Công cụ Parametric Airfoil Layout Tool

About

Công cụ dựa trên OpenSCAD này cho phép thợ tự làm (homebuilder) tạo bản layout sườn cánh (wing rib) dạng fully parametric, tối ưu cho máy bay ultralight tuân chuẩn FAR 103. Ngoài ra cũng có thể scale nhỏ lại để dùng cho RC. Dù anh/chị đang nâng cấp một thiết kế cổ điển hay bắt đầu dự án “clean-sheet” từ đầu, công cụ này xử lý được hình học phức tạp và các ràng buộc kỹ thuật của kiểu sườn tôn (sheet metal rib). (Với mô hình in 3D thì cũng dùng tương tự.)

Key Features

• Integrated Airfoil Library: Tạo nhanh tọa độ cho các profile phổ biến như NACA 4-digit, Clark-Y, và UAK series.

• Fully Parametric Design: Chỉnh chord length, vị trí spar và độ dày vật liệu theo thời gian thực.

• "Stamped Truss" Mode: Tự động tạo layout kiểu giàn (truss) để đạt tỷ lệ độ cứng/trọng lượng tối đa.

• Safety-First Engineering: Có sẵn các assertion cho 6061-T6 aluminum để đảm bảo thiết kế nằm trong giới hạn gia công an toàn, ví dụ giới hạn độ sâu gân mép 20t (20t flange depth limit) và ngưỡng 8% material stretch.

• CNC & Laser Ready: Xuất layout cuối ra file DXF độ chính xác cao để đem đi gia công ngay.

How It Works

Công cụ này được thiết kế cho người thi công sử dụng, chứ không chỉ dành cho người viết code.

1. Select Your Profile: Chọn airfoil mong muốn và nhập chord length.

2. Define Your Spars: Thiết lập vị trí và kích thước spar trước/spar sau. Tool sẽ tự canh hình học của rib để ôm (wrap) quanh spar.

3. Layout Lightening Holes: Bật/tắt giữa lỗ dạng Circle, Stadium hoặc Oval. Tool sẽ tính vị trí chính xác để vừa giữ độ bền kết cấu vừa giảm cân nặng.

4. Verify Fabrication Specs: Script sẽ báo trong OpenSCAD console nếu bề rộng flange hoặc bán kính uốn (bend radii) quá “gắt” so với chuẩn 6061-T6. Nếu anh/chị làm rib cho RC thì có thể cần tắt phần này trong code.

Integration with Flanging Dies

Dự án này được thiết kế để chạy song song với .

Sau khi thiết kế rib và xuất DXF, anh/chị có thể dùng đúng kích thước lỗ đó trong Die Tool để tạo bộ khuôn (dies) in 3D khớp hoàn hảo với rib. Việc này giúp quy trình “Digital to Physical” cho dự án scratch-build được liền mạch.

Technical Specifications & Safety

• Default Material: Tối ưu cho nhôm tấm mỏng 0.016" (26-gauge) và 0.020".

• Metric & Imperial Support: Có công tắc chuyển đơn vị để tiện modernize các bản vẽ/kế hoạch cũ.

• Bend Radius Safety: Chuẩn hóa tối thiểu 3t để tránh nứt vi mô (micro-cracking) theo thớ kim loại.

Usage Note!

Important:

Công cụ này cung cấp layout theo tính toán toán học dựa trên các công thức kỹ thuật tiêu chuẩn. Dù có kèm safety check cho nhôm 6061-T6, người thi công vẫn phải tự xác minh độ phù hợp kết cấu của thiết kế cánh cuối cùng cho đúng loại máy bay của mình. Vui lòng đọc phần disclaimer trong code!

🚀 Quick Start Guide

1. Prerequisites

• Install OpenSCAD: Tải và cài bản mới nhất của OpenSCAD (miễn phí và open-source).

• Enable the Customizer: Mở OpenSCAD xong, vào View -> Hide Customizer (bỏ chọn) để hiện các thanh trượt tham số ở phía phải màn hình.

2. Standard Workflow

1. Select Airfoil: Chọn profile trong danh sách (ví dụ Clark-Y hoặc NACA 4412).

2. Set Chord Length: Nhập chord length theo inch hoặc millimeter (dùng công tắc Units).

3. Position Spars: Nhập khoảng cách từ leading edge cho spar trước và spar sau. Tool sẽ tự khoét notch cho spar và gia cường vùng xung quanh.

4. Configure Lightening Holes:

   • Chọn hình dạng (Circle, Stadium, hoặc Oval).

   • Chỉnh Hole_Spacing để đảm bảo còn đủ vật liệu giữa các lỗ và phần spar caps.

5. Adjust Fabrication Specs: Thiết lập Metal_Thickness (mặc định 0.016") và Flange_Width.

3. Safety Verification

Trước khi export, xem OpenSCAD Console (dưới màn hình). Script chạy assertion theo thời gian thực dựa trên đặc tính 6061-T6 aluminum:

• Green/Clear: Thiết kế đang nằm trong giới hạn an toàn cho uốn và kéo giãn.

• Warnings: Nếu flange quá sâu (vượt giới hạn 20t) hoặc bán kính lỗ quá nhỏ, sẽ hiện cảnh báo. Đừng bỏ qua các cảnh báo này, vì nó cho thấy rủi ro cao kim loại sẽ nứt trong quá trình gia công. Nếu anh/chị in 3D để làm mô hình RC thì gần như sẽ cần comment out hoặc gỡ phần safety check trong cửa sổ code OpenSCAD.

4. Exporting for Production

1. Render: Nhấn F6 để render chất lượng cao cho layout 2D.

2. Export: Vào File -> Export -> Export as DXF.

3. Fabricate: File DXF này mở được trong hầu hết phần mềm CAD/CAM để cắt laser, CNC routing, hoặc đơn giản là in ra tỷ lệ 1:1 làm template giấy để cắt tay.

Pro-Tip: The "Digital Twin" Workflow

Nếu anh/chị dùng tool Parametric Flanging Dies, hãy copy các giá trị Hole_Diameter, Flange_Width, và Metal_Thickness từ layout tool này sang Die Generator. Nhờ vậy bộ dies in 3D sẽ khớp với sườn kim loại ngoài đời với độ chính xác kiểu hàng không.

Contribute!

Anh/chị cứ thoải mái đóng góp cho dự án trên GitHub: https://github.com/goney3/openscad-airfoil-rib-layout/