Mejora aerodinámica mediante diseños conceptuales del borde de ataque

Abstract

[ES] Las aletas de los animales marinos realizan movimientos y maniobras de gran complejidad. Merece la pena mencionar la morfología de estas extremidades ya que está directamente relacionada con la estabilidad del fluido sobre su superficie. Un claro ejemplo de este hecho son las ballenas jorobadas. Gracias a las protuberancias de sus aletas, son capaces de adquirir una considerable maniobrabilidad respecto a su tamaño. Estas protuberancias se conocen como berenjenas en el mundo de la aeronáutica y ayudan a mejorar la eficacia aerodinámica y la maniobrabilidad. En este trabajo se ha realizado un análisis de diseños conceptuales considerando la amplitud y frecuencia de las ondas senoidales del borde de ataque así como diferentes diseños basados en la búsqueda bibliográfica como la implantación de esferas o la variación del paso entre estas protuberancias de borde de ataque. Para ello, se realizará un estudio experimental en el túnel de viento para mostrar los resultados de los diferentes bordes de ataque, lo que conducirá a la obtención del efecto que estas protuberancias provocan en la aerodinámica. Debido a las conclusiones extraídas del estudio, es posible obtener unas aplicaciones claras hacia UAVs o drones de ala fija con el objetivo de mejorar su eficiencia aerodinámica y a su vez aumentar su rango de operación para elevados ángulos de ataque

[EN] The fins of marine animals perform highly complex movements and manoeuvres. The morphology of these limbs is worth mentioning as it is directly related to the stability of the fluid on its surface. A clear example of this is the humpback whale. Thanks to the protrusions on their fins, they are able to acquire considerable manoeuvrability in relation to their size. These protrusions are known as aubergines in the aeronautical world and help to improve aerodynamic efficiency and manoeuvrability. In this work, an analysis of conceptual designs has been carried out considering the amplitude and frequency of the leading edge sine waves as well as different designs based on literature research such as the implantation of spheres or the variation of the pitch between these leading edge protuberances. For this, an experimental study will be carried out in the wind tunnel to show the results of the different leading edges, which will lead to obtaining the effect that these protuberances have on the aerodynamics. Due to the conclusions drawn from the study, it is possible to obtain clear applications towards UAVs or fixed-wing drones with the aim of improving their aerodynamic efficiency and at the same time increasing their operating range for high angles of attack

[CA] Les aletes dels animals marins fan moviments i maniobres de gran complexitat. Val la pena esmentar la morfologia d’aquestes extremitats ja que està relacionada directament amb l’estabilitat del fluid sobre la seva superfície. Un exemple clar d’aquest fet són les balenes geperudes. Gràcies a les protuberàncies de les seves aletes, són capaces d’adquirir una considerable maniobrabilitat respecte a la seva mida. Aquestes protuberàncies es coneixen com a albergínies al món de l’aeronàutica i ajuden a millorar l’eficàcia aerodinàmica i la maniobrabilitat. En aquest treball s’ha realitzat una anàlisi de dissenys conceptuals considerant l’amplitud i la freqüència de les ones sinusoïdals de la vora d’atac així com diferents dissenys basats en la cerca bibliogràfica com la implantació d’esferes o la variació del pas entre aquestes protuberàncies de vora d’atac. Es per això, que es realitzarà un estudi experimental al túnel de vent per mostrar els resultats de les diferents vores d’atac, cosa que conduirà a l’obtenció de l’efecte que aquestes protuberàncies provoquen a l’aerodinàmica. A causa de les conclusions extretes de l’estudi, és possible obtenir unes aplicacions clares cap a UAVs o drons d’ala fixa amb l’objectiu de millorar-ne l’eficiència aerodinàmica i augmentar-ne el rang d’operació per a angles d’atac elevats