Efectos de las variaciones en el dihedral de alas bioinspiradas en el rendimiento de planeo dinámico de vehículos aéreos no tripulados
Autores: Zhang, Hang; Zhang, Shenwei; Xiang, Tao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Efectos de las variaciones en el dihedral de alas bioinspiradas en el rendimiento de planeo dinámico de vehículos aéreos no tripulados
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Imitación de albatros
Vehículo aéreo no tripulado
ángulo diedro
Rendimiento de planeo dinámico
Gradiente de viento
Alas morphing
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Sobre la base de un vehículo aéreo no tripulado (VANT) de imitación de albatros desarrollado por uno mismo, se exploran tres configuraciones diferentes de ángulo de diedro para las secciones media y exterior del ala: fijo a -50 grados, fijo a -5 grados y variando arbitrariamente entre -50 grados y -5 grados. Al resolver el problema de optimización de la trayectoria de planeo dinámico para cada configuración, se investiga el efecto de la variación del ángulo de diedro en el rendimiento de planeo dinámico de las alas bioinspiradas. Los resultados indican que bajo las tres configuraciones, el VANT logra un vuelo energéticamente neutro en entornos específicos de campo de viento. En comparación con el ángulo de diedro fijo de -5 grados, el VANT demostró un rendimiento de planeo dinámico superior cuando el ángulo de diedro estaba fijo en -50 grados. Cuando el ángulo de diedro variaba dinámicamente, el VANT superó ambas configuraciones fijas en todos los parámetros relevantes. Específicamente, en comparación con el ángulo de diedro fijo de -5 grados, la energía total aumentó en un 25.43%, y el gradiente de viento mínimo requerido disminuyó en un 15.56%. De manera similar, en comparación con el ángulo de diedro fijo de -50 grados, la energía total aumentó en un 2.52%, y el gradiente de viento mínimo requerido disminuyó en un 2.07%. Estos hallazgos sugieren que el uso de tecnología de ángulo de diedro variable en alas de VANT bioinspiradas puede mejorar significativamente el rendimiento de planeo dinámico y proporcionar apoyo teórico para el diseño de alas morfables con capacidades superiores de planeo dinámico.
Descripción
Sobre la base de un vehículo aéreo no tripulado (VANT) de imitación de albatros desarrollado por uno mismo, se exploran tres configuraciones diferentes de ángulo de diedro para las secciones media y exterior del ala: fijo a -50 grados, fijo a -5 grados y variando arbitrariamente entre -50 grados y -5 grados. Al resolver el problema de optimización de la trayectoria de planeo dinámico para cada configuración, se investiga el efecto de la variación del ángulo de diedro en el rendimiento de planeo dinámico de las alas bioinspiradas. Los resultados indican que bajo las tres configuraciones, el VANT logra un vuelo energéticamente neutro en entornos específicos de campo de viento. En comparación con el ángulo de diedro fijo de -5 grados, el VANT demostró un rendimiento de planeo dinámico superior cuando el ángulo de diedro estaba fijo en -50 grados. Cuando el ángulo de diedro variaba dinámicamente, el VANT superó ambas configuraciones fijas en todos los parámetros relevantes. Específicamente, en comparación con el ángulo de diedro fijo de -5 grados, la energía total aumentó en un 25.43%, y el gradiente de viento mínimo requerido disminuyó en un 15.56%. De manera similar, en comparación con el ángulo de diedro fijo de -50 grados, la energía total aumentó en un 2.52%, y el gradiente de viento mínimo requerido disminuyó en un 2.07%. Estos hallazgos sugieren que el uso de tecnología de ángulo de diedro variable en alas de VANT bioinspiradas puede mejorar significativamente el rendimiento de planeo dinámico y proporcionar apoyo teórico para el diseño de alas morfables con capacidades superiores de planeo dinámico.