Investigación de la Interferencia Aerodinámica Entre Cuadricópteros Alineados Verticalmente a Diferentes Velocidades de Rotor y Separaciones
Autores: Arslan, Khan Muhammad; Zhao, Liangyu; Xue, Kuiju
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Investigación de la Interferencia Aerodinámica Entre Cuadricópteros Alineados Verticalmente a Diferentes Velocidades de Rotor y Separaciones
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Aplicaciones de drones
Interacciones aerodinámicas
Formaciones de UAV
Simulaciones de dinámica de fluidos computacional
Cuadricópteros
RPMs
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Con la rápida proliferación de aplicaciones de drones, los vuelos en formación de múltiples UAV se están volviendo cada vez más comunes. Mientras que la mayoría de los estudios existentes se centran en la aerodinámica de un solo dron, las interacciones aerodinámicas dentro de las formaciones de UAV, particularmente en configuraciones de suspensión en proximidad cercana, siguen siendo inadecuadamente comprendidas. Este estudio emplea simulaciones de dinámica de fluidos computacional para investigar las interacciones aerodinámicas entre dos cuadricópteros en suspensión a distancias verticales de 1 m y 0.5 m, operando a diferentes RPM. Los resultados indican que, cuando los dos cuadricópteros están separados 1 m, aumentar las RPM mejora el flujo de aire descendente del cuadricóptero superior, lo que beneficia al cuadricóptero inferior. Cuando la separación vertical se reduce a 0.5 m, la interacción aerodinámica entre los UAV se vuelve más pronunciada. Esta configuración puede ser ventajosa si los drones permanecen perfectamente alineados a RPM más bajas. Sin embargo, a RPM más altas, especialmente por encima de 5000, los vórtices intensificados perturban al UAV inferior, causando desestabilización. Además, la reducción del espacio amplifica el efecto de descenso, aumentando el riesgo de colisiones y pérdida de control. Este trabajo destaca la importancia de gestionar el espacio y las RPM de los pares de drones para optimizar el rendimiento y garantizar la estabilidad en formaciones de múltiples drones.
Descripción
Con la rápida proliferación de aplicaciones de drones, los vuelos en formación de múltiples UAV se están volviendo cada vez más comunes. Mientras que la mayoría de los estudios existentes se centran en la aerodinámica de un solo dron, las interacciones aerodinámicas dentro de las formaciones de UAV, particularmente en configuraciones de suspensión en proximidad cercana, siguen siendo inadecuadamente comprendidas. Este estudio emplea simulaciones de dinámica de fluidos computacional para investigar las interacciones aerodinámicas entre dos cuadricópteros en suspensión a distancias verticales de 1 m y 0.5 m, operando a diferentes RPM. Los resultados indican que, cuando los dos cuadricópteros están separados 1 m, aumentar las RPM mejora el flujo de aire descendente del cuadricóptero superior, lo que beneficia al cuadricóptero inferior. Cuando la separación vertical se reduce a 0.5 m, la interacción aerodinámica entre los UAV se vuelve más pronunciada. Esta configuración puede ser ventajosa si los drones permanecen perfectamente alineados a RPM más bajas. Sin embargo, a RPM más altas, especialmente por encima de 5000, los vórtices intensificados perturban al UAV inferior, causando desestabilización. Además, la reducción del espacio amplifica el efecto de descenso, aumentando el riesgo de colisiones y pérdida de control. Este trabajo destaca la importancia de gestionar el espacio y las RPM de los pares de drones para optimizar el rendimiento y garantizar la estabilidad en formaciones de múltiples drones.