Efectos de la separación del despertar en la interferencia aerodinámica entre rotores en el vuelo en formación de UAV a baja altitud en entornos urbanos
Autores: Liu, Cong; Li, Baiqing; Wei, Zhiqiang; Zhang, Zongwei; Shan, Zezhong; Wang, Yu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Efectos de la separación del despertar en la interferencia aerodinámica entre rotores en el vuelo en formación de UAV a baja altitud en entornos urbanos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Experimentos en túneles de viento
Separación del rotor
Interferencia aerodinámica
Rendimiento de empuje
Interacciones de estela
Vuelo en formación de UAV
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
En los últimos años, el vuelo en formación de vehículos aéreos no tripulados (VANT) se ha convertido en una estrategia efectiva para la movilidad aérea urbana (MAU). Sin embargo, la separación cercana de los rotores durante el vuelo en formación conduce a una compleja interferencia aerodinámica entre los rotores, afectando significativamente el rendimiento de vuelo de los VANT y la seguridad operativa. Este estudio examina sistemáticamente los efectos de la separación axial y lateral de los rotores en el rendimiento de empuje del rotor a través de experimentos en túnel de viento. Las pruebas simulan estados horizontales, verticales y de flotación generando flujo de aire relativo en el túnel de viento, centrándose principalmente en los cambios del coeficiente de empuje del rotor inferior a diversas separaciones. Los resultados se comparan con un rotor único operando bajo las mismas condiciones sin interferencia de estela. Además, se realizaron simulaciones de dinámica de fluidos computacional (DFC) utilizando el software Fluent para investigar el efecto de las interacciones de estela analizando el campo de flujo de velocidad entre los dos rotores en diferentes separaciones. Tanto los resultados experimentales como los de simulación demuestran que el rendimiento aerodinámico del rotor se ve notablemente influenciado por las interacciones de estela. En estados de flotación y verticales, ocurre una sustancial interferencia aerodinámica en la región directamente debajo del rotor superior, dentro de 1D.
Descripción
En los últimos años, el vuelo en formación de vehículos aéreos no tripulados (VANT) se ha convertido en una estrategia efectiva para la movilidad aérea urbana (MAU). Sin embargo, la separación cercana de los rotores durante el vuelo en formación conduce a una compleja interferencia aerodinámica entre los rotores, afectando significativamente el rendimiento de vuelo de los VANT y la seguridad operativa. Este estudio examina sistemáticamente los efectos de la separación axial y lateral de los rotores en el rendimiento de empuje del rotor a través de experimentos en túnel de viento. Las pruebas simulan estados horizontales, verticales y de flotación generando flujo de aire relativo en el túnel de viento, centrándose principalmente en los cambios del coeficiente de empuje del rotor inferior a diversas separaciones. Los resultados se comparan con un rotor único operando bajo las mismas condiciones sin interferencia de estela. Además, se realizaron simulaciones de dinámica de fluidos computacional (DFC) utilizando el software Fluent para investigar el efecto de las interacciones de estela analizando el campo de flujo de velocidad entre los dos rotores en diferentes separaciones. Tanto los resultados experimentales como los de simulación demuestran que el rendimiento aerodinámico del rotor se ve notablemente influenciado por las interacciones de estela. En estados de flotación y verticales, ocurre una sustancial interferencia aerodinámica en la región directamente debajo del rotor superior, dentro de 1D.