Investigación del Comportamiento Dinámico en Caída Libre de un Ala Rectangular con Ubicación Variable del Centro de Masa y Momento de Inercia Variable
Autores: Dou, Yilin; Wang, Kelei; Zhou, Zhou; Thomas, Peter R.; Shao, Zhuang; Du, Wanshan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Investigación del Comportamiento Dinámico en Caída Libre de un Ala Rectangular con Ubicación Variable del Centro de Masa y Momento de Inercia Variable
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Tecnología
UAVs
Caída libre
Parámetros dinámicos
Modelo cuasi-estacionario
Rendimiento aerodinámico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 40
Citaciones: Sin citaciones
En los últimos años, la tecnología de lanzamiento por caída de UAVs de espacio cercano ha atraído mucha atención. Entre la caída del portador y la iniciación del sistema de control de vuelo, el UAV presenta un movimiento de caída libre. Este proceso de caída libre es muy importante para el efecto de control del sistema de control de vuelo y también es crucial para la seguridad del UAV y del portador. Se requiere atención en dos parámetros dinámicos importantes del UAV: el momento de inercia y la posición del centro de masa. En este artículo, utilizamos un modelo cuasi-estacionario propuesto por predecesores para abordar el problema de caída de placa plana con modificaciones para describir el movimiento de caída libre del ala. Se utilizaron dinámicas de fluidos computacionales (CFD) para simular el movimiento de caída libre del ala con varios parámetros, y se analizó el comportamiento de liberación del ala para verificar el modelo cuasi-estacionario. La investigación muestra que las características de movimiento del ala en caída se reflejan principalmente en el plano longitudinal, y el modelo analítico cuasi-estacionario desarrollado puede describir con mayor precisión el comportamiento dinámico de la caída libre hasta cierto punto. Al utilizar métodos CFD, investigamos más a fondo el rendimiento aerodinámico del ala en caída libre. Los resultados muestran que el ala presenta principalmente un movimiento de voltereta y aleteo. Cambiar el momento de inercia alrededor del eje de voltereta cambia la frecuencia de voltereta y el punto en el tiempo en que el ala entra en voltereta. En contraste, cambiar la posición del centro de masa cambia significativamente la forma de caída y hace que el movimiento de caída libre sea más complejo. Por lo tanto, es necesario configurar cuidadosamente el centro de masa en el proceso de diseño del UAV.
Descripción
En los últimos años, la tecnología de lanzamiento por caída de UAVs de espacio cercano ha atraído mucha atención. Entre la caída del portador y la iniciación del sistema de control de vuelo, el UAV presenta un movimiento de caída libre. Este proceso de caída libre es muy importante para el efecto de control del sistema de control de vuelo y también es crucial para la seguridad del UAV y del portador. Se requiere atención en dos parámetros dinámicos importantes del UAV: el momento de inercia y la posición del centro de masa. En este artículo, utilizamos un modelo cuasi-estacionario propuesto por predecesores para abordar el problema de caída de placa plana con modificaciones para describir el movimiento de caída libre del ala. Se utilizaron dinámicas de fluidos computacionales (CFD) para simular el movimiento de caída libre del ala con varios parámetros, y se analizó el comportamiento de liberación del ala para verificar el modelo cuasi-estacionario. La investigación muestra que las características de movimiento del ala en caída se reflejan principalmente en el plano longitudinal, y el modelo analítico cuasi-estacionario desarrollado puede describir con mayor precisión el comportamiento dinámico de la caída libre hasta cierto punto. Al utilizar métodos CFD, investigamos más a fondo el rendimiento aerodinámico del ala en caída libre. Los resultados muestran que el ala presenta principalmente un movimiento de voltereta y aleteo. Cambiar el momento de inercia alrededor del eje de voltereta cambia la frecuencia de voltereta y el punto en el tiempo en que el ala entra en voltereta. En contraste, cambiar la posición del centro de masa cambia significativamente la forma de caída y hace que el movimiento de caída libre sea más complejo. Por lo tanto, es necesario configurar cuidadosamente el centro de masa en el proceso de diseño del UAV.