Guía y control de aterrizaje de emergencia autónomo en planeo de aeronaves eléctricas de despegue y aterrizaje vertical de ala basculante para misiones de movilidad aérea urbana utilizando funciones de barrera de control
Autores: Ma, Liqun; Ding, Yangchen; Yang, Jianzhong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Guía y control de aterrizaje de emergencia autónomo en planeo de aeronaves eléctricas de despegue y aterrizaje vertical de ala basculante para misiones de movilidad aérea urbana utilizando funciones de barrera de control
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Movilidad aérea urbana
Aeronaves eVTOL
Funciones de barrera de control
Aterrizajes de emergencia
Entornos urbanos
Seguridad de los ocupantes
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 45
Citaciones: Sin citaciones
La Movilidad Aérea Urbana (UAM) tiene como objetivo transformar el transporte urbano a través de aplicaciones innovadoras de aeronaves eléctricas de Despegue y Aterrizaje Vertical (eVTOL). Este documento se centra en los eVTOL de ala basculante, que ofrecen ventajas significativas en eficiencia energética y versatilidad operativa. Sin embargo, sus características de vuelo únicas presentan desafíos, particularmente durante los aterrizajes de emergencia. Para abordar esto, proponemos un nuevo marco de control que utiliza funciones de barrera de control (CBFs) para garantizar aterrizajes seguros en entornos urbanos, caracterizados por numerosos obstáculos y condiciones variables. Al integrar la generación de trayectorias, el seguimiento y el control de actitud bajo estrictas restricciones de seguridad, nuestro método prioriza la seguridad de los ocupantes mientras cumple con los estándares de aeronavegabilidad de la FAA. Ilustramos la efectividad del marco a través de simulaciones, demostrando su capacidad para guiar a los eVTOL a aterrizajes seguros a pesar de la pérdida de potencia u otras emergencias. Este estudio no solo avanza en la comprensión de los mecanismos de aterrizaje de emergencia para los eVTOL, sino que también contribuye al campo más amplio de la gestión del tráfico aéreo urbano, ofreciendo una base para futuras investigaciones e implementaciones prácticas de UAM. La combinación innovadora de CBFs y técnicas de optimización global establece un nuevo precedente para el control de aeronaves resilientes en escenarios urbanos complejos, allanando el camino para la integración segura de los eVTOL en la vida urbana cotidiana.
Descripción
La Movilidad Aérea Urbana (UAM) tiene como objetivo transformar el transporte urbano a través de aplicaciones innovadoras de aeronaves eléctricas de Despegue y Aterrizaje Vertical (eVTOL). Este documento se centra en los eVTOL de ala basculante, que ofrecen ventajas significativas en eficiencia energética y versatilidad operativa. Sin embargo, sus características de vuelo únicas presentan desafíos, particularmente durante los aterrizajes de emergencia. Para abordar esto, proponemos un nuevo marco de control que utiliza funciones de barrera de control (CBFs) para garantizar aterrizajes seguros en entornos urbanos, caracterizados por numerosos obstáculos y condiciones variables. Al integrar la generación de trayectorias, el seguimiento y el control de actitud bajo estrictas restricciones de seguridad, nuestro método prioriza la seguridad de los ocupantes mientras cumple con los estándares de aeronavegabilidad de la FAA. Ilustramos la efectividad del marco a través de simulaciones, demostrando su capacidad para guiar a los eVTOL a aterrizajes seguros a pesar de la pérdida de potencia u otras emergencias. Este estudio no solo avanza en la comprensión de los mecanismos de aterrizaje de emergencia para los eVTOL, sino que también contribuye al campo más amplio de la gestión del tráfico aéreo urbano, ofreciendo una base para futuras investigaciones e implementaciones prácticas de UAM. La combinación innovadora de CBFs y técnicas de optimización global establece un nuevo precedente para el control de aeronaves resilientes en escenarios urbanos complejos, allanando el camino para la integración segura de los eVTOL en la vida urbana cotidiana.