Selección de Hélices por Medios de Conjuntos Pareto-Óptimos Aplicados al Rendimiento de Vuelo
Autores: Slavik, Svatomir; Klesa, Jan; Brabec, Jiri
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Selección de Hélices por Medios de Conjuntos Pareto-Óptimos Aplicados al Rendimiento de Vuelo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Hélice
Proceso de selección
Aeronaves de categoría STOL
Conjuntos de Pareto
Hélice óptima
Aumento de rendimiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
El proceso de selección de la hélice para aeronaves de la categoría de despegue y aterrizaje cortos (STOL) se describe. El objetivo es lograr el mejor rendimiento posible con una hélice fija, es decir, alta velocidad horizontal máxima y de crucero, despegue corto y alta tasa de ascenso. Estos requisitos son contradictorios, por lo que se utilizaron conjuntos de Pareto para encontrar la hélice óptima. El método se aplica a una familia de hélices geométricamente similares que son adecuadas para un motor de pistón de 73.5 kW (100 hp) diseñado para aeronaves de categoría ultraligera con un peso máximo de despegue de 472.5 kg. Las hélices tienen de dos a ocho palas, configuraciones de ángulo de pala de 15 grados a 40 grados y un diámetro de 1.1 m a 2.65 m. Se diseña la frontera de Pareto para cada par de condiciones de vuelo, y se selecciona la hélice óptima de acuerdo con estos resultados. Para comparación, también se utiliza la selección de la hélice óptima de la familia de hélices mediante un proceso estándar de un solo óptimo basado en el coeficiente de potencia de velocidad. El uso de conjuntos de Pareto conduce a un aumento considerable del rendimiento para el conjunto de requisitos contradictorios. Por lo tanto, se puede lograr un alto rendimiento a un bajo costo para la aeronave dada. El método descrito se puede utilizar para la optimización de hélices en casos similares.
Descripción
El proceso de selección de la hélice para aeronaves de la categoría de despegue y aterrizaje cortos (STOL) se describe. El objetivo es lograr el mejor rendimiento posible con una hélice fija, es decir, alta velocidad horizontal máxima y de crucero, despegue corto y alta tasa de ascenso. Estos requisitos son contradictorios, por lo que se utilizaron conjuntos de Pareto para encontrar la hélice óptima. El método se aplica a una familia de hélices geométricamente similares que son adecuadas para un motor de pistón de 73.5 kW (100 hp) diseñado para aeronaves de categoría ultraligera con un peso máximo de despegue de 472.5 kg. Las hélices tienen de dos a ocho palas, configuraciones de ángulo de pala de 15 grados a 40 grados y un diámetro de 1.1 m a 2.65 m. Se diseña la frontera de Pareto para cada par de condiciones de vuelo, y se selecciona la hélice óptima de acuerdo con estos resultados. Para comparación, también se utiliza la selección de la hélice óptima de la familia de hélices mediante un proceso estándar de un solo óptimo basado en el coeficiente de potencia de velocidad. El uso de conjuntos de Pareto conduce a un aumento considerable del rendimiento para el conjunto de requisitos contradictorios. Por lo tanto, se puede lograr un alto rendimiento a un bajo costo para la aeronave dada. El método descrito se puede utilizar para la optimización de hélices en casos similares.