Análisis Dinámico y Simulación Numérica del Enganche del Gancho de Arresto en el Proceso de Aterrizaje de UAV Basados en Portaaviones
Autores: Shao, Haoyuan; Kan, Zi; Wang, Yifeng; Li, Daochun; Yao, Zhuoer; Xiang, Jinwu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Análisis Dinámico y Simulación Numérica del Enganche del Gancho de Arresto en el Proceso de Aterrizaje de UAV Basados en Portaaviones
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Vehículos aéreos no tripulados
Método de simulación
Gancho de detención
Método de elementos finitos
Dinámica de mult Cuerpos
Modelo de acoplamiento rígido-flexible
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Los vehículos aéreos no tripulados (VANT) basados en portaaviones requieren métodos de evaluación precisos para su seguridad de aterrizaje y detención debido a su alta autonomía y exigentes requisitos de fiabilidad. En este artículo, se presenta un método de simulación eficiente y preciso para estudiar el proceso de enganche del gancho de detención con el cable de detención. Se emplea el método de elementos finitos y la dinámica de multicuerpos (FEM-MBD). Al establecer un modelo de acoplamiento rígido-flexible que abarca el VANT y el sistema de equipo de detención, se obtiene el modelo de simulación para el proceso de enganche. El modelo incorpora múltiples sistemas de coordenadas para capturar de manera efectiva el movimiento relativo entre los componentes rígidos y flexibles. El modelo considera las propiedades del material, las características del sistema de equipo de detención y el estado del VANT durante el enganche. La verificación se realiza comparando los resultados de la simulación con datos experimentales de un rebote de gancho de detención referenciado. Finalmente, se realizan simulaciones bajo diferentes puntos de contacto y ángulos de inclinación del VANT para analizar la distribución de tensiones del gancho, las variaciones del centro de gravedad y la respuesta del cable de contacto y vuelco. El modelo de dinámica de detención de acoplamiento rígido-flexible propuesto en este artículo permite el análisis efectivo del comportamiento dinámico durante el proceso de enganche del gancho de detención con el cable de detención.
Descripción
Los vehículos aéreos no tripulados (VANT) basados en portaaviones requieren métodos de evaluación precisos para su seguridad de aterrizaje y detención debido a su alta autonomía y exigentes requisitos de fiabilidad. En este artículo, se presenta un método de simulación eficiente y preciso para estudiar el proceso de enganche del gancho de detención con el cable de detención. Se emplea el método de elementos finitos y la dinámica de multicuerpos (FEM-MBD). Al establecer un modelo de acoplamiento rígido-flexible que abarca el VANT y el sistema de equipo de detención, se obtiene el modelo de simulación para el proceso de enganche. El modelo incorpora múltiples sistemas de coordenadas para capturar de manera efectiva el movimiento relativo entre los componentes rígidos y flexibles. El modelo considera las propiedades del material, las características del sistema de equipo de detención y el estado del VANT durante el enganche. La verificación se realiza comparando los resultados de la simulación con datos experimentales de un rebote de gancho de detención referenciado. Finalmente, se realizan simulaciones bajo diferentes puntos de contacto y ángulos de inclinación del VANT para analizar la distribución de tensiones del gancho, las variaciones del centro de gravedad y la respuesta del cable de contacto y vuelco. El modelo de dinámica de detención de acoplamiento rígido-flexible propuesto en este artículo permite el análisis efectivo del comportamiento dinámico durante el proceso de enganche del gancho de detención con el cable de detención.