Un Estudio Paramétrico sobre la Aeroelasticidad de las Alas Plegables con Bisagras Aflareadas
Autores: Ajaj, Rafic M.; Saavedra Flores, Erick I.; Amoozgar, Mohammadreza; Cooper, Jonathan E.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Un Estudio Paramétrico sobre la Aeroelasticidad de las Alas Plegables con Bisagras Aflareadas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Estudio paramétrico
Aeroelasticidad
Alas en voladizo
Extremos de alas plegables con bisagra acampanada
Respuesta aeroelástica
Límites de estabilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un estudio paramétrico sobre la aeroelasticidad de alas en voladizo equipadas con extremos de ala plegables con bisagra expandida (FHFWTs). Se utiliza el método de elementos finitos para desarrollar un modelo aeroelástico computacional de baja fidelidad. La estructura del ala se modela utilizando elementos de viga de Euler-Bernoulli, y se emplea la teoría de tiras aerodinámicas no estacionarias de Theodorsen para las predicciones de carga aerodinámica. Se utiliza el método PK para estimar los límites aeroelásticos. El modelo se valida utilizando tres alas rectangulares en voladizo cuyas propiedades están disponibles en la literatura. Luego, se utiliza un ala rectangular en voladizo para estudiar el efecto de los extremos de ala plegables en la respuesta aeroelástica y los límites de estabilidad. Se consideran dos escenarios para el análisis aeroelástico. En el primer escenario, el ala rectangular base se divide en segmentos internos y externos conectados por una bisagra expandida que permite que el segmento externo se pliegue. En el segundo escenario, se añade un extremo de ala plegable al ala base. Para ambos escenarios, se evalúa la influencia del ángulo de plegado, el ángulo de la línea de bisagra (ángulo de expansión), la rigidez de la bisagra, la masa del extremo y la geometría. Además, se evalúa la capacidad de alivio de carga del FHFWT cuando el ala encuentra ráfagas discretas (1-coseno). Finalmente, se asume que la bisagra exhibe un comportamiento cúbico no lineal en torsión, y se evalúa y analiza el efecto de la no linealidad en la respuesta aeroelástica para tres casos diferentes.
Descripción
Este documento presenta un estudio paramétrico sobre la aeroelasticidad de alas en voladizo equipadas con extremos de ala plegables con bisagra expandida (FHFWTs). Se utiliza el método de elementos finitos para desarrollar un modelo aeroelástico computacional de baja fidelidad. La estructura del ala se modela utilizando elementos de viga de Euler-Bernoulli, y se emplea la teoría de tiras aerodinámicas no estacionarias de Theodorsen para las predicciones de carga aerodinámica. Se utiliza el método PK para estimar los límites aeroelásticos. El modelo se valida utilizando tres alas rectangulares en voladizo cuyas propiedades están disponibles en la literatura. Luego, se utiliza un ala rectangular en voladizo para estudiar el efecto de los extremos de ala plegables en la respuesta aeroelástica y los límites de estabilidad. Se consideran dos escenarios para el análisis aeroelástico. En el primer escenario, el ala rectangular base se divide en segmentos internos y externos conectados por una bisagra expandida que permite que el segmento externo se pliegue. En el segundo escenario, se añade un extremo de ala plegable al ala base. Para ambos escenarios, se evalúa la influencia del ángulo de plegado, el ángulo de la línea de bisagra (ángulo de expansión), la rigidez de la bisagra, la masa del extremo y la geometría. Además, se evalúa la capacidad de alivio de carga del FHFWT cuando el ala encuentra ráfagas discretas (1-coseno). Finalmente, se asume que la bisagra exhibe un comportamiento cúbico no lineal en torsión, y se evalúa y analiza el efecto de la no linealidad en la respuesta aeroelástica para tres casos diferentes.