Modelado y Verificación de Dinámica de Vuelo para un Nuevo Rotorcraft Compuesto Considerando la Interferencia Aerodinámica de Rotor/Propulsor/Fuselaje
Autores: Yin, Xinfan; Nie, Bowen; Wang, Chang; An, Honglei; Jia, Shengde; Ma, Hongxu; Deng, Haoxuan; He, Long
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Modelado y Verificación de Dinámica de Vuelo para un Nuevo Rotorcraft Compuesto Considerando la Interferencia Aerodinámica de Rotor/Propulsor/Fuselaje
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Características aerodinámicas
Rotorcraft compuesto no tripulado
Interferencia aerodinámica
Modelo de dinámica de vuelo
Vuelo hacia adelante
Prueba en túnel de viento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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La controlabilidad y seguridad del vuelo de los rotorcraft compuestos no tripulados están estrechamente relacionadas con sus características aerodinámicas. Durante el vuelo hacia adelante, surgen complejos efectos de interferencia aerodinámica entre el rotor, la hélice, el ala, el fuselaje y la cola horizontal-vertical. Estas interacciones cambian drásticamente con las variaciones en la velocidad hacia adelante, lo que puede tener un impacto sustancial en el rendimiento del vuelo. Este artículo investiga la interferencia aerodinámica relacionada con el rotor, la hélice y el fuselaje de un rotorcraft compuesto no tripulado de muestra con una configuración novedosa. Sobre esta base, se formula un modelo de dinámica de vuelo que incorpora la interferencia aerodinámica identificada. En primer lugar, se realiza un análisis de la interferencia aerodinámica rotor/hélice/fuselaje utilizando el método de fuente de momento (MSM). Posteriormente, se actualizan los modelos aerodinámicos para el ala, el fuselaje y la cola horizontal-vertical integrando factores de interferencia aerodinámica, lo que lleva al desarrollo de un modelo de dinámica de vuelo no lineal para el rotorcraft compuesto no tripulado de muestra. Finalmente, para validar el modelo de dinámica de vuelo actualizado, se comparan sistemáticamente los resultados de simulación numérica con los resultados de pruebas en túnel de viento. Los resultados revelan una correlación significativa entre los datos de simulación numérica y los resultados de pruebas en túnel de viento, lo que indica que el modelo de dinámica de vuelo actualizado posee alta precisión y fiabilidad y puede caracterizar las características dinámicas del rotorcraft compuesto no tripulado de muestra dentro del rango de velocidad de vuelo.
Descripción
La controlabilidad y seguridad del vuelo de los rotorcraft compuestos no tripulados están estrechamente relacionadas con sus características aerodinámicas. Durante el vuelo hacia adelante, surgen complejos efectos de interferencia aerodinámica entre el rotor, la hélice, el ala, el fuselaje y la cola horizontal-vertical. Estas interacciones cambian drásticamente con las variaciones en la velocidad hacia adelante, lo que puede tener un impacto sustancial en el rendimiento del vuelo. Este artículo investiga la interferencia aerodinámica relacionada con el rotor, la hélice y el fuselaje de un rotorcraft compuesto no tripulado de muestra con una configuración novedosa. Sobre esta base, se formula un modelo de dinámica de vuelo que incorpora la interferencia aerodinámica identificada. En primer lugar, se realiza un análisis de la interferencia aerodinámica rotor/hélice/fuselaje utilizando el método de fuente de momento (MSM). Posteriormente, se actualizan los modelos aerodinámicos para el ala, el fuselaje y la cola horizontal-vertical integrando factores de interferencia aerodinámica, lo que lleva al desarrollo de un modelo de dinámica de vuelo no lineal para el rotorcraft compuesto no tripulado de muestra. Finalmente, para validar el modelo de dinámica de vuelo actualizado, se comparan sistemáticamente los resultados de simulación numérica con los resultados de pruebas en túnel de viento. Los resultados revelan una correlación significativa entre los datos de simulación numérica y los resultados de pruebas en túnel de viento, lo que indica que el modelo de dinámica de vuelo actualizado posee alta precisión y fiabilidad y puede caracterizar las características dinámicas del rotorcraft compuesto no tripulado de muestra dentro del rango de velocidad de vuelo.