Hình 3.22: Thử nghiệm chế độ ch thị mục tiêu ................................................. 75
Hình 3.23: Kích thƣớc mạch in sau khi thiết kế ................................................ 76
Hình 3.24: Sơ đồ kết nối vơi bộ Recever Fysky.................................................. 76
Hình 3.25: Sơ đồ chân kết nối tín hiệu điều khiển ............................................. 77
Hình 3.26: Sơ đồ kết nối tín hiệu cảm biến......................................................... 77
Hình 3.27: Sơ đồ kết nối đầu ra tín hiệu APM ................................................... 78
Hình 3.28: Tín hiệu ra cấp servo camera............................................................ 78
Hình 3.29: Tín hiệu ra cấp servo camera............................................................ 79
Hình 3.30: Module LEA-6H U-blox .................................................................... 79
Hình 3.31: Bộ điều khiển thực tế ......................................................................... 80
Hình 4.1: Vị trí của máy bay so với Home (Khu vực dân cƣ) .......................... 81
Hình 4.2: Đồ thị biểu diễn sai số khoảng cách của GPS (Khu vực dân cƣ)..... 82
Hình 4.3: Vị trí của máy bay so với Home (Khu vực đất trống) ...................... 82
Hình 4.4: Đồ thị biểu diễn sai số khoảng cách của GPS (Khu vực đất trống) 83
Hình 4.5: Màn hình số liệu biểu diễn chất lƣợng sóng của bộ thu phát sóng RF
................................................................................................................................. 84
Hình 4.6: Đồ thị biểu diễn chất lƣợng sóng với các khoảng cách khác nhau .. 85
Hình 4.7: Máy bay ở trạng thái cân bằng ........................................................... 85
Hình 4.8: Máy bay ở trạng thái nghiêng bên phải ............................................. 86
Hình 4.9: Máy bay ở trạng thái ngóc lên ............................................................ 86
Hình 4.10: Máy bay ở trạng thái chúc xuống ..................................................... 86
Hình 4.11: Máy bay ở trạng thái lật ngửa .......................................................... 87
Hình 4.12: Quỹ đạo bay thực tế của máy bay khi điều khiển bằng tay ........... 88
Hình 4.13: So sánh quỹ đạo bay thực tế và quỹ đạo bay lập trình của máy bay

trong chế độ bay tự động ...................................................................................... 89

7


MỞ ĐẦU
Lý do chọn đề tài
Ngày nay nhờ những tiến bộ công nghệ khoa học kỹ thuật được áp dụng vào
đời sống ngày càng nhiều, nên các thiết bị có khả năng tự động hóa đang là xu
hướng được quan tâm và nghiên cứu rộng rãi trên toàn thế giới. Các công nghệ này
được ứng dụng trong rất nhiều ngành và lĩnh vực đặc biệt nhằm giải phóng con
người khỏi nặng nhọc, nhàm chán của công việc (do lặp đi lặp lại các thao tác của
một công việc giản đơn nào đó), nguy hiểm của môi trường lao động, lây lan của
các bệnh hiểm nghèo tại các cơ sở y tế, ô nhiễm do bụi bặm của các hầm mỏ, nguy
hiểm ở duới đáy đại dương và trên không gian vũ trụ…
Một trong những công nghệ đang được nghiên cứu và ứng dụng mạnh mẽ đó là
máy bay không người lái (UAV – Unmanned Aerial Vehicle). Đây là tên gọi chỉ
chung cho các loại máy bay mà không có người điều khiển ở buồng lái, hoạt động
tự động và có thể điều khiển, giám sát từ xa. Với việc sử dụng UAV người ta có thể
thay thế con người trong rất nhiều lĩnh vực như dân dụng, quân sự, hàng không vũ
trụ. Trên thế giới, các nước như: Hoa kỳ, Đức, Nhật… đã và đang ứng dụng máy
bay UAV vào nhiều lĩnh vực như do thám, y tế, quan trắc.... đặc biệt ngành quân
sự. Tuy nhiên việc triển khai ứng dụng ở Việt Nam còn hạn chế.
Xuất phát từ thực tế trên, tôi đã tiến hành nghiên cứu về hệ thống điều khiển
trên máy bay không người lái (UAV). Qua đó đề tài: ―Thiết kế bộ điều khiển cho
máy bay không người lái UAV‖ đã được triển khai với mục đích từng bước nắm bắt
lý thuyết và công nghệ nhằm áp dụng vào thực tiễn.
Lịch sử nghiên cứu
Trên thế giới UAV không chỉ là mục tiêu quân sự của mỗi quốc gia (đặc biệt là
các nước chuyên sản xuất máy bay không người lái như Mỹ và Israel), mà còn là đề

tài nghiên cứu của các trường đại học trên thế giới và đã đạt được những thành tựu
đáng khích lệ.
Việc nghiên cứu và chế tạo UAV gặp nhiều khó khăn và thử thách. Đầu tiên đó
là khó khăn vì tài chính. Tiếp đó là công nghệ đi kèm trong việc chế tạo máy bay,
như là: công nghệ định vị chính xác, công nghệ xử lý ảnh,…Tuy nhiên, với những
thành tựu đã đạt được thì một ngày không xa nó sẽ được ứng rộng rãi trong đời
sống và quân sự.
8


Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu
Việc chế tạo bộ điều khiển cho UAV hiện đang được phát triển mạnh mẽ trên
thế giới. Nó không chỉ phục vụ trong quân sự mà cả dân sự cũng được ưu tiên phát
triển. Nhưng tại Việt Nam thì còn hạn chế và rất ít được đầu tư do nguồn kinh phí
lớn. Nước ta mới chỉ sử dụng UAV trong quân sự mà chưa có sản phẩm phục vụ
trong dân sự. Vì vậy, nhiệm vụ của đề tài giúp tiếp cận, làm chủ công nghệ nhằm
đưa sản phẩm ứng dụng trong mục tiêu dân sự.
Đối tượng nghiên cứu của đề tài bao gồm thiết bị điều khiển máy bay không
người lái UAV, hệ thống dẫn đường bằng vệ tinh GPS, hệ thống truyền dẫn dữ liệu
điều khiển và thu thập hình ảnh bằng sóng RF.
Việc nghiên cứu đề tài cần đảm bảo những công việc sau: xây dựng mô hình
máy bay không người lái UAV dẫn đường bằng tín hiệu vệ tinh GPS; tích hợp hệ
thống điều khiển, cơ khí, truyền động và lập trình; thử nghiệm đánh giá chất lượng
thiết bị ở chế độ điều khiển bằng tay và chế độ tự động.
Thu thập các dữ liệu về chuyến bay để kiểm tra tính chính xác của các phương
trình khí động học và cân bằng máy bay.
Các luận điểm cơ bản và đ ng g p mới
Nội dung luận văn gồm 4 chương:
- Chương 1 trình bày tổng quan về UAV.
- Chương 2 đưa ra cơ sở lý thuyết điều khiển vật thể bay không người lái UAV.

- Chương 3 thiết kế bộ điều khiển UAV.
- Chương 4 cho UAV chạy thử và kiểm tra chất lượng.
Phƣơng pháp nghiên cứu
Đề tài sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn (PP PTHH) là một phương pháp
số để giải các bài toán được mô tả bởi các phương trình vi phân riêng phần cùng
với các điều kiện biên cụ thể.
Xây dựng các phương trình khí động lực học, sử dụng các phương pháp toán
học để giải các phương trình vi phân, trình bày về thuyết cân bằng và ổn định máy
bay...
Tích hợp hệ thống bao gồm các cảm biến, mạch điều khiển, cơ cấu chấp hành,
phát triển phần mềm điều khiển dựa trên phần mềm mã nguồn mở, xây dựng thuật
toán xử lý ảnh...
9


Tiến hành bay thử nghiệm, kiểm tra các chế độ bay, bay theo quỹ đạo, kiểm tra
thu thập các dữ liệu trong quá trình bay.
Kết quả đề tài cần đạt đƣợc
+ Nghiên cứu lý thuyết về điều khiển vật thể bay không người lái UAV từ đó đưa
ra hệ phương trình động học và động lực học.
+ Giải các hệ phương trình trên bằng phương pháp tuyến tính hóa và đưa ra các
phương trình trạng thái bay cân bằng và ổn định.
+ Thiết kế hệ thống điều khiển với khả năng bay linh hoạt, ổn định và tầm hoạt
động 2-4 km trong 30 phút.
+ Tích hợp các hệ thống cơ khí, điện tử, phần mềm cho một mô hình máy bay cánh
bằng cụ thể.
+ Thử nghiệm bay thật và đánh giá chất lượng của hệ thống điều khiển.
Tuy đã rất nỗ lực hoàn thành và kiểm tra các tính toán nhưng luận văn chắc
chắn không tránh khỏi thiếu sót và hạn chế. Rất mong nhận được sự đánh giá, đóng
góp của quý thầy cô và bạn bè để có thể giúp đỡ tôi hoàn thiện hơn trong các

nghiên cứu sau này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô và các bạn đồng môn đã giúp đỡ tôi
hoàn thành luận văn này, đặc biệt là sự tận tình chỉ dạy, giúp đỡ của TS. Bùi Quý
Lực và TS. Lê Giang Nam. Tôi xin chân thành cảm ơn.
TÁC GIẢ

Nguyễn Ngọc Bình

10


CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ UAV
1.1. Giới thiệu về UAV
1.1.1. Khái niệm về UAV
UAV là viết tắt của "Unmanned Aerial Vehicle" ("Phương tiện hàng không
không người lái", hay thường gọi là "Máy bay không người lái").
Theo đúng như tên gọi của mình, trên UAV hoàn toàn không có người điều
khiển ngồi ở khoang lái. UAV có thể được điều khiển từ xa (bởi một người điều
khiển ngồi tại một trạm điều khiển trên mặt đất) hoặc cũng có thể tự bay theo các
lịch trình đã được lập trình từ sẵn, hoặc theo sự điều khiển của các hệ thống máy
tính phức tạp.
Để phân biệt rõ ràng giữa UAV và các loại tên lửa, chúng ta có thể định nghĩa
UAV là một loại máy bay có khả năng bay theo sự điều khiển cố định và được
trang bị các động cơ phản lực, động cơ điện…
Còn tên lửa hành trình có thể được coi là một loại UAV, song cần chỉ ra rõ ràng
rằng chúng được sử dụng làm vũ khí, trong khi UAV thông thường đóng vai trò
phương tiện di chuyển.
UAV đôi khi cũng được dùng để chỉ các hệ thống UAVS (Unmanned Aerial
Vehicle System- Hệ thống phương tiện bay không người lái) hoặc UAS

