Derivación y Validación de Pruebas de Vuelo de la Tasa Máxima de Ascenso durante el Despegue para UAV de Ala Fija Impulsado por Motor de Hélice
Autores: Watanabe, Katsumi; Shibata, Takuma; Ueba, Masazumi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Derivación y Validación de Pruebas de Vuelo de la Tasa Máxima de Ascenso durante el Despegue para UAV de Ala Fija Impulsado por Motor de Hélice
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Ala fija
UAVs
Motor de hélice
Tasa de ascenso
Despegue
Velocidad del aire
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
En los últimos años, el uso de vehículos aéreos no tripulados (VANT) de ala fija se ha expandido, y se espera que el uso de VANT de ala fija se amplíe debido a su utilidad para operaciones de largo alcance. A diferencia de las aeronaves tripuladas, no se requiere ninguna disposición respecto al ángulo de ascenso en el despegue para los VANT de ala fija. Por lo tanto, los VANT de ala fija pueden despegar aprovechando su rendimiento. Además, los motores de hélice son el dispositivo de propulsión que actualmente utilizan la mayoría de los VANT de ala fija. Sin embargo, la fuerza de empuje generada por un motor de hélice disminuye a medida que aumenta su velocidad de aire. En tales circunstancias, este documento describe cómo derivar una tasa máxima de ascenso en la que se tienen en cuenta las características del motor de hélice, con el objetivo de reducir el tiempo de despegue maximizando la tasa de ascenso durante el despegue. La derivación utiliza problemas de optimización con una dependencia de la fuerza de empuje en la velocidad de aire. Después de la derivación de la tasa máxima de ascenso, primero verificamos si la tasa máxima de ascenso obtenida para el sistema de masa era factible para el despegue a la tasa de ascenso utilizando una simulación de vuelo de 6 grados de libertad, y luego confirmamos su validez a través de experimentos de vuelo.
Descripción
En los últimos años, el uso de vehículos aéreos no tripulados (VANT) de ala fija se ha expandido, y se espera que el uso de VANT de ala fija se amplíe debido a su utilidad para operaciones de largo alcance. A diferencia de las aeronaves tripuladas, no se requiere ninguna disposición respecto al ángulo de ascenso en el despegue para los VANT de ala fija. Por lo tanto, los VANT de ala fija pueden despegar aprovechando su rendimiento. Además, los motores de hélice son el dispositivo de propulsión que actualmente utilizan la mayoría de los VANT de ala fija. Sin embargo, la fuerza de empuje generada por un motor de hélice disminuye a medida que aumenta su velocidad de aire. En tales circunstancias, este documento describe cómo derivar una tasa máxima de ascenso en la que se tienen en cuenta las características del motor de hélice, con el objetivo de reducir el tiempo de despegue maximizando la tasa de ascenso durante el despegue. La derivación utiliza problemas de optimización con una dependencia de la fuerza de empuje en la velocidad de aire. Después de la derivación de la tasa máxima de ascenso, primero verificamos si la tasa máxima de ascenso obtenida para el sistema de masa era factible para el despegue a la tasa de ascenso utilizando una simulación de vuelo de 6 grados de libertad, y luego confirmamos su validez a través de experimentos de vuelo.