Ứng dụng thực tế ảo mô phỏng công tác bảo dưỡng động cơ IAE v2527 ạ của dòng máy bay a320

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN PHÚC KHOA THI

ỨNG DỤNG THỰC TẾ ẢO MÔ PHỎNG CÔNG TÁC
BẢO DƢỠNG ĐỘNG CƠ IAE V2527-A5 CỦA
DÒNG MÁY BAY A320

Chuyên ngành: Kỹ Thuật Hàng Không

Mã số: 60520110

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 01, năm 2018


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG –HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học :TS. Phạm Minh Vương, TS. Ngô Khánh Hiếu
Cán bộ chấm nhận xét 1 : PGS.TS. Huỳnh Thanh Công
Cán bộ chấm nhận xét 2 : TS. Lê Tuấn Phương Nam

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM
ngày 24 tháng 01 năm 2018.

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. PGS.TS Lê Thị Minh Nghĩa
2. TS. Trần Tiến Anh

3. PGS.TS Huỳnh Thanh Công
4. TS. Lê Tuấn Phương Nam
5. TS. Lý Hùng Anh

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên
ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TRƯỞNG KHOA
KỸ THUẬT GIAO THƠNG


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Nguyễn Phúc Khoa Thi

MSHV: 1570840

Ngày, tháng, năm sinh: 21/08/1993

Nơi sinh: Long An

Chuyên ngành: Kỹ Thuật Hàng Không

Mã số : 60520110

TÊN ĐỀ TÀI: “ỨNG DỤNG THỰC TẾ ẢO MÔ PHỎNG CƠNG TÁC BẢO
DƢỠNG ĐỘNG CƠ IAE V2527-A5 CỦA DỊNG MÁY BAY A320”
I. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:


Tìm hiểu cấu tạo động cơ và kế hoạch bảo dưỡng động cơ.



Xây dựng mơ hình 3D cho động cơ.



Lập trình thực tế ảo theo cơng việc trong tài liệu bảo dưỡng.



Sản phẩm hồn thành gồm:
 Mô-đun lý thuyết
 Mô-đun thực hành

II. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 25/06/2017
III. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:24/01/2018
IV.CÁN BỘ HƢỚNG DẪN :


Cán bộ hướng dẫn chính: Tiến Sĩ Phạm Minh Vương



Cán bộ hướng dẫn phụ: Tiến Sĩ Ngô Khánh Hiếu

Tp. HCM, ngày 26 tháng 03 năm 2018.
CÁN BỘ HƢỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

TRƢỞNG KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG


LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến quý Thầy, Cô của Bộ Môn
Hàng Không, khoa Kỹ Thuật Giao Thông, Trường Đại Học Bách Khoa - Đại Học
Quốc Gia TP.HCM. Trong khoảng thời gian 2 năm theo học chương trình Cao học
tại trường, tôi rất biết ơn các Thầy, Cô đã giảng dạy và truyền đạt những kiến thức
rất bổ ích, chuyên sâu về ngành Hàng khơng giúp tơi có được nền tản kiến thức
vững chắc để tiếp tục phát triển trong tương lai.

Tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến Tiến sĩ Phạm Minh Vương và Tiến sĩ Ngô
Khánh Hiếu đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và động viên tơi trong suốt khoảng thời
gian thực hiện luận văn tốt nghiệp này.

Tôi xin được gửi lời cảm ơn trân trọng đến các anh chị đang công tác tại Công ty
DFM-Engineering đã hỗ trợ giúp tôi trong việc nghiên cứu học tập về lập trình mơ
phỏng thực tế ảo và tạo điều kiện giúp tơi có một mơi trường làm nghiên cứu thuận
lợi.

