Un estudio sobre la relación entre el diseño del aerotren y su estabilidad basado en un modelo dinámico tridimensional
Autores: Luong, Quang Huan; Jong, Jeremy; Sugahara, Yusuke; Matsuura, Daisuke; Takeda, Yukio
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Un estudio sobre la relación entre el diseño del aerotren y su estabilidad basado en un modelo dinámico tridimensional
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Tren eléctrico de alta velocidad
Aerotren
Estabilidad
Modelo dinámico
Diseño de cola
Sistema de control
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 42
Citaciones: Sin citaciones
Un nuevo tren eléctrico de alta velocidad llamado Aerotrain tiene alas de levitación y levita bajo el efecto de Ala en Suelo (WIG) a lo largo de una guía en forma de U. El estudio anterior encontró que la falta de conocimiento del diseño hace que el prototipo no pueda recuperar la estabilidad al perder el control. En este documento, se ha desarrollado el modelo dinámico no lineal tridimensional del Aerotrain basado en el modelo de cuerpo rígido para investigar la relación entre el diseño del cuerpo del vehículo y su estabilidad. Basado en el modelo dinámico, este documento consideró un Aerotrain con un ala horizontal y un ala vertical. Para evaluar la estabilidad, se parametrizaron la ubicación y el área de estas alas. Se han investigado los efectos de estos parámetros sobre la estabilidad longitudinal y direccional para mostrar que: el ala horizontal ofrece su mejor rendimiento si el área del ala es una función de la ubicación del ala; un área de ala vertical más grande y (o) una ubicación de ala vertical más lejana proporcionarán una mejor estabilidad direccional. En cuanto a la estabilidad lateral, se investigó un diseño de ala de levitación frontal en dihedral. Este diseño no mostró su efectividad, por lo tanto, se necesita un sistema de control. Los resultados obtenidos son útiles para los estudios de optimización en el diseño del Aerotrain, así como para el desarrollo de prototipos experimentales.
Descripción
Un nuevo tren eléctrico de alta velocidad llamado Aerotrain tiene alas de levitación y levita bajo el efecto de Ala en Suelo (WIG) a lo largo de una guía en forma de U. El estudio anterior encontró que la falta de conocimiento del diseño hace que el prototipo no pueda recuperar la estabilidad al perder el control. En este documento, se ha desarrollado el modelo dinámico no lineal tridimensional del Aerotrain basado en el modelo de cuerpo rígido para investigar la relación entre el diseño del cuerpo del vehículo y su estabilidad. Basado en el modelo dinámico, este documento consideró un Aerotrain con un ala horizontal y un ala vertical. Para evaluar la estabilidad, se parametrizaron la ubicación y el área de estas alas. Se han investigado los efectos de estos parámetros sobre la estabilidad longitudinal y direccional para mostrar que: el ala horizontal ofrece su mejor rendimiento si el área del ala es una función de la ubicación del ala; un área de ala vertical más grande y (o) una ubicación de ala vertical más lejana proporcionarán una mejor estabilidad direccional. En cuanto a la estabilidad lateral, se investigó un diseño de ala de levitación frontal en dihedral. Este diseño no mostró su efectividad, por lo tanto, se necesita un sistema de control. Los resultados obtenidos son útiles para los estudios de optimización en el diseño del Aerotrain, así como para el desarrollo de prototipos experimentales.