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Efecto de la inclinación del rotor en las propiedades de rechazo de ráfagas de aeronaves multirrotor

Autores: Whidborne, James F.; Mendez, Arthur P.; Cooke, Alastair

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Efecto de la inclinación del rotor en las propiedades de rechazo de ráfagas de aeronaves multirrotor


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Operar de manera segura
Resistencia a ráfagas
Inclinación del rotor hacia afuera
Modelos aerodinámicos
Propiedades de rechazo de ráfagas
Respuestas a ráfagas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Para operar de manera segura en condiciones de viento y ráfagas, las aeronaves VTOL multirrotor requieren resistencia a las ráfagas. Este documento muestra que sus propiedades de rechazo de ráfagas pueden mejorarse aplicando una pequeña cantidad de inclinación fija de los rotores hacia afuera. Se incorporan modelos aerodinámicos estándar de los rotores en dos modelos dinámicos para evaluar las propiedades de rechazo de ráfagas. El primer caso es una aeronave VTOL planar birotor conceptual. Se analiza la dependencia del trimado y la estabilidad con respecto al ángulo de inclinación. La aeronave se estabiliza utilizando un enfoque de colocación de polos para obtener un rendimiento consistente de mantenimiento de posición en aire en calma. El efecto de las ráfagas en la respuesta resultante se determina mediante simulación. El segundo estudio de caso es para un quadrotor con una inclinación de rotor hacia afuera de 10 grados. Se analizan los coeficientes aerodinámicos para el mantenimiento de posición recortado en un rango de velocidades de viento constante. Se utiliza un controlador LQR para aplicar el mantenimiento de posición que incluye acción integral, y las respuestas a las ráfagas se obtienen nuevamente mediante simulación. Los resultados muestran que la inclinación del rotor hacia afuera hace que la aeronave se incline hacia abajo en una ráfaga lateral, proporcionando una fuerza lateral que se opone a la ráfaga y, por lo tanto, mejora significativamente las propiedades de rechazo de ráfagas.

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