Modelado Dinámico Completo de un UAV QuadPlane VTOL
Autores: Palacio-Hurtado, Antonio; Muñoz-Mansilla, Rocío; Díaz, José Manuel; Dormido, Sebastián
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
Modelado Dinámico Completo de un UAV QuadPlane VTOL
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Vehículos aéreos no tripulados
Configuraciones
Ala fija
Multirrotor
UAVs híbridos de despegue y aterrizaje vertical (VTOL)
UAVs QuadPlane
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Los vehículos aéreos no tripulados (VANT) tienen dos configuraciones predominantes: ala fija, eficiente en vuelo de crucero y con larga autonomía, pero dependiente de pistas o grandes áreas para su operación; y multirrotor, capaces de despegues y aterrizajes verticales y maniobras precisas, aunque limitados por su menor alcance y eficiencia. Los VANT híbridos VTOL, y especialmente los VANT QuadPlane, ofrecen una solución intermedia, combinando la eficiencia aerodinámica del VANT de ala fija con la maniobrabilidad del multirrotor a través de una arquitectura simple y versátil. Este trabajo desarrolla un modelo dinámico completo y unificado del VANT VTOL Skywalker, derivado del Skywalker X8 con la adición de cuatro rotores verticales. El modelo dinámico resultante se formula utilizando un sistema de EDO no lineales, que describen de manera realista y completa el comportamiento del vehículo, considerando que las entradas de las secciones de avión y cuadricóptero pueden actuar simultáneamente, mejorando así su eficiencia. La implementación en MATLAB-Simulink y la validación a través de simulaciones en condiciones de equilibrio y con entradas variables confirman el comportamiento esperado de un QuadPlane. Este modelo proporciona una base sólida para desarrollar estrategias avanzadas de control, guía y navegación multivariable para los VANT híbridos de próxima generación.
Descripción
Los vehículos aéreos no tripulados (VANT) tienen dos configuraciones predominantes: ala fija, eficiente en vuelo de crucero y con larga autonomía, pero dependiente de pistas o grandes áreas para su operación; y multirrotor, capaces de despegues y aterrizajes verticales y maniobras precisas, aunque limitados por su menor alcance y eficiencia. Los VANT híbridos VTOL, y especialmente los VANT QuadPlane, ofrecen una solución intermedia, combinando la eficiencia aerodinámica del VANT de ala fija con la maniobrabilidad del multirrotor a través de una arquitectura simple y versátil. Este trabajo desarrolla un modelo dinámico completo y unificado del VANT VTOL Skywalker, derivado del Skywalker X8 con la adición de cuatro rotores verticales. El modelo dinámico resultante se formula utilizando un sistema de EDO no lineales, que describen de manera realista y completa el comportamiento del vehículo, considerando que las entradas de las secciones de avión y cuadricóptero pueden actuar simultáneamente, mejorando así su eficiencia. La implementación en MATLAB-Simulink y la validación a través de simulaciones en condiciones de equilibrio y con entradas variables confirman el comportamiento esperado de un QuadPlane. Este modelo proporciona una base sólida para desarrollar estrategias avanzadas de control, guía y navegación multivariable para los VANT híbridos de próxima generación.