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các anh chị đang làm việc và cơng tác tại

Phịng Kỹ thuật, Công ty Cổ phần Hàng Không Jetstar Pacific Airlines đã nhiệt tình
giúp đỡ và cung cấp cho tơi những nguồn tài liệu quý báu để hoàn thành tốt luận
văn này.
Nguyễn Phúc Khoa Thi

1


TÓM TẮT LUẬN VĂN

Mục tiêu của luận văn là nhằm nghiên cứu và phát triển ứng dụng thực tế ảo vào
công tác bảo dưỡng động cơ IAE V2527-A5 dựa trên nhu cầu thực tế của ngành
Hàng khơng nói chung và hoạt động bảo dưỡng nói riêng cùng với sự phát triển của
khoa học cơng nghệ. Do đó, hướng nghiên cứu sẽ áp dụng phương pháp xây dựng
mơ hình 3D bằng phần mềm Blender và phương pháp lập trình mơ phỏng thực tế ảo
bằng phần mềm Unreal Engine 4. Song song là việc giới thiệu về cấu tạo động cơ
IAE V2527-A5 và xây dựng được các mô-đun từng thành phần bộ phận của động
cơ thành mơ hình 3D dựa theo tài liệu huấn luyện và bảo dưỡng. Qua đó kết xuất
mơ hình 3D vào trong mơi trường thực tế ảo nhằm mô phỏng lại công tác bảo
dưỡng mô-đun lá cánh. Với kết quả đạt được gồm các mơ-đun: mơ-đun trình bày
các thành phần động cơ, mô-đun tương tác tháo lá cánh, mơ-đun diễn hoạt mơ
phỏng q trình bảo dưỡng lá cánh. Trong tương lai hướng đề tài sẽ còn phát triển
thêm các mơ-đun cịn thiếu cho cơng tác bảo dưỡng dựa trên khung công việc của
luận văn.

2


ABSTRACT

The objective of the thesis is to research and develop virtual reality applications in
the maintenance of the IAE V2527-A5 engine based on the actual needs of the
aviation industry in general and maintenance in particular. Therefore, the research
direction will apply the method of building 3D model with Blender software and
virtual reality simulator programming method with Unreal Engine 4. Along with
that is the introduction about the structure of the IAE V2527 -A5 engine and build
each components of the engine into 3D model based on the training and
maintenance documentation. Then, import the 3D model into the virtual reality
environment to simulate the maintenance of the IAE V2527 -A5 engine.
The results include modules: engine components display module, module for
interacting to remove fan blade, animation module for fan blade removal.
In the future, It will also completely develop modules for maintenance based on the
framework of the thesis.

3


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan:


Luận văn thạc sĩ này do tơi thực hiện.



Các kết quả đưa ra là hồn tồn trung thực và chưa từng được ai cơng bố.



Các đoạn trích dẫn và dữ liệu liên quan đều được trích dẫn nguồn và có độ

chính xác cao nhất trong phạm vi hiểu biết của tôi.

TP.HCM, ngày 15 ,tháng 12, 2017
Tác giả,

Nguyễn Phúc Khoa Thi

4


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................1
TÓM TẮT LUẬN VĂN ............................................................................................2
ABSTRACT ...............................................................................................................3
DANH MỤC HÌNH ẢNH .........................................................................................8
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................ 11
Chƣơng 1 ..................................................................................................................12
Giới thiệu luận văn ..................................................................................................12
1.1 Lý do chọn đề tài ..........................................................................................12
1.2 Mục tiêu của luận văn ...................................................................................14
1.3 Phương pháp nghiên cứu ..............................................................................14
Chƣơng 2 ..................................................................................................................15
Phƣơng pháp mô phỏng thực tế ảo cho mơ hình 3D............................................15
2.1 Cơ sở lý thuyết ..............................................................................................15
2.2 Phương pháp xây dựng mơ hình 3D .............................................................16
2.2.1 Giới thiệu phần mềm Blender .............................................................16
2.2.2 Phương pháp chung xây dựng mơ hình 3D.........................................16
2.2.3 Áp dụng phương pháp dựng mơ hình lá cánh 3D ...............................18
2.3 Phương pháp mô phỏng thực tế ảo ...............................................................22
2.3.1 Giới thiệu phần mềm Unreal Engine 4 ...............................................22

