Hacia la bioinspiración, el desarrollo y la fabricación de un vehículo aéreo micro con alas batientes
Autores: Lane, P.; Throneberry, G.; Fernandez, I.; Hassanalian, M.; Vasconcellos, R.; Abdelkefi, A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Hacia la bioinspiración, el desarrollo y la fabricación de un vehículo aéreo micro con alas batientes
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Drones de alas batientes
Bioinspiración
Rendimiento aerodinámico
Configuración de alas
Mecanismos de actuación
Estabilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
A lo largo de la última década, ha habido una creciente demanda de drones de alas batientes intrincados con diferentes capacidades que los drones más grandes. El diseño de los drones de alas batientes se centra en la resistencia y la estabilidad, ya que estos son dos de los principales desafíos de estos sistemas. Los investigadores han estado recurriendo recientemente a la bioinspiración como una forma de mejorar el rendimiento aerodinámico. En este trabajo, se investiga el sistema de propulsión de un vehículo aéreo micro de alas batientes para identificar las limitaciones y desventajas de diseños específicos. Cada sistema tiene una configuración de alas en tándem inspirada en una libélula, con formas de alas inspiradas en un abejorro. Para el diseño de este ala batiente, se lleva a cabo un proceso de dimensionamiento. Se consideran varios mecanismos de actuación, y se diseñan e integran dos mecanismos diferentes en un sistema de alas batientes y se comparan entre sí. El segundo sistema se prueba utilizando un soporte de empuje para investigar el impacto de las configuraciones de alas en la producción de fuerza aerodinámica y la tendencia de la producción de fuerza con la variación de la frecuencia de batido. Los resultados presentan la configuración de alas óptima de las probadas y que un ángulo de ataque de dos grados produce la mayor producción de fuerza. Se realiza una prueba de vuelo atada para examinar la estabilidad y las capacidades aerodinámicas del dron, y se presentan los desafíos de los sistemas de alas batientes y soluciones que pueden llevar a un vuelo exitoso. Los principales desafíos para el diseño exitoso de estos sistemas son la gestión del peso, la producción de fuerza y la estabilidad y el control.
Descripción
A lo largo de la última década, ha habido una creciente demanda de drones de alas batientes intrincados con diferentes capacidades que los drones más grandes. El diseño de los drones de alas batientes se centra en la resistencia y la estabilidad, ya que estos son dos de los principales desafíos de estos sistemas. Los investigadores han estado recurriendo recientemente a la bioinspiración como una forma de mejorar el rendimiento aerodinámico. En este trabajo, se investiga el sistema de propulsión de un vehículo aéreo micro de alas batientes para identificar las limitaciones y desventajas de diseños específicos. Cada sistema tiene una configuración de alas en tándem inspirada en una libélula, con formas de alas inspiradas en un abejorro. Para el diseño de este ala batiente, se lleva a cabo un proceso de dimensionamiento. Se consideran varios mecanismos de actuación, y se diseñan e integran dos mecanismos diferentes en un sistema de alas batientes y se comparan entre sí. El segundo sistema se prueba utilizando un soporte de empuje para investigar el impacto de las configuraciones de alas en la producción de fuerza aerodinámica y la tendencia de la producción de fuerza con la variación de la frecuencia de batido. Los resultados presentan la configuración de alas óptima de las probadas y que un ángulo de ataque de dos grados produce la mayor producción de fuerza. Se realiza una prueba de vuelo atada para examinar la estabilidad y las capacidades aerodinámicas del dron, y se presentan los desafíos de los sistemas de alas batientes y soluciones que pueden llevar a un vuelo exitoso. Los principales desafíos para el diseño exitoso de estos sistemas son la gestión del peso, la producción de fuerza y la estabilidad y el control.