Estructura del ala del tiltrotor civil de próxima generación: del concepto al diseño preliminar
Autores: Belardo, Marika; Marano, Aniello Daniele; Beretta, Jacopo; Diodati, Gianluca; Graziano, Mario; Capasso, Mariacarmela; Ariola, Pierpaolo; Orlando, Salvatore; Di Caprio, Francesco; Paletta, Nicola; Di Palma, Luigi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Estructura del ala del tiltrotor civil de próxima generación: del concepto al diseño preliminar
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Metodología
Ala de tiltrotores
Diseño preliminar
Demostrador de Tecnología de Tiltrotores Civiles de Nueva Generación
Optimización
Modelo de Elementos Finitos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
El objetivo principal de este documento es describir una metodología que se aplicará en el diseño preliminar de un ala de tiltrotor basada en métodos de diseño conceptual previamente desarrollados. El vehículo de referencia es el Demostrador de Tecnología de Tiltrotor Civil de Nueva Generación (NGCTR-TD) desarrollado por Leonardo Helicopters dentro del marco del programa de investigación Clean Sky. En un trabajo anterior de los autores, basado en los requisitos específicos (es decir, dinámica, resistencia, pandeo, funcional), la primera iteración del diseño tenía como objetivo encontrar una estructura de ala con un peso estructural minimizado pero al mismo tiempo lo suficientemente fuerte y rígida para cumplir con las cargas de dimensionamiento y la estabilidad aeroelástica en el sobrevuelo. Ahora, el resultado de la primera iteración de diseño se utiliza para construir un Modelo de Elementos Finitos (FEM) global, que se utilizará para una optimización multiobjetivo realizada mediante un entorno de software comercial. En otras palabras, la estrategia de diseño, destinada a encontrar una primera solución óptima en términos del grosor de los componentes compuestos, se basa en una optimización de dos niveles. La optimización de primer nivel se realiza con modelos de ingeniería (no basados en FEA), y la optimización de segundo nivel, discutida en este documento, dentro de un entorno de FEA. Este último ha demostrado proporcionar resultados satisfactorios en términos de peso total del ala y una optimización zonal de las partes compuestas, que es el punto de partida de un modelo diseñado y un FEM detallado (más allá del alcance del presente trabajo), que también tendrá en cuenta las restricciones de fabricación, ensamblaje, instalación, accesibilidad y mantenimiento.
Descripción
El objetivo principal de este documento es describir una metodología que se aplicará en el diseño preliminar de un ala de tiltrotor basada en métodos de diseño conceptual previamente desarrollados. El vehículo de referencia es el Demostrador de Tecnología de Tiltrotor Civil de Nueva Generación (NGCTR-TD) desarrollado por Leonardo Helicopters dentro del marco del programa de investigación Clean Sky. En un trabajo anterior de los autores, basado en los requisitos específicos (es decir, dinámica, resistencia, pandeo, funcional), la primera iteración del diseño tenía como objetivo encontrar una estructura de ala con un peso estructural minimizado pero al mismo tiempo lo suficientemente fuerte y rígida para cumplir con las cargas de dimensionamiento y la estabilidad aeroelástica en el sobrevuelo. Ahora, el resultado de la primera iteración de diseño se utiliza para construir un Modelo de Elementos Finitos (FEM) global, que se utilizará para una optimización multiobjetivo realizada mediante un entorno de software comercial. En otras palabras, la estrategia de diseño, destinada a encontrar una primera solución óptima en términos del grosor de los componentes compuestos, se basa en una optimización de dos niveles. La optimización de primer nivel se realiza con modelos de ingeniería (no basados en FEA), y la optimización de segundo nivel, discutida en este documento, dentro de un entorno de FEA. Este último ha demostrado proporcionar resultados satisfactorios en términos de peso total del ala y una optimización zonal de las partes compuestas, que es el punto de partida de un modelo diseñado y un FEM detallado (más allá del alcance del presente trabajo), que también tendrá en cuenta las restricciones de fabricación, ensamblaje, instalación, accesibilidad y mantenimiento.