Análisis numérico de colas bioinspiradas en un vehículo aéreo micro de ala fija
Autores: Barroso Barderas, Estela; Bardera Mora, Rafael; Rodriguez-Sevillano, Ángel Antonio; Matías García, Juan Carlos
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Análisis numérico de colas bioinspiradas en un vehículo aéreo micro de ala fija
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Colas de aves
Aerodinámica
Estabilidad en vuelo
Estabilizadores horizontales bioinspirados
Vehículos Aéreos Micro
Eficiencia aerodinámica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Las colas de los pájaros juegan un papel clave en la aerodinámica y la estabilidad del vuelo. Producen un impulso adicional para las maniobras de despegue y aterrizaje, mejoran las funciones de las alas y mantienen la estabilidad durante el vuelo (evitando que el pájaro gire, ruede y se incline, o que pierda el control). Este documento investiga el uso de estabilizadores horizontales bioinspirados para Vehículos Aéreos Micro (MAV) que involucran una geometría de ala-cuerpo de Zimmerman. Se presenta una selección de cinco formas de cola de los principales tipos existentes en la naturaleza, y se realiza un análisis paramétrico que examina la influencia de los parámetros geométricos de la cola más relevantes para aumentar la estabilidad estática longitudinal del vehículo. Basado en el estudio paramétrico, se selecciona un subconjunto más pequeño de diseños de cola candidatos para realizar un análisis aerodinámico detallado. Luego, se llevan a cabo simulaciones CFD RANS en estado estable para un estudio de mayor fidelidad de estos diseños de cola candidatos para obtener un óptimo de cada tipo de cola. El criterio para la selección de la configuración óptima de la cola es la máxima eficiencia aerodinámica, así como una alta estabilidad estática longitudinal. La cola en forma de ventilador cuadrado proporciona la mayor eficiencia aerodinámica mientras mantiene una alta estabilidad longitudinal del vehículo. En conclusión, este documento ofrece un estudio innovador sobre la mejora de la estabilidad longitudinal y la aerodinámica a través de la implementación de estabilizadores horizontales bioinspirados en vehículos con estas características.
Descripción
Las colas de los pájaros juegan un papel clave en la aerodinámica y la estabilidad del vuelo. Producen un impulso adicional para las maniobras de despegue y aterrizaje, mejoran las funciones de las alas y mantienen la estabilidad durante el vuelo (evitando que el pájaro gire, ruede y se incline, o que pierda el control). Este documento investiga el uso de estabilizadores horizontales bioinspirados para Vehículos Aéreos Micro (MAV) que involucran una geometría de ala-cuerpo de Zimmerman. Se presenta una selección de cinco formas de cola de los principales tipos existentes en la naturaleza, y se realiza un análisis paramétrico que examina la influencia de los parámetros geométricos de la cola más relevantes para aumentar la estabilidad estática longitudinal del vehículo. Basado en el estudio paramétrico, se selecciona un subconjunto más pequeño de diseños de cola candidatos para realizar un análisis aerodinámico detallado. Luego, se llevan a cabo simulaciones CFD RANS en estado estable para un estudio de mayor fidelidad de estos diseños de cola candidatos para obtener un óptimo de cada tipo de cola. El criterio para la selección de la configuración óptima de la cola es la máxima eficiencia aerodinámica, así como una alta estabilidad estática longitudinal. La cola en forma de ventilador cuadrado proporciona la mayor eficiencia aerodinámica mientras mantiene una alta estabilidad longitudinal del vehículo. En conclusión, este documento ofrece un estudio innovador sobre la mejora de la estabilidad longitudinal y la aerodinámica a través de la implementación de estabilizadores horizontales bioinspirados en vehículos con estas características.