Sobre la aeroelasticidad de un ala en voladizo equipada con el concepto de borde de salida morfante a lo largo de la envergadura
Autores: Pilakkadan, Jafar S.; Ajaj, Rafic M.; Haider, Zawar; Amoozgar, Mohammadreza
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Sobre la aeroelasticidad de un ala en voladizo equipada con el concepto de borde de salida morfante a lo largo de la envergadura
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Aeroelástico
Ala
SMTE
Flaps
Cargas aerodinámicas
Controlador
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
Este documento estudia el comportamiento aeroelástico de un ala rectangular en voladizo equipada con el concepto de borde de salida morfante en dirección de la envergadura (SMTE). El SMTE consiste en múltiples flaps en el borde de salida que permiten controlar la distribución de curvatura en dirección de la envergadura de un ala. Los flaps están sujetos al borde de salida del ala mediante resortes de torsión. Se utiliza el método de Rayleigh-Ritz para desarrollar las ecuaciones de movimiento del sistema ala-flap. El uso de funciones de forma permite representar el ala como un perfil aerodinámico 2D equivalente con coordenadas generalizadas que se definen en la punta del ala. Se utiliza la teoría de tiras, basada en el modelo aerodinámico no estacionario de Theodorsen, para calcular las cargas aerodinámicas que actúan sobre el ala. Se utiliza una aproximación de Padé representativa para la función de Theodorsen para modelar los comportamientos aerodinámicos en una forma de espacio de estados que permite la simulación y análisis en el dominio del tiempo. El modelo se valida utilizando un ala rectangular en voladizo y los datos están disponibles en la literatura. Se lleva a cabo un estudio comparativo paramétrico integral para evaluar el impacto de la rigidez del flap en el límite aeroelástico. Además, se evalúa el potencial del SMTE para proporcionar alivio de carga y supresión de flutter para un amplio rango de condiciones de vuelo, utilizando una ráfaga discreta (1-coseno). Finalmente, se estudia la implementación y validación de un controlador para un ala con SMTE para el alivio de carga por ráfagas y se ajustan los parámetros del controlador para un modelo de ráfaga específico.
Descripción
Este documento estudia el comportamiento aeroelástico de un ala rectangular en voladizo equipada con el concepto de borde de salida morfante en dirección de la envergadura (SMTE). El SMTE consiste en múltiples flaps en el borde de salida que permiten controlar la distribución de curvatura en dirección de la envergadura de un ala. Los flaps están sujetos al borde de salida del ala mediante resortes de torsión. Se utiliza el método de Rayleigh-Ritz para desarrollar las ecuaciones de movimiento del sistema ala-flap. El uso de funciones de forma permite representar el ala como un perfil aerodinámico 2D equivalente con coordenadas generalizadas que se definen en la punta del ala. Se utiliza la teoría de tiras, basada en el modelo aerodinámico no estacionario de Theodorsen, para calcular las cargas aerodinámicas que actúan sobre el ala. Se utiliza una aproximación de Padé representativa para la función de Theodorsen para modelar los comportamientos aerodinámicos en una forma de espacio de estados que permite la simulación y análisis en el dominio del tiempo. El modelo se valida utilizando un ala rectangular en voladizo y los datos están disponibles en la literatura. Se lleva a cabo un estudio comparativo paramétrico integral para evaluar el impacto de la rigidez del flap en el límite aeroelástico. Además, se evalúa el potencial del SMTE para proporcionar alivio de carga y supresión de flutter para un amplio rango de condiciones de vuelo, utilizando una ráfaga discreta (1-coseno). Finalmente, se estudia la implementación y validación de un controlador para un ala con SMTE para el alivio de carga por ráfagas y se ajustan los parámetros del controlador para un modelo de ráfaga específico.