logo móvil
Contáctanos

Determinando la Eficiencia de Hélices de Pequeña Escala a Través del Monitoreo del Flujo de Salida

Autores: Susi, Jaan; Unt, Karl-Eerik; Heering, Siim

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

Descargar PDF

Acceso abierto

Artículo científico
2023

Determinando la Eficiencia de Hélices de Pequeña Escala a Través del Monitoreo del Flujo de Salida


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Drones de pequeño tamaño
Tipo multirrotor
Hélices
Eficiencia
Empuje
Coeficientes de potencia

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Una gran parte de los UAV de tamaño pequeño que se utilizan para escaneos de superficie, video y fotografía, o aplicaciones similares son del tipo multirrotor. Estas pequeñas aeronaves operan principalmente en modo de vuelo en suspensión o casi en suspensión, y la autonomía de estos vehículos depende en gran medida de la eficiencia de sus motores y de la eficiencia aerodinámica de sus sistemas de generación de empuje, incluidos los hélices, ventiladores ductados, etc. Por lo tanto, las hélices pueden trabajar en diferentes regímenes: en un régimen donde la hélice realiza trabajo para mover el vehículo a través del aire, y el régimen estático o de suspensión, en el que se acelera el aire en reposo. En ambos casos, se puede utilizar el concepto de eficiencia para describir el rendimiento de la hélice. Ha habido varios estudios previos sobre el rendimiento de hélices estáticas y avanzadas. En estos estudios, al determinar la eficiencia de una hélice estática, los coeficientes de empuje y potencia se comparan con mayor frecuencia para evaluar el rendimiento de la hélice. A veces, las velocidades inducidas se calculan a través de la teoría del momento. Dado que las hélices de pequeña escala trabajan en números de Reynolds (Re) muy bajos por debajo de 500,000, la transición del tipo de flujo y la separación de la capa límite dificultan mucho predecir la eficiencia real de las hélices en modo estático. Por lo tanto, el objetivo de este artículo es introducir un método para determinar la eficiencia estática de hélices de pequeña escala de manera directa y empírica a través de una comparación entre la potencia de salida y la potencia de entrada, donde la potencia de salida se determina a través del empuje medido y la velocidad inducida media. El método utilizado combina mediciones de empuje, par y velocidad angular con monitoreo de estela. Las pruebas realizadas mostraron una disminución en la eficiencia, con el número de Re aumentando a pesar de los valores crecientes del coeficiente de empuje. Este estudio llevó a dos conclusiones principales: los coeficientes de empuje y potencia no siempre son los parámetros clave para determinar la eficiencia de una hélice; el papel del número de Re en la eficiencia de la hélice no está claro y requiere una investigación adicional. La presencia de efectos del número de Re ha sido probada en numerosos trabajos, pero el impacto de esos efectos parece no ser tan trivial como la afirmación de que cuanto menor es el número de Re, más débil es el rendimiento de la hélice.

Otros recursos que podrían interesarte

Temas Virtualpro