2.3.2 Giới thiệu kính HTC VIVE ..................................................................22
5


2.3.3 Phương pháp lập trình mơ phỏng .......................................................23
Chƣơng 3 ..................................................................................................................29
Ứng dụng thực tế ảo mô phỏng động cơ IAE V2527-A5 phục vụ cho công tác
đào tạo. .....................................................................................................................29
3.1 Cơ sở lý thuyết động cơ ................................................................................29
3.1.1 Giới thiệu động cơ IAE (International Aero Engines)[1] ...................29
3.1.2 Cấu tạo động cơ ..................................................................................34
3.1.3 Áp dụng phương pháp xây dựng mơ hình 3D để xây dựng lên động cơ
3D .................................................................................................................43
3.1.4 Áp dụng phương pháp mô phỏng thực tế ảo đưa mơ hình động cơ 3D
vào lập trình thực tế ảo. ...............................................................................47
3.2 Ứng dụng thực tế ảo mô phỏng công tác bảo dưỡng. ...................................51
3.2.1 Kế hoạch kiểm tra bảo dưởng gồm: ....................................................51
3.2.2 Ứng dụng thực tế ảo mô phỏng công tác bảo dưỡng hệ thống cánh
quạt. ..............................................................................................................53
3.2.3 Ứng dụng thực tế ảo mô phỏng công tác bảo dưỡng gói (A01) A
Check của dịng máy bay A320. ...................................................................64
Chƣơng 4 ..................................................................................................................71
Kết quả và thảo luận ...............................................................................................71
4.1 Kết quả xây dựng mơ hình 3D ......................................................................71
4.2 Kết quả mơ phỏng thực tế ảo. .......................................................................71
Chƣơng 5 ..................................................................................................................76
Kết luận và hƣớng phát triển .................................................................................76
6

5.1 Kết luận .........................................................................................................76
5.2 Hướng phát triển ...........................................................................................76
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................78
PHỤ LỤC .................................................................................................................79
Phụ lục 1: Task bảo dƣỡng tháo lá cánh .........................................................79
TASK 72-38-11-000-010-A Removal of the Inlet Cone ..............................79
TASK 72-31-11-000-010-B Removal of the LP Compressor Fan Blades ...80
Phụ lục 2: Task bảo dƣỡng thay lọc nhiên liệu ..............................................88
TASK 73-12-42-000-010-B Removal of the Fuel Filter Element ..................88
TASK 73-12-42-400-010-B Installation of the Fuel Filter Element ............89
Phụ lục 3: Task kiểm tra lá cánh bằng sóng âm ............................................92
TASK 72-00-00-200-011-A TAP Test of LP Compressor Fan Blades .........92
Phụ lục 4: Các bảng thống kê kết quả ............................................................96
LÝ LỊCH TRÍCH NGANG ....................................................................................99

7


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2-1: Sơ đồ quy trình mơ phỏng thực tế ảo cho mơ hình 3D. ............................15
Hình 2-2:Sơ đồ xây dựng mơ hình 3D ......................................................................17
Hình 2- 3:Ảnh chụp lá cánh trên động cơ thực tế.....................................................18
Hình 2-4:Lá cánh được tháo rời ...............................................................................19
Hình 2-5:Thay đổi kích thước vật thể .......................................................................19
Hình 2-6: Chia đối tượng gia tăng lưới ....................................................................20
Hình 2-7: Tạo độ uốn và xoắn cho lá cánh ...............................................................20
Hình 2-8: Trước và sau khi chỉnh sửa bằng Lattice Modifier. ..................................21
Hình 2-9: Tạo độ mịn cho mơ hình lá cánh 3D ........................................................21
Hình 2-10 :Kính HTC và tay cầm StramVR ..............................................................22
Hình 2- 11: Ký hiệu các nút trên tay cầm tương ứng. ...............................................23

