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Estimación del rendimiento de sistemas de propulsión de UAV de ala fija

Autores: Etewa, Mohamed; Hassan, Ahmed F.; Safwat, Ehab; Abozied, Mohammed A. H.; El-Khatib, Mohamed M.; Ramirez-Serrano, Alejandro

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Estimación del rendimiento de sistemas de propulsión de UAV de ala fija


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Evaluación
Sistemas de propulsión
UAVs
Características de rendimiento
Modelo de simulación
Modelo de hélice

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La evaluación de los sistemas de propulsión utilizados en UAVs es de suma importancia para mejorar la resistencia de vuelo, aumentar el rendimiento del control de vuelo y minimizar el consumo de energía. Sin embargo, esta evaluación se realiza típicamente de manera experimental después de que se completa el diseño preliminar del hardware del UAV, lo que tiende a ser costoso y llevar mucho tiempo. En este documento, se propone una evaluación teórica integral del sistema de propulsión de UAV para evaluar tanto las características de rendimiento estático como dinámico a través de un modelo de simulación integrado. El enfoque abarca la dinámica electromecánica tanto del motor como de su controlador. El modelo analítico propuesto estima el rendimiento de la combinación de hélice y motor con el objetivo general de mejorar la eficiencia total del sistema de propulsión de la aeronave antes de incurrir en costos elevados. El modelo incorpora una teoría avanzada de momento de elementos de ala respaldada por el desarrollo de un nuevo mecanismo para predecir el rendimiento de la hélice en condiciones de bajo número de Reynolds. El modelo de hélice utiliza XFOIL y varios factores, incluidos los efectos post-estallido, la corrección 3D, las fluctuaciones del número de Reynolds y las correcciones por pérdida en la punta para predecir las cargas aerodinámicas correspondientes. Se utilizan dinámicas de fluidos computacionales para corroborar las formulaciones dinámicas seguidas de extensas pruebas experimentales para validar la metodología de estimación propuesta.

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