Una perspectiva de masa, combustible y energía sobre la escalabilidad de vehículos aéreos no tripulados de ala fija
Autores: Diogo, Carlos M. A.; Fernandes, Edgar C.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Una perspectiva de masa, combustible y energía sobre la escalabilidad de vehículos aéreos no tripulados de ala fija
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Aviones de ala fija
Vehículos aéreos no tripulados
VANT
Aviones
Masa de despegue
Energía útil
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los vehículos aéreos no tripulados de ala fija (UAV) han mejorado significativamente en aplicación y versatilidad, compartiendo similitudes de diseño con los aviones, particularmente en la etapa de diseño, cuando se utiliza la masa de despegue para estimar otras características. En este trabajo, se construye una base de datos interna de UAV para permitir su comparación con aviones bajo diferentes parámetros y evaluar las diferencias clave en los patrones de los sistemas de propulsión de los UAV. La literatura existente sobre velocidad frente a masa de despegue se actualiza con 534 entradas de UAV, y se crea un diagrama de alcance frente a masa de despegue con 503 UAV y 193 aviones. Además, se comparan diferentes métricas de eficiencia de transporte entre UAV y aviones, destacando escenarios ventajosos para los UAV. Luego, se utiliza un nuevo paradigma centrado en la energía útil para comprender la efectividad subyacente de las implementaciones de UAV. Aumentar la energía útil es más efectivo para incrementar la velocidad, el trabajo de transporte y el trabajo de levantamiento de UAV de combustión interna, y más efectivo para aumentar el alcance y la resistencia de UAV eléctricos de batería. Finalmente, se observa que la masa de todos los vehículos aéreos de ala fija, tanto UAV como aviones, excepto los eléctricos de batería y solares, se adhiere a una ley de escalado bien definida basada en la energía útil. Se sugiere un paralelo a esta ley de escalado para describir futuros UAV y aviones eléctricos de batería.
Descripción
Los vehículos aéreos no tripulados de ala fija (UAV) han mejorado significativamente en aplicación y versatilidad, compartiendo similitudes de diseño con los aviones, particularmente en la etapa de diseño, cuando se utiliza la masa de despegue para estimar otras características. En este trabajo, se construye una base de datos interna de UAV para permitir su comparación con aviones bajo diferentes parámetros y evaluar las diferencias clave en los patrones de los sistemas de propulsión de los UAV. La literatura existente sobre velocidad frente a masa de despegue se actualiza con 534 entradas de UAV, y se crea un diagrama de alcance frente a masa de despegue con 503 UAV y 193 aviones. Además, se comparan diferentes métricas de eficiencia de transporte entre UAV y aviones, destacando escenarios ventajosos para los UAV. Luego, se utiliza un nuevo paradigma centrado en la energía útil para comprender la efectividad subyacente de las implementaciones de UAV. Aumentar la energía útil es más efectivo para incrementar la velocidad, el trabajo de transporte y el trabajo de levantamiento de UAV de combustión interna, y más efectivo para aumentar el alcance y la resistencia de UAV eléctricos de batería. Finalmente, se observa que la masa de todos los vehículos aéreos de ala fija, tanto UAV como aviones, excepto los eléctricos de batería y solares, se adhiere a una ley de escalado bien definida basada en la energía útil. Se sugiere un paralelo a esta ley de escalado para describir futuros UAV y aviones eléctricos de batería.