Hình 2- 12: Sơ đồ phương pháp chung lập trình mơ phỏng thực tế ảo ....................24
Hình 2- 13: Sơ đồ quy trình cụ thể lập trình mơ phỏng thực tế ảo ...........................25
Hình 2- 14: Thêm mơ hình lá cánh vào Blueprint Class. .........................................26
Hình 2- 15: Các node lập trình tương tác cầm đối tượng (trang 1/2) ......................26
Hình 2- 16: Các node lập trình tương tác cầm đối tượng (trang 2/2) ......................27
Hình 2- 17: Lá cánh trong mơi trường thực tế ảo.....................................................27
Hình 2- 18: Tia laser từ tay cầm đã tương tác cầm lấy được lá cánh. .....................28
Hinh 3- 1: Ký hiệu tên các chữ số của động cơ IAE V2500 .....................................31
Hinh 3- 2: Vị trí các bộ phận chính của động cơ [1]. ..............................................32
Hinh 3- 3: Các ổ bi chính của động cơ [1]. ..............................................................34
Hinh 3- 4: Các ổ bi chính của động cơ [1]. ..............................................................35
Hinh 3- 5:Mô-đun cánh quạt [1]. .............................................................................36
Hinh 3- 6: Mơ-đun vỏ ngồi máy nén thấp áp nhìn từ phía trước [1]. ....................37
Hinh 3- 7: Mơ-đun vỏ ngồi máy nén thấp áp nhìn từ phía sau [1].........................38
Hinh 3- 8: Hệ thống máy nén cao áp [1]. .................................................................39
Hinh 3- 9:Cụm máy nén cao áp [1]. .........................................................................40
Hinh 3- 10: Hệ thống buồng đốt [1]. ........................................................................40

8


Hinh 3- 11: Tua-bin cao áp [1]. ................................................................................41
Hinh 3- 12: Các tầng của tua-bin thấp áp [1]. .........................................................43
Hinh 3- 13: Động cơ được mơ hình hóa 3D .............................................................44
Hinh 3- 14: Hệ thống cánh quạt. ..............................................................................45
Hinh 3- 15: Bộ phận máy nén thấp áp. .....................................................................45
Hinh 3- 16: Bộ phận máy nén cao áp. ......................................................................46
Hinh 3- 17: Bộ phận buồng đốt.................................................................................46
Hinh 3- 18: Bộ phận Tua-bin cao áp ........................................................................47
Hinh 3- 19: Bộ phận Tua-bin thấp áp. ......................................................................47

Hinh 3- 20: Lưu đồ giải thuật lựa chọn Mô-đun ......................................................48
Hinh 3- 21: Lưu đồ giải thuật hiển thị Mô-đun lý thuyết. .........................................50
Hinh 3- 22: Sơ đồ code tương tác chọn hiển thị bộ phận lá cánh động của máy nén
thấp áp. ......................................................................................................................51
Hinh 3- 23: Sơ đồ kế hoạch bảo dưỡng ....................................................................51
Hinh 3- 24: Quy trình bảo dưỡng định kỳ hệ thống cánh quạt .................................55
Hinh 3- 25: Hệ thống cánh quạt 3D .........................................................................56
Hinh 3- 26: Lá cánh 3D. ...........................................................................................56
Hinh 3- 27: Lưu đồ giải thuật mô-đun thực hành 1 ..................................................58
Hinh 3- 28: Sơ đồ code cho diễn hoạt mô-đun thực hành 1 .....................................59
Hinh 3- 29: Sơ đồ code cho diễn hoạt bộ phận tấm ốp chỉnh dịng..........................59
Hinh 3- 30: Lưu đồ giải thuật Mơ-đun thực hành 2. ................................................61
Hinh 3- 31: Sơ đồ giải thuật Raycast tương tác đến hệ thống cánh quạt .................62
Hinh 3- 32: Sơ đồ code tương tác cầm bu-lông số 1 của tấm ốp chỉnh dòng. .........62
Hinh 3- 33: Sơ đồ code thả và đặt các đối tượng .....................................................63
Hinh 3- 34: Sơ đồ code thả và đặt bu-lông số 1 của tấm ốp chỉnh dịng..................63
Hinh 3- 35: Quy trình bảo dưỡng định kỳ hệ thống cánh quạt .................................65
Hinh 3- 36: Hệ thống làm mát dầu bằng nhiên liệu .................................................66
Hinh 3- 37: Lưu đồ giải thuật thao tác chọn cơng việc trong gói A Check ..............66
Hinh 3- 38: Lưu đồ giải thuật thao tác thực hiện các bước tháo lọc nhiên liệu.......68

