Diseño y Construcción de Aeronave Demostrador No Tripulada para Estudio de Alas Experimentales

Abstract

[ES] El presente trabajo consiste en el diseño, cálculo preliminar y construcción de una aeronave demostrador no tripulada como plataforma para el futuro estudio de diversas alas rectangulares con diversas geometrías.

La aeronave consiste en un monoplano de configuración de ala fija con motor 'pusher' para no inducir flujo de aire perturbado sobre la superficie alar. El encastre alar es desmontable para poder intercambiar las alas que se vayan a estudiar en el futuro. Las superficies de control están completamente integradas en la cola, de forma que no fuera necesario insertar controles de movimiento de alabeo (alerones) en las alas con las que se vayan a experimentar. La aeronave también contiene sistemas de abordo para su control en vuelo y para medir y almacenar datos de telemetría.

Durante la fase de diseño y cálculo de la aeronave se han realizado los estudios y procedimientos más importantes para asegurar prestaciones aceptables. Se define como prestaciones aceptables que la aeronave pueda elevarse y cumplir su misión así como garantizar la estabilidad de vuelo. Para ello, se han usado conocimientos y técnicas empíricas de las asignaturas de mecánica de vuelo, ampliación de mecánica de vuelo y cálculo de aviones.

Durante la fase de construcción, se realizará una construcción artesanal a modo prototipo de la aeronave. También se ha preparado sistema eléctrico, incluyendo la programación del sistema electrónico de adquisición de datos.

Por lo tanto, el objetivo final del trabajo es presentar un prototipo al departamento de Motores Térmicos de la Universitat Politécnica de València junto con las prestaciones teóricas de la aeronave, para que en un futuro se pueda usar como plataforma para los pruebas experimentales de perfiles alares y configuraciones alares. Además, se deja la puerta abierta a la posibilidad de poder ejecutar futuros trabajos en este mismo prototipo para su preparación al vuelo y para poder expandir y mejorar los sistemas de cara al futuro.

[EN] This project consists of the design, preliminary calculation and construction of an unmanned prototype aircraft as a platform for the experimental study of various rectangular wings with diverse geometries.

The aircraft consists of a monoplane with a fixed wing configuration with a 'pusher' engine so as not to induce disturbed air flow over the wing surface. The wing attachment allows to exchange the wings that will be studied in the future. The control surfaces are fully integrated into the tail, so that roll motion controls (ailerons) do not need to be inserted into the wings to be experimented on. The aircraft also contains on-board systems for flight control and for measuring and storing telemetry data.

During the design and calculation phase of the aircraft, the most important studies and procedures have been carried out to ensure acceptable performance. Acceptable performance is defined as the fact that the aircraft can lift and fulfill its mission as well as guarantee flight stability. To do this, empirical knowledge and techniques from the subjects of flight mechanics, expanded flight mechanics and aircraft design have been used.

During the construction phase, a hand-made construction will be carried out to assemble the aircraft. An electrical system has also been prepared, including the programming of the electronic data acquisition system.

Therefore, the final objective of the work is to present a prototype to theCMT department of the Polytechnic University of Valencia together with the theoretical performance of the aircraft, so that in the future it can be used as a platform for the experimental tests of wing profiles and wing configurations. In addition, the door is left open to the possibility of being able to carry out future work on this same prototype for its preparation for the flight and to be able to expand and improve the systems in the future.