Diseño y Análisis de MataMorph-3: Un UAV completamente transformable con alas de morfología de camber y estabilizadores de cola
Autores: Bishay, Peter L.; Kok, James S.; Ferrusquilla, Luis J.; Espinoza, Brian M.; Heness, Andrew; Buendia, Antonio; Zadoorian, Sevada; Lacson, Paul; Ortiz, Jonathan D.; Basilio, Ruiki; Olvera, Daniel
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Diseño y Análisis de MataMorph-3: Un UAV completamente transformable con alas de morfología de camber y estabilizadores de cola
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Aeronaves
Tecnología de transformación
Alas
Transformación de la curvatura
Eficiencia aerodinámica
VANT
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Los aviones convencionales utilizan superficies de control de vuelo discretas para maniobrar durante el vuelo. Las brechas y discontinuidades de estas superficies de control generan resistencia, lo que degrada la eficiencia aerodinámica y de potencia. La tecnología de transformación tiene como objetivo reemplazar las alas convencionales por alas avanzadas que pueden cambiar su forma para controlar la aeronave con la mínima resistencia inducida posible. Este documento presenta MataMorph-3, un vehículo aéreo no tripulado (VANT) completamente transformable con alas de morfología variable y estabilizadores de cola. Aunque investigaciones anteriores han presentado diseños exitosos para mecanismos de núcleo de alas de morfología variable, los diseños de la piel sufrieron problemas de arrugas, deformaciones o caídas que resultan en una menor fiabilidad y eficiencia aerodinámica. Las alas y estabilizadores de cola de MataMorph-3 cuentan con costillas híbridas con secciones sólidas en el borde de ataque que albergan servomotores, y secciones flexibles en el borde de salida con cintas flexibles integradas que están conectadas a los servomotores para morfologizar las costillas. La piel de compuesto de fibra de carbono laminada delgada se desliza suavemente sobre las secciones de costillas flexibles durante la morfología, guiada por innovadores deslizadores en el borde de salida y mecanismos de enlace que soportan la piel, ubicados estratégicamente entre las costillas. Se construyeron y probaron prototipos de muestra para demostrar la efectividad de las soluciones de diseño propuestas en permitir una morfología variable suave. El diseño propuesto proporciona una mejor alternativa a las pieles extensibles en los diseños de aviones transformables a través del concepto de deslizamiento de la piel.
Descripción
Los aviones convencionales utilizan superficies de control de vuelo discretas para maniobrar durante el vuelo. Las brechas y discontinuidades de estas superficies de control generan resistencia, lo que degrada la eficiencia aerodinámica y de potencia. La tecnología de transformación tiene como objetivo reemplazar las alas convencionales por alas avanzadas que pueden cambiar su forma para controlar la aeronave con la mínima resistencia inducida posible. Este documento presenta MataMorph-3, un vehículo aéreo no tripulado (VANT) completamente transformable con alas de morfología variable y estabilizadores de cola. Aunque investigaciones anteriores han presentado diseños exitosos para mecanismos de núcleo de alas de morfología variable, los diseños de la piel sufrieron problemas de arrugas, deformaciones o caídas que resultan en una menor fiabilidad y eficiencia aerodinámica. Las alas y estabilizadores de cola de MataMorph-3 cuentan con costillas híbridas con secciones sólidas en el borde de ataque que albergan servomotores, y secciones flexibles en el borde de salida con cintas flexibles integradas que están conectadas a los servomotores para morfologizar las costillas. La piel de compuesto de fibra de carbono laminada delgada se desliza suavemente sobre las secciones de costillas flexibles durante la morfología, guiada por innovadores deslizadores en el borde de salida y mecanismos de enlace que soportan la piel, ubicados estratégicamente entre las costillas. Se construyeron y probaron prototipos de muestra para demostrar la efectividad de las soluciones de diseño propuestas en permitir una morfología variable suave. El diseño propuesto proporciona una mejor alternativa a las pieles extensibles en los diseños de aviones transformables a través del concepto de deslizamiento de la piel.