Simulación y Análisis de Estabilidad de un Sistema Acoplado de Paracaídas y Carga
Autores: Bergeron, Keith; Ghoreyshi, Mehdi; Jirasek, Adam
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Simulación y Análisis de Estabilidad de un Sistema Acoplado de Paracaídas y Carga
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Simulaciones
Paracaídas
Carga útil
Estabilidad
FSI
Estela
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Se utilizan simulaciones de alta fidelidad para estudiar la estabilidad de un sistema acoplado de paracaídas y carga en diferentes configuraciones. Un dosel de anillo ranurado de 8.53 m está unido a dos cargas de contenedor de la Organización Internacional de Normalización (ISO) que representan un Contenedor Equivalente de Veinte Pies (TEU). Para minimizar el riesgo y como alternativa a un programa de pruebas tradicional relativamente costoso, se completó un programa de diseño y evaluación en múltiples fases utilizando herramientas computacionales validadas para componentes de sistemas de paracaídas desacoplados. Se investigó la interacción del estela de la carga suspendida en diferentes ubicaciones y orientaciones debajo del paracaídas para determinar las características de estabilidad tanto en condiciones de flujo subsonico como supersónico. Se utilizó el conjunto CREATE-AV Kestrel del Programa de Modernización de Computación de Alto Rendimiento del DoD para realizar simulaciones de CFD e interacción fluido-estructura (FSI) utilizando tanto simulaciones de vórtices desprendidos retardados (DDES) como simulaciones de grandes vórtices implícitas (iLES). Después de analizar los casos de prueba subsonicos, las simulaciones se utilizaron para predecir la respuesta del sistema acoplado al campo de flujo supersónico durante el descenso desde un despliegue a gran altitud, con un enfoque específico en el efecto de la estela de la carga en el choque de la parte delantera del paracaídas. Las simulaciones de FSI incluyeron modelado de elementos de cable estructural, pero no incluyeron modelado aerodinámico de las líneas de suspensión o el arnés de suspensión. Las simulaciones capturaron con precisión la estela turbulenta de la carga, su acoplamiento al paracaídas y las interacciones de choque. Los hallazgos de estas simulaciones se presentan en términos de validación de código, estabilidad del sistema y rendimiento de arrastre durante el descenso.
Descripción
Se utilizan simulaciones de alta fidelidad para estudiar la estabilidad de un sistema acoplado de paracaídas y carga en diferentes configuraciones. Un dosel de anillo ranurado de 8.53 m está unido a dos cargas de contenedor de la Organización Internacional de Normalización (ISO) que representan un Contenedor Equivalente de Veinte Pies (TEU). Para minimizar el riesgo y como alternativa a un programa de pruebas tradicional relativamente costoso, se completó un programa de diseño y evaluación en múltiples fases utilizando herramientas computacionales validadas para componentes de sistemas de paracaídas desacoplados. Se investigó la interacción del estela de la carga suspendida en diferentes ubicaciones y orientaciones debajo del paracaídas para determinar las características de estabilidad tanto en condiciones de flujo subsonico como supersónico. Se utilizó el conjunto CREATE-AV Kestrel del Programa de Modernización de Computación de Alto Rendimiento del DoD para realizar simulaciones de CFD e interacción fluido-estructura (FSI) utilizando tanto simulaciones de vórtices desprendidos retardados (DDES) como simulaciones de grandes vórtices implícitas (iLES). Después de analizar los casos de prueba subsonicos, las simulaciones se utilizaron para predecir la respuesta del sistema acoplado al campo de flujo supersónico durante el descenso desde un despliegue a gran altitud, con un enfoque específico en el efecto de la estela de la carga en el choque de la parte delantera del paracaídas. Las simulaciones de FSI incluyeron modelado de elementos de cable estructural, pero no incluyeron modelado aerodinámico de las líneas de suspensión o el arnés de suspensión. Las simulaciones capturaron con precisión la estela turbulenta de la carga, su acoplamiento al paracaídas y las interacciones de choque. Los hallazgos de estas simulaciones se presentan en términos de validación de código, estabilidad del sistema y rendimiento de arrastre durante el descenso.