Desarrollo de una herramienta automatizada para el diseño y simulación numérica de hélices de UAV.

Abstract

[ES] Durante los últimos años, el sector aeronáutico ha presenciado un crecimiento significativo en el desarrollo de UAVs, lo que ha llevado a que estos dispositivos adquieran un papel protagónico en la industria. La capacidad de los UAVs para operar de forma autónoma, su versatilidad y su menor costo en comparación con las aeronaves tripuladas los convierten en una opción cada vez más atractiva para diversas aplicaciones. Dentro de esta reciente rama de investigación, el estudio y la mejora de las configuraciones de hélices es fundamental, ya que mejorar la eficiencia de las hélices se traduce en un vuelo más eficiente, mayor autonomía y menor consumo de energía. Atendiendo a esta necesidad de la industria, en el presente trabajo se ha desarrollado una metodología automática que permite conectar la fase de diseño de la hélice de un UAV con su correspondiente análisis CFD. En cuanto a la etapa de diseño, se ha realizado una discretización de la pala en diversas secciones, dónde se han fijado como variables tres de los parámetros con mayor influencia en el comportamiento de la hélice: cuerda, espesor y torsión. El objetivo consiste en poder evaluar, mediante análisis CFD, la influencia de estas variables en una condición de vuelo a punto fijo, para extraer tendencias de diseño.

[EN] In recent years, the aeronautical sector has witnessed significant growth in the development of UAVs, which has led to these devices acquiring a leading role in the industry. The ability of UAVs to operate autonomously, their versatility and their lower cost compared to manned aircraft make them an increasingly attractive option for various applications. Within this recent branch of research, the study and improvement of propeller configurations is fundamental, as improving propeller efficiency translates into more efficient flight, greater autonomy and lower energy consumption. In response to this need of the industry, this work has developed an automatic methodology that allows connecting the design phase of the propeller of a UAV with its corresponding CFD analysis. As for the design stage, a discretisation of the blade in different sections has been carried out, where three of the parameters with the greatest influence on the behaviour of the propeller have been set as variables: chord, thickness and twist. The aim is to be able to evaluate, by means of CFD analysis, the influence of these variables in a fixed-point flight condition, in order to extract design trends.