(Unmanned Aerial System- Hệ thống máy bay không người lái). Ủy ban Quản lý
Hàng không Liên bang Hoa Kỳ (FAA) đang sử dụng cụm từ UAS để nhấn mạnh
rằng các hệ thống này không chỉ bao gồm máy bay mà còn bao gồm cả trạm kiểm
soát trên mặt đất và một số thiết bị khác. Trong các văn bản chính thức, cụm từ
"Unmanned Aerial Vehicle" (UAV) đã được thay đổi thành "Unmmaned Aircraft
System" để làm rõ tính hệ thống của UAS như đã nói ở trên. Tuy vậy, trong ngôn
ngữ nói hàng ngày chúng ta vẫn sử dụng cụm từ UAV nhiều hơn.
1.1.2. Các ứng dụng của UAV
-Bia ngắm bắn: đóng vai trò bia ngắm bắn cho các hệ thống vũ khí trên mặt đất và
trên không.
-Do thám: tìm kiếm thông tin chiến thuật trên chiến trường.
-Tấn công: đảm nhiệm vai trò tấn công trong các nhiệm vụ mang tính rủi ro cao.

11


-Nghiên cứu và phát triển: đảm nhiệm vai trò vật thí nghiệm với các công nghệ
UAV mới.
-UAV dân dụng và thƣơng mại: các mẫu UAV được thiết kế nhằm áp dụng vào
các mục đích dân dụng và thương mại.
1.1.3. Các tính năng chủ yếu của UAV
Một vài mẫu UAV đầu tiên được gọi là drone – một loại UAV rất đơn giản: có
thể coi drone là một loại máy bay lúc nào cũng cần được điều khiển từ xa bởi người
lái (hay còn gọi là người điều khiển). Các phiên bản UAV tinh vi hơn có thể có tính
năng điều khiển được tích hợp và các hệ thống tìm đường đóng vai trò điều khiển ở
mức độ thấp (ví dụ như điều khiển tốc độ hoặc cân bằng máy bay), hoặc các tính
năng định tuyến đơn giản như bay theo một tuyến đường đã được định sẵn.
Nếu nhìn từ cách này thì có thể nói phần lớn các mẫu UAV đầu tiên đều không
hề mang tính độc lập. Thực tế, lĩnh vực nghiên cứu phát triển khả năng tự điều
khiển (Autonomy) là một lĩnh vực nghiên cứu khá mới mẻ, được tài trợ chủ yếu bởi

quân đội với mục đích tìm ra các công nghệ mới sẵn sàng cho chiến tranh. Các lĩnh
vực công nghệ Autonomy đóng vai trò quan trọng đối với sự phát triển của UAV.
-Kết hợp cảm biến: Kết hợp thông tin từ nhiều cảm biến được sử dụng trên thiết bị.
-Liên lạc: đảm nhiệm quá trình liên lạc và phối hợp giữa các thành phần khác nhau
của hệ thống, trong trường hợp thông tin không đủ và không hoàn hảo.
-Lên lịch trình: tìm ra tuyến đường tối ưu trong khi phải đảm bảo đạt được một số
mục tiêu, tránh các vật cản.
-Phân bổ nhiệm vụ và lên kế hoạch: tìm ra cách phân bổ nhiệm vụ tối ưu tới các
thành phần của hệ thống, trong điều kiện thời gian và phần cứng bị giới hạn.
-Chiến lƣợc phối hợp: tạo ra kế hoạch và cách phân bổ hoạt động tối ưu giữa các
thành phần của hệ thống nhằm đạt được khả năng thành công lớn nhất trong mỗi
nhiệm vụ.
1.2. Lịch sử phát triển của UAV
1.2.1. Lịch sử phát triển của UAV trên thế giới
Năm 1915, nhà sáng chế Nikola Tesla (1856 - 1943), người Mỹ được sinh ra ở
Croatia, đã đề ra khái niệm đầu tiên để nghiên cứu UAV. Lúc ấy, Tesla tin rằng đây
sẽ là một phương tiện đem lại ưu thế trên chiến trường trong tương lai. Đến năm
1919, nhà sáng chế Elmer Ambrose Sperry thử nghiệm thành công việc dùng thiết
12


bị dạng máy bay không người lái đánh chìm một tàu chiến. Bước ngoặt tiếp theo
diễn ra vào thập niên 1950 khi Lầu Năm Góc chính thức thử nghiệm UAV để tiến
hành các phi vụ do thám từ xa ở trần bay có thể lên đến 18 km. Loại UAV này là
Ryan Firebee, được phát triển dựa trên hợp đồng giữa Lầu Năm Góc với Công ty
hàng không Ryan. Ryan Firebee có nhiều phiên bản khác nhau, trong đó phiên bản
tiêu chuẩn có chiều dài khoảng 7 m, sải cánh 3.9 m, trần bay 18 km, tốc độ tối đa
khoảng 1.100 km/giờ, đủ sức hoạt động liên tục trong 75 phút. Nó có thể được
phóng đi từ máy bay mẹ, thường là loại phi cơ vận tải C-130. Dòng Ryan Lightning
Bug là một biến thể của loại Ryan Firebee [1].

