Una plataforma modular de ventilador ductado impresa en 3D para investigación avanzada en autonomía: del diseño a la prueba de vuelo
Autores: Ryals, Andrea Dan; Alibani, Michael; Lantermo, Gianpaolo; Menolotto, Mariangela; Maugeri, Stefano; Pollini, Lorenzo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
Una plataforma modular de ventilador ductado impresa en 3D para investigación avanzada en autonomía: del diseño a la prueba de vuelo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Interés creciente
Vehículos aéreos no tripulados de pequeña escala
Vehículo aéreo modular con ventilador ductado
Aplicaciones de investigación
Configuraciones de ventilador ductado
Investigación científica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Siguiendo el creciente interés en vehículos aéreos no tripulados (UAV) de pequeña escala, este documento presenta una metodología de diseño conceptual integral para un vehículo aéreo modular de ventilador ductado destinado a aplicaciones de investigación. Aunque las configuraciones de ventilador ductado ofrecen ventajas significativas sobre las plataformas multirrotor convencionales, particularmente en escenarios urbanos, interiores y de interacción humana, la disponibilidad de plataformas UAV de ventilador ductado asequibles y personalizables adecuadas para la investigación científica sigue siendo limitada. Para abordar esta brecha, el documento detalla el diseño completo del vehículo, incluyendo la aerodinámica de la hélice y el diseño del ducto, la estructura mecánica, el sistema de actuación, el modelado dinámico y la estrategia de control. Todos los componentes estructurales y aerodinámicos principales se fabrican utilizando manufactura aditiva de bajo costo, lo que permite la creación rápida de prototipos y alta modularidad. El rendimiento del vehículo se evalúa experimentalmente a través de pruebas de banco y experimentos de vuelo en interiores, demostrando un vuelo estable y un control de actitud satisfactorio. El trabajo presentado muestra que se puede realizar un UAV de ventilador ductado completamente funcional utilizando electrónica comercial y componentes impresos en 3D exclusivamente, y proporciona pautas prácticas para replicar y adaptar la plataforma propuesta para investigaciones avanzadas en control, navegación y autonomía de UAV.
Descripción
Siguiendo el creciente interés en vehículos aéreos no tripulados (UAV) de pequeña escala, este documento presenta una metodología de diseño conceptual integral para un vehículo aéreo modular de ventilador ductado destinado a aplicaciones de investigación. Aunque las configuraciones de ventilador ductado ofrecen ventajas significativas sobre las plataformas multirrotor convencionales, particularmente en escenarios urbanos, interiores y de interacción humana, la disponibilidad de plataformas UAV de ventilador ductado asequibles y personalizables adecuadas para la investigación científica sigue siendo limitada. Para abordar esta brecha, el documento detalla el diseño completo del vehículo, incluyendo la aerodinámica de la hélice y el diseño del ducto, la estructura mecánica, el sistema de actuación, el modelado dinámico y la estrategia de control. Todos los componentes estructurales y aerodinámicos principales se fabrican utilizando manufactura aditiva de bajo costo, lo que permite la creación rápida de prototipos y alta modularidad. El rendimiento del vehículo se evalúa experimentalmente a través de pruebas de banco y experimentos de vuelo en interiores, demostrando un vuelo estable y un control de actitud satisfactorio. El trabajo presentado muestra que se puede realizar un UAV de ventilador ductado completamente funcional utilizando electrónica comercial y componentes impresos en 3D exclusivamente, y proporciona pautas prácticas para replicar y adaptar la plataforma propuesta para investigaciones avanzadas en control, navegación y autonomía de UAV.