Análisis de las características aerodinámicas de los sistemas de hélices basados en el entorno atmosférico marciano
Autores: Zhang, Wangwang; Xu, Bin; Zhang, Haitao; Xiang, Changle; Fan, Wei; Zhao, Zhiran
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Análisis de las características aerodinámicas de los sistemas de hélices basados en el entorno atmosférico marciano
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Marte
UAVs
Condiciones atmosféricas
Rendimiento aerodinámico
Sistema de rotores
Entorno atmosférico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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En comparación con los métodos de detección empleados por los rovers y orbitadores de Marte, el uso de UAVs en Marte presenta claras ventajas. Sin embargo, las condiciones atmosféricas únicas en Marte plantean desafíos significativos para el diseño y la operación de tales UAVs. Una de las principales dificultades radica en el impacto de la baja densidad del aire del planeta en el rendimiento aerodinámico del sistema de rotores del UAV. Con el fin de determinar las características aerodinámicas del sistema de rotores en el entorno atmosférico marciano, se diseñó un sistema de rotores adecuado para el entorno marciano bajo la premisa de considerar plenamente el entorno atmosférico especial de Marte, y se simularon numéricamente las características aerodinámicas del sistema de rotores en un entorno compresible y de número de Reynolds ultra-bajo mediante un método de cálculo numérico. Además, se realizó un experimento de banco en una cámara de vacío que simula el entorno atmosférico marciano, y se analizaron las características aerodinámicas del sistema de rotores del UAV en el entorno marciano combinando teoría y experimentos. Se verificó la viabilidad del sistema de rotores aplicado al entorno atmosférico marciano, y se desarrolló y validó la primera generación de helicópteros no tripulados de Marte a través de experimentos de flotación, lo que proporcionó datos cruciales para el diseño de modelos posteriores de UAV en Marte.
Descripción
En comparación con los métodos de detección empleados por los rovers y orbitadores de Marte, el uso de UAVs en Marte presenta claras ventajas. Sin embargo, las condiciones atmosféricas únicas en Marte plantean desafíos significativos para el diseño y la operación de tales UAVs. Una de las principales dificultades radica en el impacto de la baja densidad del aire del planeta en el rendimiento aerodinámico del sistema de rotores del UAV. Con el fin de determinar las características aerodinámicas del sistema de rotores en el entorno atmosférico marciano, se diseñó un sistema de rotores adecuado para el entorno marciano bajo la premisa de considerar plenamente el entorno atmosférico especial de Marte, y se simularon numéricamente las características aerodinámicas del sistema de rotores en un entorno compresible y de número de Reynolds ultra-bajo mediante un método de cálculo numérico. Además, se realizó un experimento de banco en una cámara de vacío que simula el entorno atmosférico marciano, y se analizaron las características aerodinámicas del sistema de rotores del UAV en el entorno marciano combinando teoría y experimentos. Se verificó la viabilidad del sistema de rotores aplicado al entorno atmosférico marciano, y se desarrolló y validó la primera generación de helicópteros no tripulados de Marte a través de experimentos de flotación, lo que proporcionó datos cruciales para el diseño de modelos posteriores de UAV en Marte.