Estudio Computacional de los Efectos de la Posición de la Hélice en la Propulsión Eléctrica Distribuida Montada en Alas, con Ingesta de Capa Límite en una Aeronave Remotamente Pilotada de 25 kg
Autores: Serrano, José Ramón; Tiseira, Andrés Omar; García-Cuevas, Luis Miguel; Varela, Pau
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Estudio Computacional de los Efectos de la Posición de la Hélice en la Propulsión Eléctrica Distribuida Montada en Alas, con Ingesta de Capa Límite en una Aeronave Remotamente Pilotada de 25 kg
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Propulsión eléctrica
Ingestión de capa límite
Aeronaves de ala fija
Eficiencia aerodinámica
Eficiencia propulsiva
Peso estructural
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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La propulsión eléctrica distribuida y la ingestión de capa límite son dos tecnologías atractivas para reducir el consumo de energía de las aeronaves de ala fija. A través de una cuidadosa distribución de los elementos del sistema propulsor, se puede lograr una mayor eficiencia aerodinámica y propulsora, así como un menor riesgo de pérdida total de la aeronave debido a daños por objetos extraños. Cuando se utilizan en el ala, reducciones adicionales del momento de flexión en la raíz del ala pueden incluso llevar a reducciones de su peso estructural, mitigando así el aumento esperado del peso vacío operativo debido a los componentes adicionales necesarios. Si bien el acoplamiento de estas tecnologías en aeronaves de ala fija se está estudiando activamente en el segmento de grandes aeronaves, también es un enfoque interesante para aumentar la eficiencia incluso en aeronaves con masas máximas de despegue tan bajas como 25 kg, como la subcategoría A3 para drones civiles de la EASA. Este artículo estudia el efecto de cambiar la posición de las hélices en los parámetros de rendimiento aerodinámico de un sistema de propulsión eléctrica distribuida con ingestión de capa límite en una aeronave de ala fija de 25 kg, así como en el rendimiento de las hélices. Los resultados computacionales muestran las compensaciones entre la eficiencia aerodinámica y la eficiencia de la hélice cuando se varía la posición vertical.
Descripción
La propulsión eléctrica distribuida y la ingestión de capa límite son dos tecnologías atractivas para reducir el consumo de energía de las aeronaves de ala fija. A través de una cuidadosa distribución de los elementos del sistema propulsor, se puede lograr una mayor eficiencia aerodinámica y propulsora, así como un menor riesgo de pérdida total de la aeronave debido a daños por objetos extraños. Cuando se utilizan en el ala, reducciones adicionales del momento de flexión en la raíz del ala pueden incluso llevar a reducciones de su peso estructural, mitigando así el aumento esperado del peso vacío operativo debido a los componentes adicionales necesarios. Si bien el acoplamiento de estas tecnologías en aeronaves de ala fija se está estudiando activamente en el segmento de grandes aeronaves, también es un enfoque interesante para aumentar la eficiencia incluso en aeronaves con masas máximas de despegue tan bajas como 25 kg, como la subcategoría A3 para drones civiles de la EASA. Este artículo estudia el efecto de cambiar la posición de las hélices en los parámetros de rendimiento aerodinámico de un sistema de propulsión eléctrica distribuida con ingestión de capa límite en una aeronave de ala fija de 25 kg, así como en el rendimiento de las hélices. Los resultados computacionales muestran las compensaciones entre la eficiencia aerodinámica y la eficiencia de la hélice cuando se varía la posición vertical.