Análisis Estructural y Pruebas Experimentales de un Modelo Escalonado de Flap Morphing
Autores: Sicim Demirci, Mürüvvet Sinem; Pecora, Rosario; Chianese, Luca; Viscardi, Massimo; Kaya, Metin Orhan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Análisis Estructural y Pruebas Experimentales de un Modelo Escalonado de Flap Morphing
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Implementación
Mecanismos de alas morphing
Rendimiento de aeronaves
Proyecto europeo Clean Sky 2 AirGreen 2
Estructuras de alas morphing
Diseños morphing
Condiciones de vuelo
Pruebas en túnel de viento
Método de elementos finitos
Análisis de dinámica de fluidos computacional
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
La implementación de mecanismos de alas morphing muestra un potencial significativo para mejorar el rendimiento de las aeronaves, como se destaca en la literatura reciente. El equipo del proyecto europeo Clean Sky 2 AirGreen 2 está realizando actualmente pruebas en tierra y en túnel de viento para validar las mejoras en las estructuras de alas morphing. El proyecto tiene como objetivo demostrar la efectividad de estos diseños morphing en un prototipo volador a escala completa. Este artículo describe la metodología de diseño y las pruebas estructurales de una estructura de flaps morphing a escala, que puede adaptarse a tres modos de morphing diferentes para diversas condiciones de vuelo: baja velocidad (despegue y aterrizaje) y alta velocidad (crucero). Se seleccionó un factor de escala de 1:3 para la campaña de pruebas en túnel de viento. Debido a los desafíos en la escalabilidad de los mecanismos y actuadores embebidos necesarios para el cambio de forma, no fue factible una escala geométrica completa del prototipo real del flap. Se realizaron análisis estáticos utilizando el método de elementos finitos para abordar las condiciones de carga críticas determinadas a través de un análisis de dinámica de fluidos computacional (CFD) tridimensional. Se llevó a cabo el análisis de elementos finitos (FE) y los resultados se compararon con los datos empíricos de la prueba estructural. Se encontraron buenas correlaciones entre los resultados de las pruebas estructurales y las predicciones numéricas, incluidas las deflexiones estáticas y las deformaciones elásticas bajo cargas aplicadas. Esto indica que los enfoques de modelado utilizados durante las fases de diseño y prueba fueron altamente exitosos. Basado en simulaciones para las condiciones de carga máxima probadas durante las pruebas en túnel de viento, se ha considerado que el prototipo de flap a escala es adecuado para pruebas adicionales.
Descripción
La implementación de mecanismos de alas morphing muestra un potencial significativo para mejorar el rendimiento de las aeronaves, como se destaca en la literatura reciente. El equipo del proyecto europeo Clean Sky 2 AirGreen 2 está realizando actualmente pruebas en tierra y en túnel de viento para validar las mejoras en las estructuras de alas morphing. El proyecto tiene como objetivo demostrar la efectividad de estos diseños morphing en un prototipo volador a escala completa. Este artículo describe la metodología de diseño y las pruebas estructurales de una estructura de flaps morphing a escala, que puede adaptarse a tres modos de morphing diferentes para diversas condiciones de vuelo: baja velocidad (despegue y aterrizaje) y alta velocidad (crucero). Se seleccionó un factor de escala de 1:3 para la campaña de pruebas en túnel de viento. Debido a los desafíos en la escalabilidad de los mecanismos y actuadores embebidos necesarios para el cambio de forma, no fue factible una escala geométrica completa del prototipo real del flap. Se realizaron análisis estáticos utilizando el método de elementos finitos para abordar las condiciones de carga críticas determinadas a través de un análisis de dinámica de fluidos computacional (CFD) tridimensional. Se llevó a cabo el análisis de elementos finitos (FE) y los resultados se compararon con los datos empíricos de la prueba estructural. Se encontraron buenas correlaciones entre los resultados de las pruebas estructurales y las predicciones numéricas, incluidas las deflexiones estáticas y las deformaciones elásticas bajo cargas aplicadas. Esto indica que los enfoques de modelado utilizados durante las fases de diseño y prueba fueron altamente exitosos. Basado en simulaciones para las condiciones de carga máxima probadas durante las pruebas en túnel de viento, se ha considerado que el prototipo de flap a escala es adecuado para pruebas adicionales.