9


Hinh 3- 39: Sơ đồ giải thuật Raycast tương tác đến hệ thống làm mát dầu nhờn
bằng nhiên liệu. .........................................................................................................69
Hinh 3- 40: Sơ đồ code tương tác cầm tháo nút xả ..................................................69
Hinh 3- 41: Sơ đồ code thả và đặt các bộ phận của hệ thống làm mát dầu nhờn
bằng nhiên liệu. .........................................................................................................70
Hinh 3- 42: Sơ đồ code thả và đặt nút xả. ................................................................70

Hình 4- 1: Bảng lựa chọn Mơ-đun cần học. .............................................................72
Hình 4- 2: Bảng lựa chọn hiển thị bộ phận động cơ. ...............................................73
Hình 4- 3: Động cơ được hiển thị 4 mơ-đun chính ...................................................73
Hình 4- 4: Hiển thị mô-đun lá cánh tĩnh máy nén tháp áp cùng thông tin. ..............74
Hình 4- 5: Mơ-đun diễn hoạt tự động một bước của cơng việc tháo lá cánh. ..........74
Hình 4- 6: Tương tác vào bu-lơng ............................................................................75
Hình 4- 7: Tương tác tháo bu-lông ra khỏi bộ phận.................................................75

10


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1: Nguồn tham chiếu sử dụng cho xây dựng mơ hình 3D ...........................96
Bảng 2: Định lượng kết quả xây dựng mơ hình 3D của động cơ..........................97
Bảng 3: Kết quả mô phỏng công việc bảo dưỡng hệ thống cánh quạt ..................98
Bảng 4: Kết quả mô phỏng công việc bảo dưỡng lọc nhiên liệu ...........................98

11


Chương 1
Giới thiệu luận văn

1.1 Lý do chọn đề tài
Hiện nay, trong công cuộc giáo dục - đào tạo trên thế giới nói chung và Việt Nam
nói riêng đã và đang chuyển dần từ việc đào tạo bằng sách hay tài liệu sang việc
ứng dụng các công nghệ tương tác vào giảng dạy. Công nghệ thực tế ảo (Virtual
Reality - VR) là một công nghệ rất phát triển hiện nay đang được sử dụng rộng
rải. Đó là sự phát triển đột phá của thực tế ảo và nó tạo được hiệu quả cao trong
giảng dạy.

Để nghiên cứu về các ứng dụng của Công nghệ thực tế ảo, cần nhấn mạnh đến ba
điểm chính quan trọng của cơng nghệ này đó là:


Tính tương tác: con người có thể giao tiếp, tương tác trong mơi trường thực tế
ảo và có khả năng thay đổi trạng thái, điều khiển các thứ trong môi trường thực
tế ảo.



Tính đắm chìm: giúp con người có cảm giác như đang chìm đắm, nhập vai vào
một mơi trường ảo, một thế giới ảo và hịa lẫn vào đó như thế giới thật do con
người, máy tính tạo ra.



Tính tưởng tượng: giúp con người có thể tự hình dung, tưởng tượng ra các tính
huống, các vấn đề trong đời sống xã hội thực. Ví dụ như đang tưởng tượng đang
điều khiển các thiết bị máy móc trong cơng nghiệp, y tế, giáo dục, qn sự…

Qua các tính năng đó có thể thấy được Cơng nghệ thực tế ảo thực sự đã mang đến
những nét khác biệt, hấp dẫn trong giảng dạy và đào tạo. Và một trong những khác
biệt mà Công nghệ thực tế ảo mang lại rất hữu ích và mang tính ứng dụng cao. Đặc
biệt là trong việc đào tào các thợ máy, kỹ sư bảo dưỡng trong ngành hàng không.
12


Với sự phát triển của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đã ngày càng giúp ngành
hàng không phát triển vượt bậc. Các máy bay được sản xuất với công nghệ cải tiến
hơn, mang đến cho con người sự an toàn hơn, trải nghiệm sự tiện nghi hơn. Để đáp

