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Optimización de Trayectorias de Despegue y Aterrizaje Vertical Multifásico con Suposiciones Iniciales Viables

Autores: Lu, Zhidong; Hong, Haichao; Holzapfel, Florian

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Optimización de Trayectorias de Despegue y Aterrizaje Vertical Multifásico con Suposiciones Iniciales Viables


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Despegue y aterrizaje vertical eléctrico
Movilidad aérea urbana
Trayectorias VTOL
Dinámicas 6DOF
Restricciones operativas
Simulaciones de vuelo

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 20

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El avance de las aeronaves eléctricas de despegue y aterrizaje vertical (eVTOL) ha ampliado el horizonte de la movilidad aérea urbana. Sin embargo, el desafío de generar trayectorias de despegue y aterrizaje vertical (VTOL) precisas que cumplan con los requisitos de aeronavegabilidad sigue siendo un reto. Este documento presenta un enfoque para optimizar las trayectorias VTOL considerando la dinámica de seis grados de libertad (6DOF) y las restricciones operativas. Se formulan problemas de control óptimo multiphase para abordar restricciones específicas en varias etapas de vuelo. Se emplea un controlador de inversión dinámica no lineal incremental (INDI) para ejecutar la misión de vuelo en cada fase. Las simulaciones de vuelo controlado producen trayectorias dinámicamente viables que sirven como conjeturas iniciales para generar trayectorias subóptimas dentro de fases individuales. Se establece una conjetura inicial viable y subóptima para el problema holístico multiphase al concatenar estas trayectorias de fase única. Centrándose en una aeronave eVTOL de ala basculante, este documento calcula trayectorias VTOL aprovechando el procedimiento propuesto para la generación de conjeturas iniciales. Estas trayectorias tienen en cuenta la dinámica de vuelo compleja, se alinean con diversas restricciones operativas y minimizan el consumo de energía eléctrica.

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