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Investigación de un Vehículo Aéreo No Tripulado Lanzado desde un Tubo con un Ala de Barrido Variable

Autores: Si, Peng; Wu, Mingjian; Huo, Yongqing; Wu, Zhilin

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Investigación de un Vehículo Aéreo No Tripulado Lanzado desde un Tubo con un Ala de Barrido Variable


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Alas plegables
UAVs lanzados desde un tubo
ángulo de barrido del ala
Rango de velocidad de vuelo
Histéresis aerodinámica
Ala de barrido variable

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Las alas plegables están diseñadas para vehículos aéreos no tripulados (VANT) lanzados desde tubos, con el objetivo de mejorar la portabilidad y cumplir con los requisitos de la plataforma de lanzamiento. Sin embargo, los VANT convencionales lanzados desde tubos no pueden operar en los amplios rangos de velocidad requeridos para el desempeño de múltiples misiones, debido a la configuración fija de sus alas después del lanzamiento. Este estudio propone, por lo tanto, un VANT lanzado desde un tubo que puede cambiar el ángulo de barrido de las alas para expandir el rango de velocidad de vuelo y mejorar la agilidad del VANT. Se emplea un método de aerodinámica computacional para evaluar el rendimiento aerodinámico transitorio del VANT durante el proceso de morfología del barrido. Los resultados de la simulación indican que las fuerzas aerodinámicas transitorias generan un bucle de histéresis dinámica alrededor de los datos cuasi-estacionarios. Los coeficientes de sustentación y resistencia exhiben desviaciones relativas máximas del 18.5% y 12.7% respecto a los datos cuasi-estacionarios durante el período de morfología del barrido de 0.5 s. El efecto de histéresis de la estructura del flujo, más que la velocidad adicional resultante de la morfología del barrido de las alas, es el principal contribuyente al bucle de histéresis aerodinámica. En comparación con los VANT convencionales lanzados desde tubos, el VANT propuesto con ala de barrido variable muestra un rango de velocidad de vuelo más amplio, de 22.59 a 90.12 m/s, y logra un aumento del 82.84% en la velocidad de espera. Para verificar la efectividad del concepto de barrido de alas, se desarrolló un prototipo y se llevó a cabo una prueba de vuelo. Los datos de prueba obtenidos del sistema de control de vuelo concuerdan bien con los datos de simulación, lo que demuestra la viabilidad y efectividad del ala de barrido variable para ampliar el rango de velocidad de los VANT lanzados desde tubos. Este trabajo puede proporcionar una referencia para el diseño de VANT lanzados desde tubos para vuelos en un amplio rango de velocidad.

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