ứng được sự phát triển đó thì cũng cần có một đội ngũ bảo trì, bảo dưỡng tay nghề
cao mà hơn hết là bảo dưỡng động cơ máy bay, động cơ là yếu tố đặc biệt quan
trọng và phải bảo dưỡng, theo dõi thường xuyên. Công nghiệp 4.0 đã kết nối ứng
dụng công nghệ thực tế ảo vào lĩnh vực đào tạo hứa hẹn sẽ làm thay đổi hoàn toàn
cách dạy và học, đồng thời nâng cao tính tiếp cận trực quan.
Hiện nay ở Việt Nam, công tác đào tạo bảo dưỡng hàng khơng vẫn cịn giảng dạy
theo phương pháp áp dụng kết hợp giữa máy vi tính và máy chiếu cùng với các tài
liệu bảo dưỡng vào giảng dạy. Với phương pháp này, bên cạnh tài liệu bảo dưỡng
vẫn có các hình ảnh 2D, mơ hình 3D, các clip hướng dẫn bảo dưỡng thì người học
chỉ tiếp thu về mặt kiến thức, các thao tác bảo dưỡng nhưng vẫn chưa tưởng tượng
ra môi trường thật, thao tác thật là như thế nào. Và khi bắt tay vào thực hành bảo
dưỡng thực tế thì người học sẽ gặp đơi chút lúng túng. Công nghệ thực tế ảo sẽ đáp
ứng và giải quyết vấn đề này. Một môi trường ảo, động cơ ảo sẽ được mơ phỏng bởi
cơng nghệ thực tế ảo. Nó giúp người học sẽ có cái nhìn trực quan về công tác bảo
dưỡng, hiểu được môi trường như thế nào, động cơ ra sao, sẽ nhớ sâu hơn về cấu
tạo động cơ, các bước thao tác thực hiện.
Tuy nhiên, cùng với sự hữu ích mà cơng nghệ thực tế ảo mang lại trong bảo dưỡng
hàng khơng thì việc tạo ra ứng dụng mô phỏng bảo dưỡng rất tốn nhiều chi phí và
vơ cùng phức tạp. Do đó, hiện nay vẫn chưa có ứng dụng thực tế ảo nào cho cơng
tác đào tạo bảo dưỡng hàng không tại Việt Nam. Nên để giúp người học có cái nhìn
trực quan và cơng tác bảo dưỡng được nâng cao thì phải mơ phỏng được đúng quá
trình bảo dưỡng của động cơ.
Vì vậy mục tiêu nghiên cứu của luận văn là nghiên cứu phát triển mô phỏng
thực tế ảo vào công tác bảo dƣỡng động cơ.

13


1.2 Mục tiêu của luận văn
Những nhiệm vụ chính trong luận văn:



Tìm hiểu cấu tạo động cơ theo tài liệu của nhà sản xuất.



Khái quát về kế hoạch bảo dưỡng động cơ.



Xây dựng mơ hình 3D dựa trên tài liệu cấu tạo động cơ từ nhà sản xuất.



Đưa mơ hình 3D vào lập trình thực tế ảo theo nhiệm vụ bảo dưỡng đã xác định.



Sản phẩm hoàn thành gồm các mơ-đun:
 Mơ-đun trình bày thơng tin của từng bộ phận động cơ,
 Mô-đun diễn hoạt mô phỏng bảo dưỡng lá cánh
 Mô-đun tương tác tháo lá cánh.
 Mô-đun tương tác tháo lọc nhiên liệu thuộc gói bảo dưỡng A-Check

1.3 Phƣơng pháp nghiên cứu
Phương pháp xây dựng mơ hình 3D sử dụng phần mềm Blender để dựng nên toàn
bộ các bộ phận, đối tượng thuộc mơ-đun lá cánh; các mơ-đun chính của động cơ
nằm trong chương trình huấn luyện cơ bản chung.
Sau khi hoàn tất việc xây dựng tất cả các mơ hình 3D sẽ áp dụng phương pháp mơ
phỏng thực tế ảo sử dụng phần mềm Unreal Engine 4 dựa trên nền tảng ngơn ngữ

lập trình Blueprint để tạo nên một môi trường ảo, động cơ ảo nhằm mô phỏng q
trình bảo dưỡng động cơ. Sử dụng thuật tốn Raycast cho tương tác cầm thả đối
tượng.

