Diseño y rendimiento de un novedoso UAV de ala cónica con rotor basculante para misiones de vuelo estacionario y crucero
Autores: Rojo-Rodriguez, Edgar Ulises; Rojo-Rodriguez, Erik Gilberto; Araujo-Estrada, Sergio A.; Garcia-Salazar, Octavio
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Diseño y rendimiento de un novedoso UAV de ala cónica con rotor basculante para misiones de vuelo estacionario y crucero
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Investigación
CUAV
Diseño
Estrategia de control
Fabricación
Modelado
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Esta investigación se centra en un vehículo aéreo no tripulado convertible (CUAV) novedoso que presenta cuatro rotores con capacidades de inclinación combinadas con una forma cónica. Este documento estudia el movimiento de transición entre los modos multirrotor y de ala fija basado en el diseño mecánico y aerodinámico, así como en la estrategia de control. El CUAV propuesto incluye información sobre diseño, fabricación, operación, modelado, estrategia de control y experimentos en tiempo real. El diseño del CUAV considera un ala fija con rotores inclinables y proporciona la maniobrabilidad para realizar despegue, vuelo en suspensión, vuelo de crucero y aterrizaje, teniendo las características de un helicóptero en vuelo en suspensión y de una aeronave en vuelo horizontal. La fabricación se basa en la fabricación aditiva, lo que facilita la creación de una estructura de celosía dentro del ala. El modelado se obtiene utilizando las ecuaciones de Newton-Euler, y la estrategia de control es un controlador PID basado en un enfoque geométrico en SE(3). Finalmente, los experimentos en tiempo real validan el diseño propuesto para el régimen completo de vuelo, y la investigación evalúa meticulosamente la viabilidad del prototipo y su potencial para mejorar significativamente la versatilidad de la misión.
Descripción
Esta investigación se centra en un vehículo aéreo no tripulado convertible (CUAV) novedoso que presenta cuatro rotores con capacidades de inclinación combinadas con una forma cónica. Este documento estudia el movimiento de transición entre los modos multirrotor y de ala fija basado en el diseño mecánico y aerodinámico, así como en la estrategia de control. El CUAV propuesto incluye información sobre diseño, fabricación, operación, modelado, estrategia de control y experimentos en tiempo real. El diseño del CUAV considera un ala fija con rotores inclinables y proporciona la maniobrabilidad para realizar despegue, vuelo en suspensión, vuelo de crucero y aterrizaje, teniendo las características de un helicóptero en vuelo en suspensión y de una aeronave en vuelo horizontal. La fabricación se basa en la fabricación aditiva, lo que facilita la creación de una estructura de celosía dentro del ala. El modelado se obtiene utilizando las ecuaciones de Newton-Euler, y la estrategia de control es un controlador PID basado en un enfoque geométrico en SE(3). Finalmente, los experimentos en tiempo real validan el diseño propuesto para el régimen completo de vuelo, y la investigación evalúa meticulosamente la viabilidad del prototipo y su potencial para mejorar significativamente la versatilidad de la misión.