Efecto de la configuración de múltiples hélices ductadas en el rendimiento aerodinámico en drones quadrotor
Autores: Li, Yi; Yonezawa, Koichi; Liu, Hao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Efecto de la configuración de múltiples hélices ductadas en el rendimiento aerodinámico en drones quadrotor
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Diseño aerodinámico bioinspirado
Producción de fuerza de sustentación
Eficiencia de FM
Configuración de múltiples hélices ductadas
Estudio basado en CFD
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Motivados por un diseño aerodinámico óptimo bioinspirado de una configuración de múltiples hélices, aquí proponemos un diseño de múltiples hélices ductadas para explorar la mejora en la producción de fuerza de elevación y la eficiencia de FM en drones quadrotor mediante la optimización de la configuración de múltiples hélices ductadas. Primero realizamos un estudio basado en CFD para explorar una morfología de ducto de alto rendimiento en un modelo de hélice única ductada en términos de rendimiento aerodinámico y volumen del ducto. Luego se investiga el efecto de una configuración de múltiples hélices ductadas en el rendimiento aerodinámico en términos de la distancia de punta y la diferencia de altura de las hélices en un estado de flotación. Nuestros resultados indican que las interacciones inducidas por la distancia de punta tienen un efecto notable en la disminución de la producción de fuerza de elevación y la eficiencia de FM, pero están limitadas a distancias de punta pequeñas, mientras que las interacciones inducidas por la diferencia de altura tienen un impacto en la mejora del rendimiento aerodinámico en un cierto rango. Se examinó una configuración óptima de múltiples hélices ductadas con una distancia de punta mínima y una diferencia de altura apropiada a través de una combinación de simulaciones CFD y un modelo sustituto en un espacio de parámetros amplio, lo que permite una mejora significativa tanto en la producción de fuerza de elevación como en la eficiencia de FM para el multirrotor, y así proporciona un diseño óptimo potencial para UAVs multirrotores ductados.
Descripción
Motivados por un diseño aerodinámico óptimo bioinspirado de una configuración de múltiples hélices, aquí proponemos un diseño de múltiples hélices ductadas para explorar la mejora en la producción de fuerza de elevación y la eficiencia de FM en drones quadrotor mediante la optimización de la configuración de múltiples hélices ductadas. Primero realizamos un estudio basado en CFD para explorar una morfología de ducto de alto rendimiento en un modelo de hélice única ductada en términos de rendimiento aerodinámico y volumen del ducto. Luego se investiga el efecto de una configuración de múltiples hélices ductadas en el rendimiento aerodinámico en términos de la distancia de punta y la diferencia de altura de las hélices en un estado de flotación. Nuestros resultados indican que las interacciones inducidas por la distancia de punta tienen un efecto notable en la disminución de la producción de fuerza de elevación y la eficiencia de FM, pero están limitadas a distancias de punta pequeñas, mientras que las interacciones inducidas por la diferencia de altura tienen un impacto en la mejora del rendimiento aerodinámico en un cierto rango. Se examinó una configuración óptima de múltiples hélices ductadas con una distancia de punta mínima y una diferencia de altura apropiada a través de una combinación de simulaciones CFD y un modelo sustituto en un espacio de parámetros amplio, lo que permite una mejora significativa tanto en la producción de fuerza de elevación como en la eficiencia de FM para el multirrotor, y así proporciona un diseño óptimo potencial para UAVs multirrotores ductados.