Năm 1964, Ryan Lightning Bug được triển khai tại căn cứ không quân ở Biên
Hòa (Việt Nam) và U-Tapao (Thái Lan) để tiến hành do thám miền Bắc Việt Nam,
Trung Quốc, Lào và Campuchia. Lúc bấy giờ, loại UAV này mang nhiệm vụ trinh
sát dò tìm các địa điểm tập trung chiến đấu cơ, tên lửa đối không, chụp hình, quay
phim và cả định vị mục tiêu để máy bay Mỹ tiến hành tấn công. Tiếp đo trong các
cuộc chiến tranh của Mỹ UAV càng ngày xuất hiện thường xuyên và nắm giữ vị trí
quan trọng hơn.
Trong giai đoạn từ năm 2000—2010 số lượng UAV trong biên chế của lực
lượng vũ trang Mỹ tăng vọt 136 lần, từ 50 đến 6800 chiếc. Dự báo, khoảng 30 năm
tới số lượng các UAV quân sự của Mỹ sẽ tăng thêm 4 lần. Đến năm 2005, số lượng
UAV của các nước khối quân sự NATO là 75310 chiếc, trong đó 60 nghìn UAV
đến năm 2006 đã có trong biên chế của lực lượng quân sự liên minh NATO. Đến
năm 2008 Mỹ và NATO đã tích cực triển khai khoảng 300 chương trình nghiên
cứu, chế tạo các UAV [2].
Những mẫu UAV nổi tiếng trên thị trường quân sự thế giới do có những tính
năng kỹ thuật nổi bật như khối lượng hữu ích lớn, tầm bay xa và thời gian bay dài
là [3]: Euro Hawk (Mỹ), RQ-4 Global Hawk (Mỹ), RQ-7A Shadow 200/400/600
(Mỹ), Chacal-2 (Pháp), Dasault Neuron (Pháp), Eagle Eye(CIIIA), RQ-8A/MQ-8
FireScout (Mỹ), A160 Hummingbird (Mỹ), ElbitHermes 180/450/900/1500 (Mỹ),
MQ-1 Predatỏ (Mỹ), IAI Searcher II (Israel),MQ-9 Reaper (Mỹ), Sperwer MkII
(Pháp), Patroller (Pháp), Barracuda-2 2 (Liên bang Đức), X-47B Pegasus (Mỹ),
Aerostar (Israel), Zephyr (Anh), Avenger (Mỹ) và Falco (Ý).

13


Trong đó, MQ-1 Predator đạt tốc độ tối đa 217 km/giờ, tầm bay 1.100 km và
trần bay 7.6 km, có thể hoạt động liên tục trong 24 giờ mà không cần tiếp thêm
nhiên liệu, mang theo các loại tên lửa đối đất AGM-114 Hellfire và AGM-175
Griffin, tên lửa đối không AIM-92 Stinger. Còn MQ-9 Reaper đạt tốc độ tối đa xấp

xỉ 900 km/giờ, tầm hoạt động 1.850 km, trần bay 15 km, có thể hoạt động suốt 18
giờ, tích hợp 7 gá treo vũ khí để mang theo 14 tên lửa đối đất AGM-114 Hellfire
hoặc 2 quả bom GBU-12 Paveway II.
Theo chương trình Long-Range Strike triển khai năm 2012, Mỹ đang nỗ lực
phát triển UAV tốc độ siêu thanh, tương lai sẽ trở thành máy bay ném bom chiến
lược không người lái thế hệ mới. Song song cùng với chương trình nay, các nhà
khoa học Mỹ đang nghiên cứu thiết kế nguyên mẫu UAV cơ bản, từ đó phát triển
các UAV có những tính năng kỹ chiến thuật khác nhau như tiêm kích đánh chặn,
cường kích, trinh sát, AWACS, vận tải, tác chiến điện tử, thông tin liên lạc và tiếp
dầu trên không.
Sự phát triển UAV của Nga có phần chậm hơn so với Trung Quốc và Mỹ.
Năm 2007, Bộ quốc phòng Nga đã chi 5 tỷ rúp phát triển UAV, nhưng đến tháng
4/2009 các dự án phát triển UAV vẫn đang nằm ở dạng model và văn bản thiết kế.
Bộ Quốc phòng Nga ký hợp đồng mua và lắp ráp bản địa 12 chiếc UAV Israel
BirdEye-400, I-View Mk150 và Searcher II với tổng chi phí 53 triệu đô la. Năm
2010, hợp đồng với Israel Aerospace Industries được mở rộng đến 400 triệu đô la.
Các UAV Israel sẽ lắp đặt tại nhà máy trực thăng Kazal. Cùng thời gian này, Nga
cũng đưa vào biên chế UAV trinh sát và chỉ thị mục tiêu, điều khiển hỏa lực pháo
binh Tipchak, phát triển bởi Trung tâm Thiết kế Luch.

