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Análisis de rendimiento de configuraciones de empenaje en una misión de vigilancia y monitoreo de un UAV de avión VTOL utilizando una simulación de dinámica de fluidos computacional

Autores: Nugroho, Gesang; Zuliardiansyah, Galih; Rasyiddin, Azhar Aulia

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Análisis de rendimiento de configuraciones de empenaje en una misión de vigilancia y monitoreo de un UAV de avión VTOL utilizando una simulación de dinámica de fluidos computacional


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Despegue vertical
Avión de aterrizaje
UAV
VTOL
Vigilancia
Simulación CFD

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 35

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Un avión de despegue y aterrizaje vertical (VTOL-Plane) es un vehículo aéreo no tripulado (UAV) que combina configuraciones de multirrotor y de ala fija. Tiene un buen rango de crucero en comparación con un vehículo VTOL. Además, puede despegar y aterrizar verticalmente. Esta tecnología es ideal para misiones de vigilancia/monitoreo y transmisión de datos en tiempo real. Este estudio discute el diseño de un VTOL-Plane con un conjunto de Objetivos de Requisitos de Diseño (DRO) preestablecidos, a saber, un Peso Máximo de Despegue (MTOW) de 14 kg, una velocidad de crucero de 23 m/s y un rango de crucero de 6 h. Para maximizar el rendimiento, se variaron las configuraciones del empennage en el VTOL-Plane, y luego se realizó una simulación de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD). Las configuraciones de empennage analizadas fueron un mástil en forma de U, un mástil en forma de U invertida, un mástil en forma de V invertida y un mástil en forma de V semi-invertida. El rendimiento interpretado se relacionó con el ángulo de pérdida, la eficiencia de vuelo, la estabilidad, la velocidad de pérdida y la maniobrabilidad. Se variaron las direcciones del viento relativo hacia el eje longitudinal del UAV, también llamado ángulo de deslizamiento. Los resultados de la simulación CFD mostraron que la configuración de empennage del mástil en forma de U invertida es adecuada para una misión de vigilancia. Este artículo también optimizó el diseño final del empennage al agregar una aleta vertical para mejorar la estabilidad.

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