El Doble Impacto de los Winglets y las Serraciones en el Rendimiento Aerodinámico y Acústico de los UAV
Autores: Khalaf, Adam; Kennedy, John
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
El Doble Impacto de los Winglets y las Serraciones en el Rendimiento Aerodinámico y Acústico de los UAV
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Drones
Contaminación acústica
Eficiencia aerodinámica
Alerones
Serraciones
Hélices
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El uso creciente de UAVs en diversas aplicaciones ha subrayado el desafío crítico de la contaminación acústica y la eficiencia aerodinámica. Este estudio explora la integración dual de alerones y serraciones en las hélices de UAV para abordar estos desafíos simultáneamente. A través de un banco de pruebas diseñado específicamente y técnicas de fabricación aditiva, se evaluaron los efectos de varias modificaciones de alerones, como la longitud de la serración, el ancho y la relación de espaciamiento, en el rendimiento aerodinámico y aeroacústico de la hélice. Los resultados demuestran mejoras simultáneas en el empuje y en la reducción de ruido tonal y de banda ancha en un rango de frecuencia que abarca 14 órdenes de eje. Las mayores mejoras para cada característica dependen de la geometría de la pala. Se lograron mejoras de hasta un 9.7% en el empuje, una disminución de 2.7 dB en el ruido de banda ancha de baja frecuencia y una disminución de 9.1 dB en ciertos componentes tonales de BPF en comparación con el diseño base. Esta investigación demuestra un enfoque empírico de bajo costo para el diseño de hélices de UAV, ofreciendo información sobre las influencias paramétricas de las serraciones y los alerones. Establece un marco para el avance empírico de bajo costo de las tecnologías de hélices de UAV, ilustrando las ganancias sustanciales en eficiencia operativa y sostenibilidad ambiental que se pueden lograr a través de mejoras de diseño iterativas.
Descripción
El uso creciente de UAVs en diversas aplicaciones ha subrayado el desafío crítico de la contaminación acústica y la eficiencia aerodinámica. Este estudio explora la integración dual de alerones y serraciones en las hélices de UAV para abordar estos desafíos simultáneamente. A través de un banco de pruebas diseñado específicamente y técnicas de fabricación aditiva, se evaluaron los efectos de varias modificaciones de alerones, como la longitud de la serración, el ancho y la relación de espaciamiento, en el rendimiento aerodinámico y aeroacústico de la hélice. Los resultados demuestran mejoras simultáneas en el empuje y en la reducción de ruido tonal y de banda ancha en un rango de frecuencia que abarca 14 órdenes de eje. Las mayores mejoras para cada característica dependen de la geometría de la pala. Se lograron mejoras de hasta un 9.7% en el empuje, una disminución de 2.7 dB en el ruido de banda ancha de baja frecuencia y una disminución de 9.1 dB en ciertos componentes tonales de BPF en comparación con el diseño base. Esta investigación demuestra un enfoque empírico de bajo costo para el diseño de hélices de UAV, ofreciendo información sobre las influencias paramétricas de las serraciones y los alerones. Establece un marco para el avance empírico de bajo costo de las tecnologías de hélices de UAV, ilustrando las ganancias sustanciales en eficiencia operativa y sostenibilidad ambiental que se pueden lograr a través de mejoras de diseño iterativas.