14


Hình 1.1: Máy bay trinh sát pháo binh "Tipchak" Nga
1.2.2. Lịch sử phát triển của UAV ở Việt Nam
Mục tiêu bay là phương tiện bay không người lái (điều khiển từ xa hoặc bay tự
động) dùng trong các hoạt động huấn luyện bắn đạn thật của lực lượng tên lửa và
pháo phòng không. Phương tiện này này giúp cho các đơn vị pháo, tên lửa huấn
luyện chiến đấu sát với thực tế hơn.
Nhằm đáp ứng yêu cầu huấn luyện, Viện Kỹ thuật Quân sự (Quân chủng Phòng

không – Không quân) đã tự nghiên cứu cải tiến thành công tên lửa không đối không
có điều khiển K-5 thành mục tiêu bay, mang tên gọi BB-3R, BB-13M và M5.
Bên cạnh việc cải tiến, quân đội ta chủ trương nghiên cứu chế tạo mục tiêu bay có
tầm bay xa, độ cao lớn hơn, có thể điều khiển.
Theo báo Thể thao & Văn hóa, năm 1996, Quân chủng Phòng không – Không
quân đã mua tổ hợp thiết bị bay DF-16 của Israel và giao cho Ban Giáo dục Quốc
phòng (Bộ Tham mưu Phòng không – Không quân) phối hợp Nhà máy A40 nghiên
cứu chế tạo.
Tới cuối năm 1999, các đơn vị này đã hoàn thành 2 mẫu mục tiêu bay thử
nghiệm M-96 (bay ngày) và M-96D (bay đêm). Những mục tiêu bay này có sự hỗ
trợ của kính ngắm quang học TZK, điều khiển bằng tay và bay bằng trong tầm
quan sát mắt thường.
Sau thời gian thử nghiệm, M-96 và M-96D được quân chủng cho phép sản xuất
hàng loạt phục vụ huấn luyện bắn đạn thật của các đơn vị pháo– tên lửa. Tuy nhiên,
15


mục tiêu bay này sớm lộ một số nhược điểm như: tầm bay ngắn, trần bay thấp, tốc
độ chậm.
Do đó, quân chủng đã tiếp tục giao cho các kỹ sư từng tham gia chế tạo M-96
nghiên cứu cải tiến. Tháng 7/2004, Viện Kỹ thuật Phòng không – Không quân đã
bay thử thành công mục tiêu bay M-100CT thế hệ mới, đáp ứng nhiều yêu cầu đề
ra (tầm bay xa hơn, trần bay cao và tốc độ cải thiện).
Việc nghiên cứu, chế tạo, cải tiến các mục tiêu bay thành công là ―nền móng‖
vững chắc để các nhà khoa học quân sự nước ta tiến tới việc phát triển máy bay
trinh sát không người lái.
Trước khi mẫu M-100CT bay thử nghiệm, ngay từ năm 2001, Viện Kỹ thuật
Phòng không – Không quân đã khởi động đề tài: ―Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy
bay không người lái điều khiển chương trình mang tên M400-CT‖.
Ngày 15/9/2005, 2 mẫu M400-CT cất cánh thử nghiệm thành công tại sân bay

Kép (Bắc Giang) với trần bay đạt được 2.000m, bán kính hoạt động 15km.
Tiếp đó, Viện Kỹ thuật Phòng không – Không quân tiếp tục cải tiến và nâng
cấp M400-CT đạt trần bay 3.000m, tốc độ 250-280km/h, bán kính hoạt động
30km.
M400-CT có thể dùng cho mục đích do thám, trinh sát, theo dõi mục tiêu trên
chiến trường, khu vực hiểm trở, nguy hiểm. Ngoài ra, nó có thể tham gia vai trò
quay phim, chụp ảnh địa hình, tìm kiếm cứu nạn.
Sự ra đời của máy bay không người lái M400-CT đã đưa Việt Nam trở thành
một trong số ít các nước Đông Nam Á tự chế tạo được loại máy bay này.
Cùng với các nhà khoa học quân sự, các cơ quan dân sự Việt Nam cũng xúc tiến
thực hiện chương trình chế tạo máy bay không người lái phục vụ mục đích khoa
học, đi đầu là Viện Công nghệ Không gian (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ
Việt Nam).
Ngay từ năm 2008, Viện Công nghệ Không gian đã bắt đầu triển khai đề tài
―Nghiên cứu chế tạo tổ hợp máy bay không người lái phục vụ nghiên cứu khoa
học‖.
Sau nhiều năm miệt mài nghiên cứu, các nhà khoa học, kỹ sư, công nhân kỹ
thuật trong nhóm đề tài đã hoàn thành 5 mẫu máy bay không người lái và

16


thực hiện cuộc bay thử thành công 2 mẫu vào ngày 3/5/2013. Sự kiện này đánh
dấu bước tiến lớn trong sự phát triển máy bay không người lái tại Việt Nam.
Các mẫu máy bay được thiết kế chế độ điều khiển tự động bay theo chương
trình lập sẵn trên nền bản đồ số. Trên các máy bay đều có khả năng mang camera
máy ảnh tác nghiệp trong điều kiện ngày và đêm. Chúng có thể cất cánh từ đường
bay, nóc ô tô, bệ phóng hoặc trên tay người.
Trong số 5 mẫu máy bay không người lái (gồm AV.UAV.MS1, AV.UAV.S1,
AV.UAV.S2, AV.UAV.S3, AV.UAV.S4), loại to lớn nhất là AV.USV.S4 có trọng

lượng tối đa tới 170kg, dài 4,2m, sải cánh 5m, tải trọng có ích 50kg. Máy bay trang
bị động cơ cánh quạt cho phép đạt tốc độ lớn nhất 180km/h, trần bay 3.000m, bán
kính hoạt động tới 100km.

