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Análisis Aerodinámico de un UAV Octorotor Ortogonal Considerando la Perturbación del Viento Horizontal

Autores: Lei, Yao; Li, Yazhou; Wang, Jie

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Análisis Aerodinámico de un UAV Octorotor Ortogonal Considerando la Perturbación del Viento Horizontal


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Rendimiento aerodinámico
UAV octorotor ortogonal
Perturbaciones del viento horizontal
Consumo de energía
Empuje
Velocidad del viento

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 30

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En este artículo, se investiga el rendimiento aerodinámico de un UAV octorotor ortogonal considerando las perturbaciones del viento horizontal mediante simulaciones numéricas y experimentos. Para obtener el efecto del viento horizontal en la eficiencia de vuelo del UAV octorotor ortogonal, se midieron el consumo de energía y el empuje con diferentes velocidades del viento (0-4 m/s) y velocidades de rotación (1500-2300 RPM) en un túnel de viento de baja velocidad. Además, se simularon la distribución de velocidad del flujo descendente, la distribución del vórtice en la punta de las palas, la distribución de las líneas de corriente y la distribución de presión en la punta de las palas del UAV octorotor ortogonal mediante dinámica de fluidos computacional (CFD). Los resultados de las pruebas muestran que el empuje aumenta a velocidades de viento más bajas en comparación con 0 m/s. Específicamente, aumentó un 8.1% a 2 m/s y un 8.8% a 4 m/s, respectivamente. Es interesante notar que el aumento en el consumo de energía causado por la interferencia del viento horizontal a una mayor velocidad del rotor conduce a una disminución en la carga de potencia (PL). Además, el empuje aumentó con una mayor PL a baja velocidad, donde la PL alcanzó su máximo para el viento de 2.5 m/s y se obtuvo un mejor rendimiento aerodinámico. En comparación con los UAV octorotor tradicionales y ocho rotores aislados equivalentes, se ha demostrado que el UAV octorotor ortogonal también obtiene una buena resistencia al viento. Los resultados de la simulación muestran que el aumento en la velocidad del viento y la velocidad del rotor hará que el campo de flujo sea más complejo y la interferencia del flujo de aire entre los rotores más intensa, lo que conduce a cambios en el empuje del rotor y el consumo de energía.

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