Diseñaron un sistema de transición en vuelo y un modelo matemático no lineal para vehículos aéreos no tripulados híbridos

Enrique Gabriel Paiva Galeano y Marcelo Adrián Llano Miranda, son los nuevos ingenieros Mecatrónicos que culminaron sus estudios de grado en la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Asunción (FIUNA). La última prueba la superaron el pasado lunes 21 de mayo, con la exitosa defensa pública del Trabajo Final de Grado (TFG), titulado “Diseño e implementación de un sistema de transición en vuelo y elaboración de un modelo matemático no lineal para vehıculos aéreos no tripulados híbridos. Prototipo Versión 2.0”.

En la última década el interés en el desarrollo de vehículos aéreos no tripulados y la implementación de diferentes tipologías han sido justificadas por su amplio rango de aplicaciones, tanto militares como civiles. En este contexto, el objetivo principal del Trabajo Final de Grado presentado es realizar dos contribuciones al desarrollo de esta tecnología. La primera contribución se centra en el diseño físico del sistema de transición de modo del vuelo ala rotativa a ala fija, y viceversa. Es ası que esta topologıa hıbrida tendrá la capacidad de despegue y aterrizaje vertical y la eficiencia y autonomía para cubrir un área mayor. Por otro lado, el desarrollo del modelo matemático del sistema hıbrido, no disponible en la literatura, corresponde el segundo aporte del trabajo.

El trabajo presentado toma como punto de partida la investigación realizada [ por Segalés (2016) «Implementación de Algoritmos de Control Digital Aplicados a Vehiıculos Aéreos No Tripulados». Tesis de grado, Facultad de Ingenieríıa de la Universidad Nacional de Asunción.] basado en vehículos aéreos no tripulados (VANT). Los VANT son aeronaves no tripuladas que pueden ser comandadas remotamente por un piloto o volar de forma autónoma por medio de un computador a bordo. La plataforma VANT utilizada en este TFG posee tres rotores denominados VANT hıbrido. Esta capacidad constituye la principal ventaja del VANT propuesto debido a que el mismo podrá despegar y aterrizar en espacios reducidos y recorrer grandes distancias de manera eficiente, tanto energética como temporalmente donde el rotor trasero puede abatirse transversalmente y los rotores frontales pueden abatirse longitudinalmente. El abatimiento longitudinal de los rotores frontales, confiere a la aeronave la capacidad de despegue y aterrizaje vertical (VTOL, de las siglas en inglés, Vertical Take Off And Landing). Esta capacidad es necesaria para aplicaciones en las que se trabaja en un espacio reducido, ya que permite el despegue y aterrizaje de la aeronave en zonas no preparadas, en las que no se cuenta con una pista para despegue y aterrizaje. El mismo abatimiento de los rotores frontales permite que, una vez acabado el despegue de la aeronave, la misma realice una transición para poder volar en configuración de ala fija.

Se realizaron pruebas de vuelo con el VANT, despegando en configuración ala rotativa, y al alcanzar una altura considerada segura para realizar la transición, se inició el abatimiento de los rotores frontales gradualmente hasta alcanzar 45º, logrando asi el vuelo de la aeronave en
configuración hıbrida. En conclusión, los resultados experimentales obtenidos demuestran la eficiencia del diseño propuesto.

“Diseño e implementación de un sistema de transición en vuelo y elaboración de un modelo matemático no lineal para vehıculos aéreos no tripulados híbridos. Prototipo Versión 2.0”

 

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