Hình 1.2: UAV Việt Nam, sản phẩm của HTI
Viện Nghiên cứu và Phát triển Viettel, Trung tâm khí cụ bay đã phát triển mẫu
VT-Patrol sải cánh 3,3m, trọng lượng cất cánh 26kg, UAV VT-Patrol bay với vận
tốc từ 100 đến 150km/giờ, cự ly hoạt động 50km, trinh sát bằng camera quang
hồng ngoại full HD nhận dạng và phân biệt mục tiêu binh lính trên cự ly 600m.
Định hướng sản phẩm của Viettel là chế tạo những máy bay không người lái
tầm trung có thời gian bay 15-24 giờ phục vụ cho trinh sát cấp chiến dịch, chiến
lược... Hơn nữa là các thiết bị bay tối tân khác có trần bay cao để tăng cường khả
năng phòng vệ cho đất nước [4].

17


1.2.3. Xu hƣớng phát triển của UAV
Khả năng tự điều khiển (Autonomy) có thể được định nghĩa là khả năng đưa ra
quyết định mà không cần tới sự can thiệp của con người.
Do đó, để thiết bị có thể đạt được khả năng tự điều khiển, con người cần dạy
cho máy móc trở nên "thông minh" và có khả năng suy nghĩ giống với chúng ta
hơn nữa.
Những người theo dõi sát sao thế giới khoa học công nghệ có thể so sánh lĩnh
vực Autonomy với các thành tự của lĩnh vực trí thông minh nhân tạo (Artificial
Intelligence – AI) vào thập niên 1980 và 1990, với thành quả là những hệ thống
chuyên gia, các mạng suy nghĩ, khả năng tự học hỏi của máy móc, khả năng phân
tích ngôn ngữ tự nhiên.
Tuy vậy, lĩnh vực Autonomy hiện đang phát triển chủ yếu theo hướng từ dưới
đi lên, và các thành tựu mới đều đến từ khoa học điều khiển (Control science), thay

vì khoa học máy tính (Computer Science). Do đó, khả năng tự điều khiển của UAV
đã và sẽ tiếp tục là một nhánh con của khoa học điều khiển.
Trong tương lai gần, 2 lĩnh vực này (khoa học điều khiển và khoa học máy tính)
sẽ sớm kết hợp mạnh mẽ hơn nữa, và các nhà khoa học của cả 2 lĩnh vực sẽ phối
hợp hoạt động để tạo ra những thành tựu vượt trội.
Có thể nói, đến một mức độ nhất định, mục đích cuối cùng của lĩnh vực
Autonomy là thay thế hoàn toàn con người ở vị trí điều khiển UAV. Tuy vậy, cho
tới giờ chúng ta vẫn chưa thể trả lời được liệu sự phát triển của lĩnh vực Autonomy,
cách con người nhìn nhận về lĩnh vực này, quan trọng nhất là các phản ứng về mặt
chính trị đối với lĩnh vực này có cản trở sự phát triển và ứng dụng của UAV hay
không.
Theo chính sách 4568 của NATO, tất cả các UAV của liên minh quân sự này
đều phải được điều khiển sử dụng hệ thống TCS (Tactical Control System – Hệ
thống điều khiển chiến lược), một hệ thống được phát triển bởi công ty phần mềm
Raytheon [5].
1.3. Hƣớng tiếp cận của đề tài
Theo phân tích ở trên chúng ta có thể thấy xu hướng phát triển mạnh mẽ của
UAV trên thế giới. Tuy nhiên ở nước ta việc nghiên cứu cũng như chế tạo hệ thống
điều khiển cho UAV giá thành cao, chưa sản xuất đại trà cũng chưa có thể phục vụ
18


các mục tiêu ngoài ngành quân sự và nghiên cứu. Từ đó đặt yêu cầu cấp thiết cho
việc tiếp cận cũng như làm chủ công nghệ này trong tương lai gần nhằm đảm bảo
an ninh quốc gia cũng như sự phát triển của các ngành khoa học trong nước. Đề tài
đã xây dựng mô hình toán học dựa vào một máy bay cánh bằng cụ thể. Sau đó gắn
cho máy bay một hệ tọa độ rồi đưa ra các hệ phương trình động học và động lực
học của máy bay. Tiếp đó giải chúng bằng phương pháp tuyến tính hóa rồi đưa ra
các phương trình trạng thái bay cân bằng và ổn định. Từ đó xây dựng thuật toán và
hệ thống điều khiển cho UAV bao gồm các thành phần: định vị; cảm biến; truyền

