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Investigación sobre la Validación de Pruebas Aerodinámicas y el Método de Control de Fuerza Vectorial para un Vehículo Aéreo No Tripulado de Ala de Ventilador E-STOL

Autores: Du, Siliang; Zha, Yi; Zhao, Qijun

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Investigación sobre la Validación de Pruebas Aerodinámicas y el Método de Control de Fuerza Vectorial para un Vehículo Aéreo No Tripulado de Ala de Ventilador E-STOL


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Concepto
Ala de ventilador
Aeronave
Sustentación
Empuje
Aerodinámico

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 29

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El concepto del Fan Wing, un dispositivo novedoso de aeronave integrado por vectores de fuerza que combina una unidad de potencia con un ala fija para generar sustentación y empuje distribuidos al crear un vórtice de baja presión en la superficie del ala, fue estudiado. Para investigar el mecanismo de propulsión único del Fan Wing, se desarrolló una plataforma de prueba del Fan Wing y se realizaron experimentos en un túnel de viento. Al mismo tiempo, se establecieron simulaciones numéricas. Con el fin de mejorar aún más la eficiencia aerodinámica del Fan Wing y desacoplar el control de la sustentación y el empuje, se propuso un esquema mejorado para la estructura del borde de ataque del Fan Wing, y se realizó un análisis numérico. Se diseñó y fabricó un vehículo aéreo no tripulado (UAV) utilizando el Fan Wing como fuente de sustentación y empuje para la aeronave, y se llevó a cabo la verificación de vuelo. Las pruebas en el túnel de viento han demostrado que los principales factores que influyen en la sustentación y el empuje del Fan Wing son la velocidad de rotación del ventilador de flujo cruzado, el ángulo de ataque y el flujo entrante. Los resultados del análisis numérico sobre las ranuras en el borde de ataque muestran que se puede mejorar la sustentación y el empuje del Fan Wing, pero también se puede controlar la fuerza y la posición de los vórtices de baja presión. Los resultados de las pruebas de vuelo muestran que la sustentación y el empuje distribuidos del Fan Wing se pueden aplicar directamente a las aeronaves sin necesidad de dispositivos de propulsión adicionales. En resumen, las características aerodinámicas del Fan Wing se pueden aplicar a escenarios de despegue y aterrizaje cortos eléctricos (E-STOL) en el tráfico aéreo urbano.

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