Mejora del Rendimiento de los Sistemas de Centrífuga Humana a través de la Optimización de Diseño Configuracional Multi-Objetivo
Autores: Winter, Asher; Mohajer, Navid; Nahavandi, Darius; Mohamed, Shady
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Mejora del Rendimiento de los Sistemas de Centrífuga Humana a través de la Optimización de Diseño Configuracional Multi-Objetivo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Sistemas de centrifugado humano
G-aceleración
Desorientación espacial
Maniobras de combate aéreo
Diseño configuracional
Grado de libertad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Los sistemas de centrifugado humano (HCS) son una herramienta de entrenamiento efectiva para mejorar la tolerancia a la G-aceleración y la desorientación espacial (SD) de la tripulación aérea. Aunque existen HCS altamente capaces, su estructura y rendimiento aún no se han optimizado completamente para recrear de manera eficiente los vectores G producidos por las maniobras de combate aéreo (ACM). Para lograr esta mejora, se debe investigar profundamente la relación entre el diseño configuracional y el rendimiento del HCS. Este trabajo propone un marco para identificar el diseño configuracional óptimo de un HCS activo de cuatro grados de libertad (DoF). La relación entre los parámetros de diseño configuracional y los criterios objetivos se establece utilizando cinemática inversa y dinámica. Luego, se utiliza un optimizador evolutivo multiobjetivo para identificar la longitud óptima del brazo y la posición del asiento, minimizando el efecto Coriolis, la relación de aceleración relativa y el costo. Los resultados del trabajo muestran que el paso de optimización aplicado puede contribuir significativamente a (1) replicar de manera eficiente el movimiento de la aeronave, (2) minimizar los efectos perjudiciales generados durante el movimiento del HCS y (3) reducir el costo total del sistema. La metodología aplicada puede adaptarse a HCS con diferentes estructuras y DoFs.
Descripción
Los sistemas de centrifugado humano (HCS) son una herramienta de entrenamiento efectiva para mejorar la tolerancia a la G-aceleración y la desorientación espacial (SD) de la tripulación aérea. Aunque existen HCS altamente capaces, su estructura y rendimiento aún no se han optimizado completamente para recrear de manera eficiente los vectores G producidos por las maniobras de combate aéreo (ACM). Para lograr esta mejora, se debe investigar profundamente la relación entre el diseño configuracional y el rendimiento del HCS. Este trabajo propone un marco para identificar el diseño configuracional óptimo de un HCS activo de cuatro grados de libertad (DoF). La relación entre los parámetros de diseño configuracional y los criterios objetivos se establece utilizando cinemática inversa y dinámica. Luego, se utiliza un optimizador evolutivo multiobjetivo para identificar la longitud óptima del brazo y la posición del asiento, minimizando el efecto Coriolis, la relación de aceleración relativa y el costo. Los resultados del trabajo muestran que el paso de optimización aplicado puede contribuir significativamente a (1) replicar de manera eficiente el movimiento de la aeronave, (2) minimizar los efectos perjudiciales generados durante el movimiento del HCS y (3) reducir el costo total del sistema. La metodología aplicada puede adaptarse a HCS con diferentes estructuras y DoFs.