Estudio Paramétrico sobre el Rendimiento Aerodinámico de un Rotor de Alas Batientes MAV Capaz de Vuelo Sostenido
Autores: Wang, Ziyu; Kan, Zi; Li, Huadong; Li, Daochun; Zhao, Shiwei; Tu, Zhan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Estudio Paramétrico sobre el Rendimiento Aerodinámico de un Rotor de Alas Batientes MAV Capaz de Vuelo Sostenido
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Rotor de ala batiente
Eficiencia aerodinámica
Coeficiente de sustentación
Estudios experimentales
ángulo de ataque
Amplitud de batido
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Al combinar el movimiento de aleteo y el movimiento rotatorio, un rotor de ala de aleteo (FWR) muestra una cinemática de movimiento única. Puede producir una eficiencia aerodinámica y un coeficiente de sustentación significativamente más altos que las alas de aleteo similares a las de los insectos. Sin embargo, debido a la falta de vehículos aéreos FWR controlables, el efecto de diferentes parámetros de aleteo del FWR sobre las características aerodinámicas y la eficiencia aún debe ser evaluado experimentalmente. En este trabajo, realizamos estudios experimentales para investigar el rendimiento de sustentación del FWR basado en nuestro diseño de vehículo anterior, que ha demostrado un vuelo sostenido y estable. En particular, utilizando un FWR volable como plataforma de prueba, se estudiaron respectivamente los cambios en el ángulo de ataque del ala, la torsión de las alas, diferentes posiciones neutras, diferentes ángulos de aleteo hacia arriba y hacia abajo, y diferentes amplitudes de aleteo. Se utilizó simulación CFD como un medio auxiliar y complementario para la validación. Como resultado, se proponen elementos esenciales de diseño para la maximización de la sustentación del FWR. El resultado demuestra que cambiar el ángulo de ataque y la torsión del ala tendrá un cierto impacto en la sustentación. Además, se puede generar la fuerza de sustentación ideal cuando la posición neutra tiende a cero grados y los ángulos de aleteo hacia arriba y hacia abajo tienden a ser iguales. Con el aumento de la amplitud de aleteo, la fuerza de sustentación aumenta continuamente. Estos resultados experimentales proporcionan pistas de diseño importantes para maximizar la sustentación y la capacidad de carga de los FWR-MAVs.
Descripción
Al combinar el movimiento de aleteo y el movimiento rotatorio, un rotor de ala de aleteo (FWR) muestra una cinemática de movimiento única. Puede producir una eficiencia aerodinámica y un coeficiente de sustentación significativamente más altos que las alas de aleteo similares a las de los insectos. Sin embargo, debido a la falta de vehículos aéreos FWR controlables, el efecto de diferentes parámetros de aleteo del FWR sobre las características aerodinámicas y la eficiencia aún debe ser evaluado experimentalmente. En este trabajo, realizamos estudios experimentales para investigar el rendimiento de sustentación del FWR basado en nuestro diseño de vehículo anterior, que ha demostrado un vuelo sostenido y estable. En particular, utilizando un FWR volable como plataforma de prueba, se estudiaron respectivamente los cambios en el ángulo de ataque del ala, la torsión de las alas, diferentes posiciones neutras, diferentes ángulos de aleteo hacia arriba y hacia abajo, y diferentes amplitudes de aleteo. Se utilizó simulación CFD como un medio auxiliar y complementario para la validación. Como resultado, se proponen elementos esenciales de diseño para la maximización de la sustentación del FWR. El resultado demuestra que cambiar el ángulo de ataque y la torsión del ala tendrá un cierto impacto en la sustentación. Además, se puede generar la fuerza de sustentación ideal cuando la posición neutra tiende a cero grados y los ángulos de aleteo hacia arriba y hacia abajo tienden a ser iguales. Con el aumento de la amplitud de aleteo, la fuerza de sustentación aumenta continuamente. Estos resultados experimentales proporcionan pistas de diseño importantes para maximizar la sustentación y la capacidad de carga de los FWR-MAVs.