dẫn dữ liệu; thành phần truyền động và thành phần xử lý trung tâm. Thiết kế phần
mềm cho phép điều khiển và giám sát ở mặt đất. Cuối cùng tích hợp tất cả các hệ
thống bao gồm cơ khí, điện tử và phần mềm điều khiển vào UAV rồi cho chạy thử
để kiểm nghiệm. Nội dung kiểm nghiệm cho phép đánh giá tính chính xác của thiết
bị định vị bằng vệ tinh GPS; cảm biến đo lường quán tính IMU; bộ thu phát sóng
RF và các chế độ bay tự động, bằng tay.
1.4. Kết luận chƣơng 1
Trong chương 1 trình bày các khái niệm, ứng dụng cũng như các tính năng chủ
yếu của UAV. Từ đó cho thấy tổng quan về các lĩnh vực ứng dụng và các chức
năng mà một UAV có khả năng thực hiện. Luận văn cũng đã trình bày lịch sử phát
triển của UAV ở trong và ngoài nước, những bước tiến phát triển mạnh mẽ của nó.
Qua đó dự đoán được xu hướng phát triển của UAV trong tương lai và đưa ra mục
tiêu tác giả tiếp cận trong đề tài.

19


CHƢƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ĐIỀU KHIỂN VẬT THỂ BAY KHÔNG NGƢỜI
LÁI UAV
2.1. Các thông số kỹ thuật của UAV
2.1.1. Thông số kỹ thuật của vật liệu chế tạo UAV
Các bộ phận của máy bay (UAV) đảm bảo các yêu cầu sau:
Sải cánh (m)

1-2

Chiều dài thân (m)

0,8-1

Tải trọng (kg)

1,5-2

Hoạt động trong cấp gió

0- 6

Tầm cao(m)

150

Vận tốc (m/s)

10

Chọn máy bay mô hình skysurfer, số hiệu 7703AD, thương hiệu edomodel, do
công ty Zhejiang, Trung Quốc sản xuất . Máy bay skysurfer có các thông số kỹ
thuật như sau:
+Hệ thống cánh, đuôi đứng, đuôi ngang và thân máy bay được làm từ vật liệu
composit, riêng cánh được gia cố thêm bằng 1 thanh thép cacbon cường cứng chịu
kéo nén cao. Do đó có thể coi như chất liệu của các phần trên là composit. Thông
số kỹ thuật của loại composit và thép này như sau:
Bảng 2.1: Thông số cơ học sợi composit (E glass fiber)
Đặc tính

Giá trị

Đơn vị

Độ bền kéo

3445

Mpa

Cường độ nén

1080

Mpa

Khối lượng riêng

2770

kg/m3

Độ nở vì nhiệt

5.4

mm/(moC)

Nhiệt nóng chảy

846

20

o

C


Bảng 2.2: Thông số cơ học thép Cacbon thƣờng
Đặc tính

Giá trị

Đơn vị

Môđun đàn hồi

2.1e+11

N/m2

Hệ số Poa-xông

0.28

N/A

Môđun trượt

7.9e+10

N/m2

Khối lượng riêng

7800

kg/m3

Độ bền kéo giới hạn

399826000

N/m2

Độ bền nén theo X

0

N/m2

Giới hạn đàn hồi

220594000

N/m2

Độ nở vì nhiệt

1.3e-5

/K

Độ dẫn nhiệt

43

W/(kg.K)

Nhiệt dung riêng

440

J/(kg.K)

Hệ số chống rung của vật liệu

0

N/A

-Phần gắn động cơ điện của máy bay được làm bằng nhựa polyurêtan (dùng trong
sản xuất ô tô)
Bảng 2.3: Thông số cơ học nhựa polyurêtan
Đặc tính

Giá trị

Đơn vị

Môđun đàn hồi theo X

2.0e+11

N/m2

Hệ số Poa-xông theo XY

0.38

N/A

Môđun trượt theo X

1225.2

N/m2

Khối lượng riêng

980

kg/m3

Độ bền kéo giới hạn

238360000

N/m2

Độ bền nén theo X

0

N/m2

Giới hạn đàn hồi

120296000

N/m2

Độ nở vì nhiệt

1.1e-5

/K

Độ dẫn nhiệt

0.12

W/(kg.K)

Nhiệt dung riêng

10

J/(kg.K)

Hệ số chống rung của vật liệu

0

N/A

-Bánh xe được làm từ vật liệu cao su tổng hợp:

21


Bảng 2.4: Thông số cơ học cao su tổng hợp
Đặc tính

Giá trị

Đơn vị

Môđun đàn hồi

610000

N/m2

Hệ số Poa-xông

0.49

N/A

Môđun trượt

2900000

N/m2

Khối lượng riêng

1000

kg/m3

Độ bền kéo giới hạn

13787100

N/m2

Độ bền nén theo X

0

N/m2

Giới hạn đàn hồi

9237370

N/m2

Độ nở vì nhiệt

0.00067

/K

Độ dẫn nhiệt

0.14

W/(kg.K)

Nhiệt dung riêng

11

J/(kg.K)

