Resumen

Los vehículos aéreos no tripulados disponibles en el mercado no son lo suficientemente buenos para los vuelos de búsqueda y rescate a gran altura. Esto se debe a que, a medida que aumenta la altitud, la densidad del aire disminuye, lo que afecta a la generación de empuje del UAV. El objetivo de este trabajo de investigación es diseñar una pala con empuje optimizado para un rango de altitud de 3.000-5.000 m con una densidad del aire de 0,7364 kg/m3, respectivamente, y realizar un análisis de empuje. La propiedad de la aleación de aluminio 1.060, que es ligera, se elige para el diseño y las pruebas de la pala. Se desarrolló el código de diseño y análisis basado en la teoría de los elementos de la pala, y se utilizaron entradas aerodinámicas fáciles de usar para obtener los resultados deseados. La geometría diseñada para un rango de altitud de 3.000-5.000 m se enfrentó a una tensión total de 6,0 MPa que se encontraba en el 70% de la envergadura de la pala. Esta tensión está dentro del límite de fluencia de la aleación de aluminio, 28 MPa. El análisis modal muestra que la primera frecuencia natural se produce en torno a las 12.000 RPM, lo que es seguro para el funcionamiento de la pala a 0-5.000 RPM. El análisis experimental de la pala dio un empuje de 0,92 N a 2.697 RPM a 1.400 m. La solución analítica para el empuje con las mismas condiciones fue de 1,7 N con una eficiencia del 85,6. La validación de los resultados experimentales se ha realizado mediante el análisis CFD. El análisis CFD se realizó en ANSYS CFX que dio un valor de empuje de 2,27 N para las mismas condiciones de contorno. Por lo tanto, la pala diseñada para el UAV SAR de gran altitud es estructuralmente segura para operar en el rango de 0-5.000 RPM, y su uso en misiones de búsqueda podría salvar muchas vidas en el Himalaya.

• Materias:Automatización Aerodinámica Motores (Mecánica) Cinemática Ingeniería Aeronáutica
• Subjects:Automation Aerodynamics Engines Kinematics Aeronautical Engineering
• Palabras claves:densidad del aire, rango de altitud, aleación de aluminio, análisis cfd, pruebas de la pala, límite de rendimiento, rpm, sar de gran altitud, aporte aerodinámico amigable, propiedad del aluminio
• Keywords:density of air, altitude range, aluminum alloy, cfd analysis, testing of blade, limit of yield, rpm, high altitude sar, friendly aerodynamic input, property of aluminum