14


Chương 2
Phƣơng pháp mô phỏng thực tế ảo cho mô hình 3D
2.1 Cơ sở lý thuyết
Để xây dựng một mơi trường thực tế ảo cho một đối tượng ta cần xác định đối
tượng cần mơ phỏng. Từ đó, áp dụng phương pháp xây dựng mơ hình 3D cho đối
tượng đó bằng phần mềm Blender . Sau khi đã xây dựng mơ hình 3D hồn chỉnh sẽ
tiến hành áp dụng phương pháp mô phỏng thực tế ảo để đưa đối tượng vào mơi
trường ảo và lập trình mơ phỏng trên nền tảng ngơn ngữ lập trình Blueprint bằng
phần mềm Unreal Engine 4.
Sơ đồ sau thể hiện phương pháp mô phỏng thực tế ảo cho mơ hình 3D.

Hình 2-1: Sơ đồ quy trình mơ phỏng thực tế ảo cho mơ hình 3D

15


Tổ hợp tập lệnh của Blueprints trong Unreal Engine là một tổ hợp các tập lệnh
gameplay hoàn chỉnh dựa trên khái niệm việc sử dụng một giao diện các “Node” để
tạo ra các yếu tố gameplay trong trình Unreal Editor. Cũng như nhiều tập lệnh ngơn
ngữ phổ biến khác, nó được sử dụng để định nghĩa các lớp (classes) hoặc các đối
tượng trong công cụ. Kiểu tập lệnh “Node” này rất linh hoạt và mạnh mẽ vì nó cung
cấp cho các nhà thiết kế sử dụng hầu như toàn bộ các cơng cụ và các khái niệm nói
chung. Ngồi ra, Blueprint cũng sẵn có ngơn ngữ C++ của Unreal Engine cho phép

các lập trình viên tạo ra các hệ thống đường cơ sở mà các nhà thiết kế cần mở rộng.
Thuật toán Raycast là thuật toán tạo ra một tia laser để tham chiếu đến đối tượng,
khi có tia laser tiếp xúc sẽ thực hiện các tính năng tùy mục đích, trong luận văn sẽ
thiết lập tính năng gắn đối tượng vào tia laser tạo cảm giác đang tương tác cầm đối
tượng. Từ đó sẽ lập trình tương tác các thao tác bảo dưỡng động cơ.

2.2 Phƣơng pháp xây dựng mơ hình 3D
2.2.1 Giới thiệu phần mềm Blender
Blender là một phần mềm đồ họa 3D miễn phí với mã ngồn mở. Blender có thể
được sử dụng để tạo ra các hình ảnh 3D như hình ảnh, video và các trị chơi tương
tác thời gian thực. Blender tích hợp và cung cấp đầy đủ các bộ công cụ để tạo nội
dung 3D.
2.2.2 Phƣơng pháp chung xây dựng mơ hình 3D
Quy trình để xây dựng lên một mơ hình 3D hồn chỉnh được thể hiện như sơ đồ
(hình 2-2). Đây là một quy trình chung nhất để từ đó có thể áp dụng vào xây dựng
lên mơ hình 3D cho bất kỳ một đối tượng nào.

16


Hình 2-2: Quy trình xây dựng mơ hình 3D
Tham khảo đối tượng: là vấn đề đặt ra cho đối tượng cần mơ hình hóa 3D ở đây là
gì (nhà cửa, xe, vật dụng, con người, động vật, v.v…). Sau khi xác định được đối
tượng cần mơ hình hóa 3D thì việc tiếp theo là xác định nguồn tham chiếu, tham
khảo là gì, chung nhất có 4 nguồn tham chiếu:
 Hình dạng, ảnh chụp: xác định hình dạng bằng mắt, ảnh chụp đưa vào
trực tiếp phần mềm để tham chiếu.
 Bản vẽ: việc mơ hình hóa 3D từ bản vẽ sẽ cho tỉ lể mơ hình so với vật
thể thật chính xác 100%

