Investigación sobre la Rugosidad Superficial de Geometrías de Alas Impresas en PolyJet para Aplicaciones de UAV Pequeños
Autores: Gülcan, Orhan; Günaydn, Kadir; Çelik, Alican
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Investigación sobre la Rugosidad Superficial de Geometrías de Alas Impresas en PolyJet para Aplicaciones de UAV Pequeños
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Estudio
Rugosidad de la superficie
Geometrías de perfiles aerodinámicos
Rendimiento aerodinámico
Velocidades
ángulos de ataque
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
El presente estudio se centra en las características de producibilidad y rugosidad superficial de las geometrías de perfiles aerodinámicos y su efecto en el rendimiento aerodinámico para diferentes velocidades, valores de rugosidad superficial y ángulos de ataque. Se utilizaron dos orientaciones de bandeja diferentes (a lo largo de los ejes X e Y), dos direcciones de construcción diferentes (vertical y horizontal) y dos configuraciones de acabado superficial diferentes (mate y brillante) para evaluar el efecto de estos parámetros en la rugosidad superficial de las superficies superiores e inferiores de los perfiles aerodinámicos producidos por PolyJet. En ambas superficies, se realizaron mediciones de rugosidad superficial en dos direcciones cruzadas. Los resultados mostraron que la dirección de construcción horizontal, donde las superficies de los perfiles aerodinámicos eran paralelas a la plataforma de construcción, experimentaron una menor rugosidad superficial que la dirección de construcción vertical. Los especímenes orientados verticalmente mostraron un grado considerable de distorsiones, especialmente en los bordes de salida, junto con irregularidades superficiales muy altas en las paredes laterales. En general, las configuraciones de acabado brillante o mate resultaron en valores de rugosidad superficial similares y los especímenes ubicados a lo largo de la dirección X mostraron una mejor calidad superficial que los especímenes ubicados a lo largo de la dirección Y, con una diferencia insignificante. Además, el análisis CFD reveló que la rugosidad superficial causada por las estrategias de impresión influye directamente en el rendimiento aerodinámico de los UAV de ala fija (Vehículos Aéreos No Tripulados) en grados considerables. El aumento en el coeficiente de fuerza de arrastre, debido a la rugosidad superficial, alcanzó casi el 7.5% para alta velocidad de crucero a 0 grados de ángulo de ataque y el 13% a 10 grados de ángulo de ataque en el que comienza el estancamiento.
Descripción
El presente estudio se centra en las características de producibilidad y rugosidad superficial de las geometrías de perfiles aerodinámicos y su efecto en el rendimiento aerodinámico para diferentes velocidades, valores de rugosidad superficial y ángulos de ataque. Se utilizaron dos orientaciones de bandeja diferentes (a lo largo de los ejes X e Y), dos direcciones de construcción diferentes (vertical y horizontal) y dos configuraciones de acabado superficial diferentes (mate y brillante) para evaluar el efecto de estos parámetros en la rugosidad superficial de las superficies superiores e inferiores de los perfiles aerodinámicos producidos por PolyJet. En ambas superficies, se realizaron mediciones de rugosidad superficial en dos direcciones cruzadas. Los resultados mostraron que la dirección de construcción horizontal, donde las superficies de los perfiles aerodinámicos eran paralelas a la plataforma de construcción, experimentaron una menor rugosidad superficial que la dirección de construcción vertical. Los especímenes orientados verticalmente mostraron un grado considerable de distorsiones, especialmente en los bordes de salida, junto con irregularidades superficiales muy altas en las paredes laterales. En general, las configuraciones de acabado brillante o mate resultaron en valores de rugosidad superficial similares y los especímenes ubicados a lo largo de la dirección X mostraron una mejor calidad superficial que los especímenes ubicados a lo largo de la dirección Y, con una diferencia insignificante. Además, el análisis CFD reveló que la rugosidad superficial causada por las estrategias de impresión influye directamente en el rendimiento aerodinámico de los UAV de ala fija (Vehículos Aéreos No Tripulados) en grados considerables. El aumento en el coeficiente de fuerza de arrastre, debido a la rugosidad superficial, alcanzó casi el 7.5% para alta velocidad de crucero a 0 grados de ángulo de ataque y el 13% a 10 grados de ángulo de ataque en el que comienza el estancamiento.