Hệ số chống rung của vật liệu

0

N/A

2.1.2. Khảo sát lực tác dụng lên các bộ phận UAV
a.Tải trọng tác dụng lên đơn vị diện tích cánh
Tải trọng đơn vị quyết định rất nhiều tới tính năng bay của máy bay và có ảnh
hưởng lớn đến cấu trúc. Về mặt khí động học, tải trọng đơn vị ảnh hưởng đến tốc
độ thất tốc, tốc độ hạ cánh của máy bay, góc đặt của cánh máy bay, và có ảnh
hưởng nghiêm trọng nhất là sự gia tải do lực quán tính ly tâm gây lên khi bay bổ
nhào, lượn vòng hẹp,...
Mô hình có tải trọng đơn vị

.

b. Lực nâng và hệ số lực nâng
+ Lực nâng bằng tổng trọng lượng máy bay
+ Hệ số lực nâng của máy bay

.

.

c. Lực ly tâm
Lực ly tâm gây lên sự gia tăng đáng kể tác động lên UAV khi mô hình thực
hiện các thao tác bay nhào lộn. Lực ly tâm gây lên sự gia tăng đáng kể tác động lên
UAV khi mô hình thực hiện các thao tác bay nhào lộn. Để tính toán sự tác động đó
áp dụng công thức sau[6]:
(1, 466.V ) 2
N  1
R.G

(2.1)
22


Trong đó:
+ N – hệ số quá tải tính ra G.
+ R – bán kính vòng lượn tính theo m.
+ G – gia tốc trọng trường 9,8 m/s2.
Máy bay UAV có tổng trọng lượng là 1,3kg và có bán kính vòng lượn là 15 m, bay
với tốc độ 10 m/s thì hệ số quá tải sẽ là:

N  1

(1, 466.10) 2
 2,5G
15.9,8

(2.2)

Trong quá trình bay lượn vòng với bán kính vòng lượn R = 15 m thì mô hình sẽ
chịu một lực nâng là: L = 2,5.1,3 = 3.25 kg .
2.1.3. Tích hợp các hệ thống cơ khí lên UAV
Phần cơ khí bao gồm:
+ Thân máy bay.
+ Cánh máy bay.
+ Đuôi đứng, đuôi ngang.
+ Càng và bánh xe.
+ Hệ truyền động.
+ Động cơ, cánh quạt.

Hình 2.1: Sản phẩm máy bay hoàn thiện
+ Thân máy bay
Thân máy bay là nơi chứa các thiết bị điện-điện tử và chịu tác động của gió
trong quá trình bay. Yêu cầu thân máy bay có khả năng chống va đập và đảm bảo
gắn các bộ phận khác như cánh, đuôi và động cơ một cách chắc chắn, các thiết bị
23


điện-điện tử cần phải bố trí sao cho gần trọng tâm và máy bay đảm bảo cân bằng.
Vì vậy để đảm bảo yêu cầu về khí động học và các yêu cầu trên, máy bay đã được
chế tạo và lắp ghép hoàn thiện đảm bảo khả năng cất cánh và bay ổn định.

Hình 2.2: Thân máy bay
+ Cánh máy bay
Cánh máy bay là một bộ phận của máy bay chịu áp suất trực tiếp của dòng
không khí đẩy trên hai bề mặt cánh. Cánh máy bay cần đảm bảo độ bền, cứng vững
cần thiết, đồng thời cánh máy bay cũng là nơi gá đặt servo để truyền động tới cánh
tà, vì vậy cánh máy bay có lõi làm bằng một thanh cacbon và một số thanh dùng để
gia cố bên ngoài giúp máy bay chịu được áp suất tác dụng lên trong quá trình bay.
Hai cánh tà gắn ở hai máy bay có tác dụng điều khiển máy bay lắc dọc trong
chuyển động bay vòng hoặc lượn vòng.

Hình 2.3: Cánh máy bay (Bên trái)
+ Đuôi đứng, đuôi ngang
Đuôi đứng và đuôi ngang là hai bộ phận giúp máy bay cân bằng và điều chỉnh
hướng, độ cao trong suốt quá trình bay. Hai cánh tà ở đuôi đứng và đuôi ngang có

24


tác dụng điều chỉnh hướng và độ cao của máy bay, chúng sẽ được điều khiển bởi
hai servo gắn ở trong thân được truyền động bằng thanh truyền.

Hình 2.4: Cánh lái đứng và cánh lái ngang
+ Càng và bánh xe
Càng và bánh xe giúp máy bay di chuyển trên mặt đất trong quá trình máy bay
chạy đà để cất cánh và tiếp đất khi hạ cánh. Càng và bánh xe giúp thân máy bay
tránh tiếp xúc trực tiếp với mặt đất do đó đảm bảo an toàn cho máy bay và các thiết
bị bên trong.

Hình 2.5: Càng trƣớc và càng sau máy bay

+ Hệ truyền động
Máy bay có cánh tà ở cánh chính và đuôi dùng để lái hướng, thay đổi độ cao giúp
máy bay thực hiện các chuyển động bay. Các cánh tà được điều khiển bằng các
servo thông qua các thanh truyền bằng cơ cấu khâu bản lề. Các thanh truyền được

25