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Evaluación de Cargas de Vuelo y Cumplimiento de Aeronavegabilidad para la Cola en V de una Plataforma No Tripulada de Larga Duración y Media Altitud

Autores: Della Vecchia, Pierluigi; Cusati, Vincenzo; Mirabella, Claudio

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Evaluación de Cargas de Vuelo y Cumplimiento de Aeronavegabilidad para la Cola en V de una Plataforma No Tripulada de Larga Duración y Media Altitud


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Documentación
Validación
Cargas de vuelo
UAS MALE
Comportamiento aerodinámico
Integridad estructural

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este trabajo aborda la necesidad crítica de documentación y validación de las cargas de vuelo estructurales para Sistemas Aéreos No Tripulados (UAS) de Media Altitud y Larga Duración (MALE). A pesar de la creciente prevalencia de estas aeronaves, el panorama industrial y de investigación aún presenta una brecha de datos significativa en relación con las cargas bajo condiciones operativas extremas, particularmente para configuraciones geométricas no convencionales. Este estudio presenta un análisis de carga riguroso y completo para la certificación de un UAS MALE de ala fija, que se distingue por su única configuración de cola en V, característica de plataformas como la serie Elbit Hermes. Toda la investigación se llevó a cabo en estricta adherencia a los requisitos de la norma de aeronavegabilidad de la OTAN STANAG 4671, con el objetivo de definir con precisión el comportamiento aerodinámico y la integridad estructural del fuselaje bajo un conjunto exhaustivo de condiciones críticas de vuelo. La metodología implementada se basa en el uso de datos de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) de alta fidelidad, derivados de simulaciones RANS para crear una base de datos aerodinámica completa. Este enfoque avanzado es crucial para el modelado preciso de fuerzas y momentos, especialmente aquellos generados por las superficies de control acopladas, conocidas como los ruddervators de la cola en V. Los resultados obtenidos incluyen la derivación precisa del sobrevuelo operativo, que define los factores de carga máxima tanto para condiciones de maniobra como de ráfagas atmosféricas. Se realizó un análisis detallado del equilibrio y las cargas específicas en las superficies de control, lo que llevó a la definición de distribuciones de carga estructural esenciales para el posterior análisis de tensiones. Notablemente, el análisis identificó la maniobra de Pitch-Up No Verificado realizada en el factor de carga máxima como la condición de diseño dimensionante, particularmente para la estructura del empenaje. Este trabajo no solo proporciona datos fundamentales para demostrar el cumplimiento de los criterios de aeronavegabilidad aplicables, sino que también establece una metodología robusta y repetible para la evaluación de cargas de vuelo en configuraciones de UAS estructuralmente complejas.

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