17


 Vật thể thật : mơ hình hóa 3D từ việc đối chiếu nhìn từ vật thể thật bên
ngồi
 Mơ hình có sẵn: có thể xây dựng một mơ hình mới từ một mơ hình sẵn
có bằng việc chỉnh sửa biến đổi mơ hình
Xây dựng, vẽ tạo lưới: sau khi xác định được đối tượng, nguồn tham chiếu thì sẽ
tiến hành xây dựng mơ hình bằng cách vẽ tạo lưới, các khung sườn phần thơ của mơ
hình
Modeling: việc áp dụng các cơng cụ và tính năng của phần mềm Blender để xây
dựng, hiệu chỉnh mơ hình 3D chỉnh chu và hoàn hảo hơn.
Thêm chất liệu, màu sắc: đây là khâu cần thiết để cho mơ hình có được màu sắc như
vật thể thật. Chất liệu là tính chất của vật thể đó (gỗ, gương, chất lỏng, kim loại…)
2.2.3 Áp dụng phƣơng pháp dựng mơ hình lá cánh 3D
Dựa theo phương pháp chung xây dựng một mơ hình 3D, áp dụng vào để mơ hình
hóa 3D lá cánh.
Tham khảo đối tượng: nhìn từ ảnh chụp để tham khảo sau đó phác thảo phần thơ
của lá cánh trực tiếp.

Hình 2- 3:Ảnh chụp lá cánh trên động cơ thực tế
18


Hình 2-4:Lá cánh được tháo rời
Xây dựng, vẽ tạo lưới:dựa vào ảnh chụp và tài liệu tham khảo, tiến hành xây dựng
mơ hình bằng cách vẽ tạo lưới, các khung sườn phần thơ của mơ hình trước.
 Áp dụng lệnh thay đổi kích thước theo chiều X, Y, Z để có được khung hình
chữ nhật, đây là phần thơ của lá cánh.

Hình 2-5:Thay đổi kích thước vật thể
 Thêm lưới chia nhỏ đối tượng, mục đích việc này nhằm gia tăng lưới để chỉnh
sửa đối tượng dễ dàng hơn và tạo độ mịn cho đối tượng.

19


Hình 2-6: Chia đối tượng gia tăng lưới
Modeling: áp dụng các cơng cụ và tính năng của phần mềm Blender để xây dựng,
hiệu chỉnh mơ hình 3D chỉnh chu và hồn hảo hơn.
 Từ khung phần thơ của lá cánh. Bắt đầu tạo độ uốn và độ xoắn cho lá cánh, sử
dụng tính năng Simple Deform Modifier và tùy chỉnh độ uốn, xoắn tùy ý.

Hình 2-7: Tạo độ uốn và xoắn cho lá cánh
20


 Chỉnh sửa những chổ chưa ưng ý, sử dụng tính năng Lattice Modifier

Hình 2-8: Trước và sau khi chỉnh sửa bằng Lattice Modifier.
 Tạo độ mịn,sử dụng chức năng Smooth. Độ mịn giúp cho mơ hình 3D trơng
mịn hơn khơng có nhiều góc cạnh, mặt phẳng nhỏ. Nhờ đó, mơ hình sẽ đẹp
hơn.
 Hồn thiện mơ hình lá cánh 3D.

Hình 2-9: Tạo độ mịn cho mơ hình lá cánh 3D

21

2.3 Phƣơng pháp mô phỏng thực tế ảo
2.3.1 Giới thiệu phần mềm Unreal Engine 4
Unreal Engine 4 là một bộ công cụ được xây dựng bởi những nhà phát triển Game
dành cho những ai đam mê về Game. Phát triển và áp dụng trong nhiều lĩnh vực
như: game trên di động 2D đến các hệ máy PC, những thước phim với kỹ xảo đẹp
mắt và công nghệ thực tế ảo, Unreal Engine 4 đưa đến cho người dùng tất cả mọi
thứ để bắt đầu và phát triển trò chơi điện tử.
Blueprints Visual Scripting cho phép nhanh chóng thử nghiệm và xuất ra một Game
hồn chỉnh một cách nhanh chóng mà khơng u cầu phải biết lập trình.
2.3.2 Giới thiệu kính HTC VIVE
Chiếc kính này được xem là giải pháp triển khai nội dụng thực tế ảo hoàn thiện nhất
vào thời điểm hiện tại. Bởi lẽ nó cho phép tương tác với môi trường thực tế ảo bằng
tay cầm SteamVR chuyên dụng, giúp trải nghiệm hồn thiện hơn.

Hình 2-10 :Kính HTC và tay cầm StramVR

22