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Investigación en túnel de viento sobre la formación de hielo en un rotor de dron en vuelo hacia adelante

Autores: Harvey, Derek; Villeneuve, Eric; Béland, Mathieu; Lapalme, Maxime

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Investigación en túnel de viento sobre la formación de hielo en un rotor de dron en vuelo hacia adelante


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Bell textron
Apt70
Acumulación de hielo
Rendimiento del rotor
Estudio paramétrico
Vuelo hacia adelante

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El Bell Textron APT70 es un concepto de UAV desarrollado para la entrega de última milla y otras aplicaciones habituales. Realiza despegue vertical y transición a modo avión para vuelo hacia adelante. Incluye cuatro rotores, cada uno con cuatro palas rotativas. Se ha llevado a cabo una campaña de pruebas para estudiar los efectos de la acumulación de hielo en el rendimiento del rotor a través de un estudio paramétrico de diferentes parámetros, a saber, MVD, LWC, velocidad del rotor y ángulo de paso. Este documento presenta las últimas experimentaciones de esta campaña para el rotor del dron operando en vuelo hacia adelante bajo condiciones de congelación simuladas en un túnel de viento refrigerado y de circuito cerrado. Los resultados demostraron que los diferentes parámetros estudiados impactaron significativamente la eficiencia de recolección de las palas y, por lo tanto, la acumulación de hielo resultante. Las gotas más pequeñas fueron más fácilmente influenciadas por las líneas de corriente alrededor de las palas rotativas, lo que resultó en menos gotas impactando la superficie y, por lo tanto, acumulaciones de hielo más lentas. Las velocidades de rotación y los ángulos de paso más altos generaron líneas de corriente más enérgicas, que nuevamente transportaron más gotas alrededor de los perfiles aerodinámicos en lugar de que impactaran en la superficie, lo que también llevó a una acumulación más lenta. Una acumulación de hielo más lenta resultó en pérdidas de empuje más lentas, ya que la pérdida en el rendimiento puede estar directamente relacionada con la cantidad de hielo acumulado. Esta investigación no solo ha permitido obtener resultados muy reveladores sobre el efecto de cada parámetro de prueba en la acumulación de hielo, sino que también ha conducido al desarrollo de un banco de pruebas único para hélices de UAV. Las nuevas secciones de prueba circulares junto con la nueva instrumentación instalada dentro y alrededor del túnel permitirán al laboratorio generar congelación en varios tipos de UAV en vuelo hacia adelante bajo condiciones atmosféricas representativas.

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