Desarrollo de un planeador no tripulado para el monitoreo de temperatura e imágenes
Autores: Eldo, Joel; Sibi, Sivasankar; Ibrahim, Zehin A.; Ntantis, Efstratios L.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Desarrollo de un planeador no tripulado para el monitoreo de temperatura e imágenes
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Diseño
Fabricación
Simulación
Optimización aerodinámica
Pruebas en túnel de viento
Monitoreo ambiental
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta el diseño, fabricación, simulación y validación parcial de un planeador no tripulado de ala fija de bajo costo, equipado para el monitoreo de temperatura e imágenes. Se realizó una optimización aerodinámica utilizando XFLR5 y ANSYS Fluent 2023 R1, con variación en la envergadura entre NACA 63(3)-618 y NACA 4415 para mejorar el rendimiento. Las pruebas en túnel de viento del perfil alar seleccionado mostraron una buena concordancia con las predicciones de CFD, con desviaciones dentro del 5-10%. La estructura del avión, fabricada con PLA impreso en 3D con una estructura de celosía cruzada, se integró con un ESP32-CAM y un sensor de temperatura. Se aplicó un recubrimiento térmico reflectante para mitigar la sensibilidad al calor del PLA. El flujo inducido por la hélice se analizó por separado utilizando el método de Boltzmann en red. El comportamiento de vuelo en tiempo real se simuló en un entorno virtual a través de Simulink y FlightGear. Aunque las pruebas completas en vuelo están pendientes, los resultados demuestran una plataforma UAV escalable y de código abierto para el monitoreo ambiental y la investigación académica.
Descripción
Este documento presenta el diseño, fabricación, simulación y validación parcial de un planeador no tripulado de ala fija de bajo costo, equipado para el monitoreo de temperatura e imágenes. Se realizó una optimización aerodinámica utilizando XFLR5 y ANSYS Fluent 2023 R1, con variación en la envergadura entre NACA 63(3)-618 y NACA 4415 para mejorar el rendimiento. Las pruebas en túnel de viento del perfil alar seleccionado mostraron una buena concordancia con las predicciones de CFD, con desviaciones dentro del 5-10%. La estructura del avión, fabricada con PLA impreso en 3D con una estructura de celosía cruzada, se integró con un ESP32-CAM y un sensor de temperatura. Se aplicó un recubrimiento térmico reflectante para mitigar la sensibilidad al calor del PLA. El flujo inducido por la hélice se analizó por separado utilizando el método de Boltzmann en red. El comportamiento de vuelo en tiempo real se simuló en un entorno virtual a través de Simulink y FlightGear. Aunque las pruebas completas en vuelo están pendientes, los resultados demuestran una plataforma UAV escalable y de código abierto para el monitoreo ambiental y la investigación académica.