Sobre el diseño de modelos escalados aeroelásticamente de alas de alto aspecto
Autores: Afonso, Frederico; Coelho, Mónica; Vale, José; Lau, Fernando; Suleman, Afzal
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Sobre el diseño de modelos escalados aeroelásticamente de alas de alto aspecto
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Diseños de aeronaves innovadores
Rendimiento aerodinámico
Alas de alto aspecto
Inestabilidades aeroelásticas
Envolvente de vuelo
Estrategias de escalado aeroelástico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Recientemente, se propusieron diseños de aeronaves innovadores para mejorar el rendimiento aerodinámico. Ejemplos incluyen alas de alto aspecto para reducir la resistencia aerodinámica inducida y lograr un menor consumo de combustible. Tal solución, cuando se combina con una estructura ligera, puede llevar a inestabilidades aeroelásticas como el flutter a velocidades de aire más bajas en comparación con diseños de alas más convencionales. Por lo tanto, para garantizar una operación de vuelo segura, es importante estudiar el comportamiento aeroelástico del ala a lo largo del sobrevuelo. Esto se puede lograr mediante trabajo experimental o computacional. Los modelos de túnel de viento y pruebas de vuelo a escala necesitan exhibir un comportamiento aeroelástico similar al del vehículo aéreo a escala completa. En este documento, se formulan y aplican tres estrategias de escalado aeroelástico diferentes a un ala flexible de alto aspecto. Estas estrategias de escalado se evalúan primero en términos de su capacidad para generar modelos reducidos con las representaciones deseadas de las características aerodinámicas, estructurales e inerciales. A continuación, se evalúan en términos de su potencial para representar el comportamiento aeroelástico no lineal y no estacionario en tres condiciones de vuelo diferentes. Los modelos escalados, diseñados al reducir exactamente la estructura interna, representan adecuadamente el comportamiento aeroelástico deseado y permiten la evaluación del rendimiento para todo el sobrevuelo. Sin embargo, dado que tanto los modelos de vuelo como los de túnel de viento están limitados por restricciones físicas y presupuestarias, es más probable que se seleccionen modelos estructurales personalizados. Sin embargo, estos últimos son menos prometedores para estudiar todo el sobrevuelo.
Descripción
Recientemente, se propusieron diseños de aeronaves innovadores para mejorar el rendimiento aerodinámico. Ejemplos incluyen alas de alto aspecto para reducir la resistencia aerodinámica inducida y lograr un menor consumo de combustible. Tal solución, cuando se combina con una estructura ligera, puede llevar a inestabilidades aeroelásticas como el flutter a velocidades de aire más bajas en comparación con diseños de alas más convencionales. Por lo tanto, para garantizar una operación de vuelo segura, es importante estudiar el comportamiento aeroelástico del ala a lo largo del sobrevuelo. Esto se puede lograr mediante trabajo experimental o computacional. Los modelos de túnel de viento y pruebas de vuelo a escala necesitan exhibir un comportamiento aeroelástico similar al del vehículo aéreo a escala completa. En este documento, se formulan y aplican tres estrategias de escalado aeroelástico diferentes a un ala flexible de alto aspecto. Estas estrategias de escalado se evalúan primero en términos de su capacidad para generar modelos reducidos con las representaciones deseadas de las características aerodinámicas, estructurales e inerciales. A continuación, se evalúan en términos de su potencial para representar el comportamiento aeroelástico no lineal y no estacionario en tres condiciones de vuelo diferentes. Los modelos escalados, diseñados al reducir exactamente la estructura interna, representan adecuadamente el comportamiento aeroelástico deseado y permiten la evaluación del rendimiento para todo el sobrevuelo. Sin embargo, dado que tanto los modelos de vuelo como los de túnel de viento están limitados por restricciones físicas y presupuestarias, es más probable que se seleccionen modelos estructurales personalizados. Sin embargo, estos últimos son menos prometedores para estudiar todo el sobrevuelo.