O. García 1, V. Herrera 1, O. Karas 2, H. Reyes 1, A. Amézquita 1, D. Martínez 1, E. Liceaga 1 CIIIA FIME UANL UPIIG IPN

Transcripción

1 Vhí Vehículo Aéreo No Tripulado Ti Convertible O. García 1, V. Herrera 1, O. Karas 2, H. Reyes 1, A. Amézquita 1, D. Martínez 1, E. Liceaga 1 1 CIIIA FIME UANL 2 UPIIG IPN

2 Índice 1.Introducción 2.Diseño del VANT Convertible 3.Ecuaciones de movimiento 4.Aviónica 5.Conclusiones y Trabajo a futuro

3 1. Introducción VANTS Un VANT es una aeronave que puede volar autónomamente sin tripulación. Se pueden clasificar: VANT Ala Rotativa VANT Ala Fija

4 VANT Ala Rotativa VANT ala rotativa generan la fuerza de sustentación por medio de un conjunto de palas giratorias, conocidas como las hélices. Ventajas : Buena maniobrabilidad Despegue y aterrizaje en lugares reducidos Desventajas: entajas Rango de operación limitado Capacidad de carga limitada

5 VANT Ala Fija VANT ala fija: generan sustentación por medio de una superficie alar que se mueve a través de un fluido. Ventajas : Gran capacidad de carga Rango de operación amplio Desventajas: Poca maniobrabilidad bilid d Uso de pista para despegue y aterrizaje

6 Vehículo aéreo no tripulado convertible VANT Convertible

7 Clasificación Los VANTs convertibles se clasifican en : Tiltrotort Tiltwing

8 Tailsitter o Tilt Body

9 Helicóptero Avión Micro Cohete Avión

10 2. Diseño del VANT Convertible Metodología Diseño de la Aeronave Obtención de parámetros Teóricos Modelado Matemático Diseño de ley de control basado en Cuaternios Simulación CFD, y Navegación del VANT Experimentación Implementación de Sistema Comparación

11 Propuesta: VANT Convertible: C Plane v3.0 Configuración Tailsitter otiltbody Característica de despegue y aterrizaje vertical (VTOL) Vuelo vertical como un helicóptero y vuelo horizontal como un avión Sistema de propulsión coaxial

12 Operación del UAV

13 Diseño conceptual Se muestra la geometría y los parámetros involucrados en el diseño. Con base a esta geometría se calculan parámetros como el CG, numero de Re, velocidad de vuelo aproximada.

14 Diseño aerodinámico Se realizó análisis en el software XFLR5, con la finalidad de obtener los principales parámetros aerodinámicos del vehículo. Seleccionar un perfil aerodinámico para el vehículo.

15 Selección del perfilaerodinámico Se realizaron análisis con el método VLM en el software XFLR5, para determinar que perfil aerodinámico aportaba las características deseadas al vehículo. Se concluyo que el mejor candidato fue el MH78.

16 Graficas polar del VANT

17 Diseño CAD Se realizo el diseño CAD con el objetivo de distribuir los elementos de manera que el centro de gravedad de localizara en la posición calculada.

18 Simulación CDF

19

20 3. Ecuaciones de movimiento

21 Diagrama de control Control de posición VANT convertible Errores de velocidad angular y Cuaternios Control de orientación basado en Cuaternios Cuaternios

22 4. Aviónica C Plane v3.0

23 Autopiloto El sistema cuenta con un autopiloto PIXHAWK. GPS Sensor de Velocidad de viento Telemetría

24 Diagrama de la aviónica

25 Pruebasde Vuelo Se probó el desempeño del vehículo tanto en vuelo estacionario como en vuelo crucero.

26 Videos Video 1 Video 2

27 5. Conclusiones y trabajo a futuro Conclusiones Se ha obtenido un diseño de VANT convertible que permite el vuelo estacionario y horizontal. Se mostró el desempeño del VANT convertible a través de simulaciones utilizando softwareespecializado especializado. Se diseño un control de orientación basado en Cuaternios para el rango completo de operación Se han realizado pruebas experimentales para el rango completo lt de operación: Vuelo estacionario y horizontal.

28 Trabajo a futuro Pruebas en el túnel de viento del CIIIA FIME. Integración I t de sensores y componentes como laser, escáner y cámaras. Diseño de algoritmos de guiado y navegación para aplicaciones civiles como la inspección de cultivos, observación y monitoreo de volcanes. Construcción y desarrollo del vehículo aéreo convertible de materiales Construcción y desarrollo del vehículo aéreo convertible de materiales compuestos.

29 Gracias