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Diseño Conceptual de Vehículo Aéreo Híbrido para la Exploración de Venus

Autores: Rosales, Jesus; Miller, Addison; Nunez, Edgar; Gross, Andreas; Chanover, Nancy

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Diseño Conceptual de Vehículo Aéreo Híbrido para la Exploración de Venus


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Vehículo aéreo híbrido
Atmósfera de Venus
Energía solar
Baterías
Flotabilidad neutra
Vuelo motorizado

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 29

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Se presenta el diseño conceptual de un vehículo aéreo híbrido para la exploración de la atmósfera superior de Venus. El vehículo flotará como un globo y cosechará energía solar que se almacenará en baterías. La flotabilidad neutra reduce el consumo de energía y hace que el vehículo sea robusto y duradero. La energía almacenada en las baterías se puede utilizar para el vuelo motorizado con buena movilidad horizontal y vertical para explorar aspectos de la atmósfera. Se pretende que el vehículo opere a unos 55.3 km de altitud y explore la capa de nubes del planeta. El vehículo se inspira en el ala inflable Stingray de Prospective Concepts. Basado en un estudio de viabilidad, la envergadura del ala se estableció en 25 m. Se desarrollan ecuaciones para la altitud, la temperatura del gas y de la piel, y el estrés de la piel durante el vuelo con flotabilidad neutra. Para mantener las ecuaciones en una forma analítica simplificada, los complejos compartimentos de gas del vehículo se agrupan en una única esfera de gas. Las ecuaciones tienen en cuenta la expansión volumétrica de la estructura y el requisito de que la presión diferencial debe ser lo suficientemente grande como para permitir breves períodos de vuelo motorizado sin una deformación estructural significativa. Un análisis aerodinámico proporciona las curvas de coeficientes de sustentación y resistencia e indica que el vehículo es estable en cabeceo. Un análisis de vuelo motorizado muestra que se puede mantener una velocidad del aire de 30 m/s durante 31 minutos a 55 km y 69 minutos a 69 km de altitud.

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