Efecto de los Parámetros de Control en el Rendimiento de UAV de Propulsión Híbrida Eléctrica para Varias Condiciones de Vuelo: Estudio Paramétrico
Autores: Benmoussa, Amine; Gamboa, Pedro Vieira
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Efecto de los Parámetros de Control en el Rendimiento de UAV de Propulsión Híbrida Eléctrica para Varias Condiciones de Vuelo: Estudio Paramétrico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Tecnología de propulsión híbrido-eléctrica
Rendimiento de aeronaves
Eficiencia de combustible
Modelo de simulación
Rendimiento de misión de UAV
Parámetros de control
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
Hoy en día, se están realizando grandes esfuerzos de investigación continua en la tecnología de propulsión híbrido-eléctrica que ofrece varios beneficios, como la reducción del ruido y las emisiones de contaminación, así como una mejor rendimiento y eficiencia de combustible de las aeronaves. La capacidad de estimar el rendimiento de una aeronave en cualquier situación de vuelo en la que pueda operar es esencial para el desarrollo de aeronaves. En el estudio actual, se desarrolló un modelo de simulación que permite estimar el rendimiento de vuelo y analizar la misión de un Vehículo Aéreo No Tripulado (VANT) de ala fija y multirrotor con un sistema de propulsión híbrido eléctrico (HEPS), con capacidades tanto convencionales como de Despegue y Aterrizaje Vertical (VTOL). El control se basa en la especificación continua del ángulo de inclinación, el empuje de propulsión y el empuje de sustentación para lograr las condiciones requeridas de un segmento de vuelo determinado. Se consideraron seis misiones diferentes para analizar el efecto de los parámetros de control que exhiben la mayor influencia en el rendimiento de la misión del VANT. Se seleccionó un conjunto apropiado de parámetros de control a través de un estudio paramétrico multidimensional. Los resultados muestran que los parámetros de control, si no están bien ajustados, afectan el rendimiento de la misión: por ejemplo, en la transición de desaceleración, un tiempo más largo para reducir la velocidad de crucero a detenerse puede ser el resultado porque el controlador tiene dificultades para ajustar el ángulo de inclinación. Además, la metodología implementada captura los efectos de maniobras transitorias, a diferencia del análisis cuasi-estático típico sin la complejidad de modelos de simulación completos.
Descripción
Hoy en día, se están realizando grandes esfuerzos de investigación continua en la tecnología de propulsión híbrido-eléctrica que ofrece varios beneficios, como la reducción del ruido y las emisiones de contaminación, así como una mejor rendimiento y eficiencia de combustible de las aeronaves. La capacidad de estimar el rendimiento de una aeronave en cualquier situación de vuelo en la que pueda operar es esencial para el desarrollo de aeronaves. En el estudio actual, se desarrolló un modelo de simulación que permite estimar el rendimiento de vuelo y analizar la misión de un Vehículo Aéreo No Tripulado (VANT) de ala fija y multirrotor con un sistema de propulsión híbrido eléctrico (HEPS), con capacidades tanto convencionales como de Despegue y Aterrizaje Vertical (VTOL). El control se basa en la especificación continua del ángulo de inclinación, el empuje de propulsión y el empuje de sustentación para lograr las condiciones requeridas de un segmento de vuelo determinado. Se consideraron seis misiones diferentes para analizar el efecto de los parámetros de control que exhiben la mayor influencia en el rendimiento de la misión del VANT. Se seleccionó un conjunto apropiado de parámetros de control a través de un estudio paramétrico multidimensional. Los resultados muestran que los parámetros de control, si no están bien ajustados, afectan el rendimiento de la misión: por ejemplo, en la transición de desaceleración, un tiempo más largo para reducir la velocidad de crucero a detenerse puede ser el resultado porque el controlador tiene dificultades para ajustar el ángulo de inclinación. Además, la metodología implementada captura los efectos de maniobras transitorias, a diferencia del análisis cuasi-estático típico sin la complejidad de modelos de simulación completos.