Resumen

En los últimos años, inspirada por el progreso tecnológico y el destacado rendimiento de los Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT) en varias guerras locales, la industria de los VANT ha experimentado un desarrollo explosivo, siendo ampliamente utilizado en retransmisión de comunicaciones, logística, levantamiento topográfico, patrullaje, vigilancia y otros campos. El VANT de ala fija de despegue y aterrizaje vertical combina las ventajas de despegue y aterrizaje vertical de las aeronaves de rotor y la resistencia prolongada de los VANT de ala fija, lo que ha ampliado su campo de aplicación y lo convierte en el VANT más popular en la actualidad. Recientemente, el análisis de fallos de los VANT de ala fija destaca que el apagado del motor de crucero es la razón más común para un aterrizaje de emergencia, lo cual también es un factor determinante para los fallos de los VANT de ala fija de despegue y aterrizaje vertical (VTOL). Sin embargo, la trayectoria de aterrizaje de emergencia de este último tipo de VANT después del apagado del motor es diferente a la de los VANT de ala fija convencionales debido al sistema de potencia VTOL. Por lo tanto, motivado por la necesidad de una trayectoria segura de aterrizaje de emergencia para los VANT de ala fija VTOL, este documento desarrolla una arquitectura capaz de un aterrizaje de emergencia seguro para dichas plataformas. El método sugerido desarrolla un modelo de dinámica de partículas del VANT VTOL y analiza sus características aerodinámicas utilizando los resultados de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD). La trayectoria del VANT se divide en tres partes para una planificación mejorada. Para la etapa de guía, la posición inicial y el ángulo de inclinación son arbitrarios. Por lo tanto, se adoptan la trayectoria de cruce más corta de Dubins y la trayectoria de descenso más rápida para dirigir rápidamente el VANT sobre la ventana de aterrizaje. La etapa en espiral comprende una parte cónica y cilíndrica combinada con una trayectoria de descenso en espiral de radio variable para la gestión de energía y la alineación del curso de aterrizaje. Dado el almacenamiento limitado de energía de los sistemas de potencia VTOL, la etapa de aterrizaje explota un problema de trayectoria de control óptimo resuelto por un método pseudoespectral gaussiano, que implica la planificación de aterrizaje convencional de trayectoria, aterrizaje sin potencia, aterrizaje óptimo de distancia y aterrizaje resistente al viento. Todas las trayectorias cumplen con las restricciones dinámicas, las restricciones terminales y las restricciones de rendimiento deslizante, y abarcan tanto trayectorias 2D como 3D. Un gran número de experimentos de simulación demuestran que las trayectorias propuestas tienen una amplia aplicabilidad y una fuerte viabilidad para los VANT de ala fija VTOL.

• Materias:Inteligencia artificial Aplicación móvil Asistencia tecnológica a personas con discapacidad Tecnología en educación
• Subjects:Artificial intelligence Mobile application Technological assistance to people with disabilities Technology in education
• Palabras claves:Progreso tecnológico; Vehículos aéreos no tripulados (UAV); Despegue y aterrizaje vertical; Aterrizaje de emergencia; Dinámica de fluidos computacional (CFD); Trayectoria de control óptimo.
• Keywords:Technological progress; Unmanned Aerial Vehicles (UAVs); Vertical Take-Off and Landing; Emergency landing; Computational Fluid Dynamics (CFD); Optimal control trajectory