Diseño y Análisis Estructural de un Ala de Alto Elevación S1223 de Reciprocación para un UAV VTOL Impulsado por RA
Autores: Imumbhon, Johnson O.; Alam, Mohammad D.; Cao, Yiding
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Diseño y Análisis Estructural de un Ala de Alto Elevación S1223 de Reciprocación para un UAV VTOL Impulsado por RA
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Etapa de diseño
Análisis estructurales
Componentes de aeronaves
Ala de alto sustentación
Fibra de carbono
Análisis de elementos finitos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
En la etapa de diseño de una aeronave, se emplean comúnmente análisis estructurales para probar la integridad de los componentes de la aeronave y demostrar la capacidad de los elementos estructurales para soportar lo que están diseñados, así como predecir posibles fallos de los componentes. Esta investigación se centró en el diseño y análisis estructural de un perfil de ala de alto levantamiento y bajo número de Reynolds, el Selig S1223, bajo carga de fuerzas inerciales recíprocas, para determinar la viabilidad de su uso en un nuevo UAV VTOL impulsado por un ala recíproca (RA). El material seleccionado para las estructuras del ala, incluidos los nervios, las vigas y la piel, fue fibra de carbono de alta resistencia. El ala fue diseñada en SolidWorks, mientras que el análisis de elementos finitos se realizó con ANSYS Mechanical en conjunto con las fuerzas inerciales debido al movimiento recíproco del ala y las fuerzas de sustentación y resistencia que se derivaron de los análisis aerodinámicos del ala. El estrés y la deformación estructural determinados bajo las condiciones de carga fueron satisfactorios y el ala diseñada pudo soportar las altas fuerzas inerciales recíprocas en el módulo UAV VTOL impulsado por RA. Los resultados de este estudio indican que el perfil de ala Selig S1223, debido a su rendimiento superior a bajos números de Reynolds, alto levantamiento y características de ruido reducido a bajos ángulos de ataque, combinado con el uso de fibra de carbono de alta resistencia, demuestra ser una excelente opción para esta aplicación de aeronave impulsada por RA.
Descripción
En la etapa de diseño de una aeronave, se emplean comúnmente análisis estructurales para probar la integridad de los componentes de la aeronave y demostrar la capacidad de los elementos estructurales para soportar lo que están diseñados, así como predecir posibles fallos de los componentes. Esta investigación se centró en el diseño y análisis estructural de un perfil de ala de alto levantamiento y bajo número de Reynolds, el Selig S1223, bajo carga de fuerzas inerciales recíprocas, para determinar la viabilidad de su uso en un nuevo UAV VTOL impulsado por un ala recíproca (RA). El material seleccionado para las estructuras del ala, incluidos los nervios, las vigas y la piel, fue fibra de carbono de alta resistencia. El ala fue diseñada en SolidWorks, mientras que el análisis de elementos finitos se realizó con ANSYS Mechanical en conjunto con las fuerzas inerciales debido al movimiento recíproco del ala y las fuerzas de sustentación y resistencia que se derivaron de los análisis aerodinámicos del ala. El estrés y la deformación estructural determinados bajo las condiciones de carga fueron satisfactorios y el ala diseñada pudo soportar las altas fuerzas inerciales recíprocas en el módulo UAV VTOL impulsado por RA. Los resultados de este estudio indican que el perfil de ala Selig S1223, debido a su rendimiento superior a bajos números de Reynolds, alto levantamiento y características de ruido reducido a bajos ángulos de ataque, combinado con el uso de fibra de carbono de alta resistencia, demuestra ser una excelente opción para esta aplicación de aeronave impulsada por RA.