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Investigación Paramétrica de Canards en un UAV de Ala Voladora Usando el Método Taguchi

Autores: Kapsalis, Stavros; Bliamis, Chris; Kaparos, Pavlos; Panagiotou, Pericles; Yakinthos, Kyros

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Investigación Paramétrica de Canards en un UAV de Ala Voladora Usando el Método Taguchi


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Canard
Características geométricas
Rendimiento
UAV
Parámetros de diseño
CFD

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 18

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El trabajo actual investiga el efecto de las características geométricas de los canards en el rendimiento de un Vehículo Aéreo No Tripulado (VANT) de ala voladora ligera, capaz de realizar vuelos convencionales y de Despegue y Aterrizaje Vertical (VTOL). Los canards se dimensionan como estabilizadores horizontales para mejorar la estabilidad longitudinal del VANT y minimizar los requisitos de ajuste durante el crucero. Utilizando un enfoque de Diseño de Experimentos (DOE) y, específicamente, el método de Taguchi, se investigan seis parámetros de diseño de los canards en tres niveles diferentes. Estos parámetros son el ángulo de barrido, la relación de aspecto (AR), la relación de estrechamiento, la posición vertical en relación con el ala principal, el ángulo de incidencia y el ángulo de diedro. Se utiliza un arreglo ortogonal L para investigar la influencia de estos parámetros de diseño clave utilizando dos criterios de rendimiento, a saber, la relación de sustentación a resistencia (L/D) y el coeficiente de momento de cabeceo (C), en condiciones de crucero (designados como L/D y |C|). La investigación se lleva a cabo utilizando métodos de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) de alta fidelidad para cada una de las 27 configuraciones definidas por el arreglo ortogonal L, en un rango de ángulos de ataque. Basado en los resultados de CFD, se derivan dos combinaciones distintas para el máximo L/D y el mínimo |C| utilizando el análisis de la relación señal-ruido (SNR). Las combinaciones óptimas de parámetros de diseño para los dos criterios de rendimiento son ABCDEF y ABCDEF, respectivamente. Finalmente, se lleva a cabo la técnica de Análisis de Varianza (ANOVA) de Pareto para definir la contribución de cada uno de los seis parámetros de diseño en el L/D y el |C|. Más específicamente, i parece tener el efecto más significativo en L/D, mientras que es el parámetro más importante para |C|.

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