Investigación Experimental de Vehículo Completo sobre el Hielo en Hélices en un Cuadcóptero en Suspensión
Autores: Ercan, Hamdi; Dalkn, Ahmet
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Investigación Experimental de Vehículo Completo sobre el Hielo en Hélices en un Cuadcóptero en Suspensión
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Estudio
Proceso de acumulación de hielo
Hélices de UAV
Pruebas experimentales
Escenarios de heladas
Imágenes de alta resolución
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio investigó el proceso de acumulación de hielo en las palas de los hélices de vehículos aéreos no tripulados (VANT) que rotan bajo diversas condiciones. Las pruebas experimentales se llevaron a cabo en un laboratorio de cámara fría, y se aplicaron dos escenarios típicos de formación de hielo: hielo de escarcha y hielo de glaze. Con imágenes de alta resolución y análisis de datos de vuelo, se estudiaron en detalle los efectos de los patrones de formación de hielo en el rendimiento del VANT. Los resultados de las pruebas revelaron diferentes características de acumulación de hielo para cada condición. En condiciones de hielo de escarcha, la capa de hielo se formó en perfecta armonía con el perfil aerodinámico de la hélice y fue menos afectada por los efectos de rotación. Las condiciones de hielo de glaze crearon formaciones de hielo en forma de aguja complejas debido a la fuerza centrífuga sobre el agua no congelada, con el parámetro de carga de agua no dimensional confirmando un suministro de agua sustancialmente mayor en glaze (~3:1 en relación con escarcha). La pérdida de rendimiento experimentada en el VANT se determinó analizando la velocidad del motor, la potencia de entrada del motor y los datos de pérdida total de capacidad de la batería. Promediando durante el intervalo de formación de hielo, la potencia eléctrica de entrada de los motores afectados aumentó en ~26.4% (frontal-izquierdo) y ~15.8% (trasero-derecho) en glaze en relación con escarcha. Las condiciones de hielo de glaze resultaron en penalizaciones de rendimiento más severas en comparación con las condiciones de hielo de escarcha, lo que llevó a una mayor pérdida de potencia y el estado de carga normalizado de la batería cayó al 69.85% bajo glaze y al 74.10% bajo condiciones de escarcha. Este estudio examinó en detalle el proceso de formación de hielo que ocurre en hélices de VANT de rotación completa y su impacto en el rendimiento y la seguridad del vuelo.
Descripción
Este estudio investigó el proceso de acumulación de hielo en las palas de los hélices de vehículos aéreos no tripulados (VANT) que rotan bajo diversas condiciones. Las pruebas experimentales se llevaron a cabo en un laboratorio de cámara fría, y se aplicaron dos escenarios típicos de formación de hielo: hielo de escarcha y hielo de glaze. Con imágenes de alta resolución y análisis de datos de vuelo, se estudiaron en detalle los efectos de los patrones de formación de hielo en el rendimiento del VANT. Los resultados de las pruebas revelaron diferentes características de acumulación de hielo para cada condición. En condiciones de hielo de escarcha, la capa de hielo se formó en perfecta armonía con el perfil aerodinámico de la hélice y fue menos afectada por los efectos de rotación. Las condiciones de hielo de glaze crearon formaciones de hielo en forma de aguja complejas debido a la fuerza centrífuga sobre el agua no congelada, con el parámetro de carga de agua no dimensional confirmando un suministro de agua sustancialmente mayor en glaze (~3:1 en relación con escarcha). La pérdida de rendimiento experimentada en el VANT se determinó analizando la velocidad del motor, la potencia de entrada del motor y los datos de pérdida total de capacidad de la batería. Promediando durante el intervalo de formación de hielo, la potencia eléctrica de entrada de los motores afectados aumentó en ~26.4% (frontal-izquierdo) y ~15.8% (trasero-derecho) en glaze en relación con escarcha. Las condiciones de hielo de glaze resultaron en penalizaciones de rendimiento más severas en comparación con las condiciones de hielo de escarcha, lo que llevó a una mayor pérdida de potencia y el estado de carga normalizado de la batería cayó al 69.85% bajo glaze y al 74.10% bajo condiciones de escarcha. Este estudio examinó en detalle el proceso de formación de hielo que ocurre en hélices de VANT de rotación completa y su impacto en el rendimiento y la seguridad del vuelo.