Investigación Paramétrica de Flaps de Bisel en un UAV de Cuerpo de Ala Mezclada Usando el Método Taguchi
Autores: Antoniou, Spyridon; Kapsalis, Stavros; Panagiotou, Pericles; Yakinthos, Kyros
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Investigación Paramétrica de Flaps de Bisel en un UAV de Cuerpo de Ala Mezclada Usando el Método Taguchi
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Aletas de vanguardia
Estabilidad longitudinal
Cuerpo de Ala Mezclada
Vehículo Aéreo No Tripulado
Diseño de Experimentos
Método Taguchi
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
El estudio actual investigó el efecto de los flaps de borde de ataque en la estabilidad longitudinal a altos ángulos de ataque de un Vehículo Aéreo No Tripulado (VANT) de Cuerpo de Ala Mixta (BWB). Utilizando un enfoque de Diseño de Experimentos (DOE) y, específicamente, el método de Taguchi, se investigaron cuatro parámetros de diseño de flaps de borde de ataque en tres niveles diferentes. Estos parámetros fueron el semiespacio del flap, la rotación del elemento del flap, la extensión hacia adelante del borde de ataque y la caída hacia abajo por debajo del borde de ataque. Se utilizó un arreglo ortogonal L (OA) para investigar la influencia de estos parámetros de diseño clave utilizando tres criterios de rendimiento, a saber, el ángulo en el que ocurre la ruptura de cabeceo, la velocidad correspondiente y la distancia entre el punto neutro de cada configuración y el punto neutro de la plataforma de referencia. La investigación se llevó a cabo utilizando métodos de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) de alta fidelidad para cada una de las nueve configuraciones definidas por el OA L, en un rango de ángulos de ataque entre -4 y 16 grados. Basado en estos resultados, y utilizando un análisis de relación Señal-Ruido (SNR), se derivaron eventualmente dos combinaciones, una que optimizó el ángulo y la velocidad de ruptura de cabeceo y otra que optimizó la estabilidad longitudinal. Finalmente, se llevó a cabo la técnica de Análisis de Varianza de Pareto (ANOVA) para definir la contribución de cada uno de los seis parámetros de diseño en los criterios de rendimiento seleccionados. Más específicamente, el semiespacio pareció tener el efecto más significativo en el ángulo y la velocidad de ruptura de cabeceo, mientras que la rotación del elemento del flap fue el parámetro más importante en lo que respecta a la estabilidad estática.
Descripción
El estudio actual investigó el efecto de los flaps de borde de ataque en la estabilidad longitudinal a altos ángulos de ataque de un Vehículo Aéreo No Tripulado (VANT) de Cuerpo de Ala Mixta (BWB). Utilizando un enfoque de Diseño de Experimentos (DOE) y, específicamente, el método de Taguchi, se investigaron cuatro parámetros de diseño de flaps de borde de ataque en tres niveles diferentes. Estos parámetros fueron el semiespacio del flap, la rotación del elemento del flap, la extensión hacia adelante del borde de ataque y la caída hacia abajo por debajo del borde de ataque. Se utilizó un arreglo ortogonal L (OA) para investigar la influencia de estos parámetros de diseño clave utilizando tres criterios de rendimiento, a saber, el ángulo en el que ocurre la ruptura de cabeceo, la velocidad correspondiente y la distancia entre el punto neutro de cada configuración y el punto neutro de la plataforma de referencia. La investigación se llevó a cabo utilizando métodos de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) de alta fidelidad para cada una de las nueve configuraciones definidas por el OA L, en un rango de ángulos de ataque entre -4 y 16 grados. Basado en estos resultados, y utilizando un análisis de relación Señal-Ruido (SNR), se derivaron eventualmente dos combinaciones, una que optimizó el ángulo y la velocidad de ruptura de cabeceo y otra que optimizó la estabilidad longitudinal. Finalmente, se llevó a cabo la técnica de Análisis de Varianza de Pareto (ANOVA) para definir la contribución de cada uno de los seis parámetros de diseño en los criterios de rendimiento seleccionados. Más específicamente, el semiespacio pareció tener el efecto más significativo en el ángulo y la velocidad de ruptura de cabeceo, mientras que la rotación del elemento del flap fue el parámetro más importante en lo que respecta a la estabilidad estática.