Estudio de la dinámica de un concepto de XHALE- UAV: un enfoque multicuerpo

NITARDI, LUCIANO; ROCCIA, BRUNO; PREIDIKMAN, SERGIO; FLORES FERNANDO G.

CABA

Congreso; IEEE ARGENCON 2016; 2016

IEEE

El estudio y diseño de vehículos aéreos no tripulados (UAVs) extremadamente flexibles (X) que pueden volar a gran altitud (por arriba de los 50,000 pies) y con gran autonomía (HALE), constituye actualmente un área de investigación muy activa. En este trabajo se presenta el desarrollo de simulaciones numéricas que permiten estudiar el comportamiento dinámico de un concepto simplificado de X-HALE-UAV. La aeronave se modela como una colección de cuerpos rígidos (fuselaje, alas, motores y trenes de aterrizaje) conectados entre sí rígidamente y/o por articulaciones flexibles. Las ecuaciones que gobiernan la dinámica del UAV se derivan mediante un enfoque energético basado en las ecuaciones de Lagrange para sistemas con restricciones holonómicas. Las ecuaciones resultantes obtenidas mediante este enfoque son del tipo diferenciales-algebraicas (DAEs) de índice 3. La integración del sistema de DAEs se realiza en forma numérica, simultánea e interactiva en el dominio del tiempo mediante diferentes esquemas, tales como: Runge-Kutta, Hamming, Newmark, Alpha Generalizado y el algoritmo de Hughes-Hilber-Taylor (HHT), entre otros. Con el objetivo de evaluar la eficiencia y robustez de la herramienta de simulación desarrollada, se comparan resultados con problemas bien documentados en la literatura