CÓD.S01-14 ONLINE

Estudio del comportamiento dinámico de los Drones de Carreras a partir de su geometría.

Autores:

  • José M. Castiblanco Quintero
  • Sergio Garcia Nieto Rodriguez

Los Drones diseñados para carreras son pequeños vehículos aéreos que desarrollan un alto rendimiento dinámico. Alcanzan velocidades relativamente altas, sus pequeños y potentes componentes electrónicos están soportados por un cuerpo no aerodinámico fabricado usualmente de un material compuesto para agilizar su peso y así, minimizar los tiempos por vuelta. Lograr un rendimiento con dichas características es una muestra de los importantes avances científicos relacionados con las técnicas para controlar estos vehículos y sus componentes, por lo que el objetivo de esta ponencia se aleja de las técnicas de control y se centra en estudiar rigurosamente el diseño geométrico de su cuerpo-estructura. Se hizo una recopilación de diferentes estructuras de vuelo y fueron clasificadas en función de sus características geométricas. Sobre una pista de carreras fueron ubicados un conjunto de sensores de velocidad y tiempo, relacionando cada una de las estructuras con los resultados de dichos sensores. Para identificar una tendencia de diseño y establecer el aporte de la estructura al comportamiento dinámico en general del Drones de carreras, entonces, los resultados de las pruebas de vuelo fueron analizados en dos pasos: En primera instancia, mediante una técnica estadística conocida como diagrama de cajas y bigotes para reconocer la equivalencia de las estructuras según su comportamiento de velocidades y tiempos durante tramos rectos y con curvas. En segundo paso la información recogida de la telemetría de los modelos fue estudiada. Específicamente, las aceleraciones de los modelos destacados y equivalentes geométricamente serán analizados para validar los comportamientos o tendencias encontradas.

Palabras clave

Aceleración Dinámica Diseño de Estructuras Pruebas de Vuelo Telemetría

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Preguntas y comentarios al autor/es

Hay 6 comentarios en esta ponencia

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      Diego Gómez Jerez

      Comentó el 04/05/2021 a las 12:42:53

      ¿Sería viable (en términos de volumen requerido, resistencia del chasis resultante o energía necesaria para su funcionamiento, entre otros) la aplicación de algún sistema automático que sea capaz de modificar uno o varios de dichos parámetros geométricos del estudio en ciertos tramos relevantes durante el vuelo (por ejemplo: una zona con una curva muy cerrada o una recta extensa) para mejorar la performance?

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      Jose Antonio Moya Ocaña

      Comentó el 04/05/2021 a las 11:36:08

      ¿Cómo afecta la distancia y duración de la carrera a este estudio? ¿Hay diferencias apreciables en la geometría óptima según estos parámetros?

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        José Manuel Castiblanco Quintero

        Comentó el 04/05/2021 a las 12:27:42

        Sobre la primera pregunta: Podría decirte que los pesos destacados para pistas tradicionales de competiciones federadas, mostraron su mejor rendimiento 331 y 282 gramos. En otras palabras, estos pesos están relacionados con las especificaciones geométricas de los modelos destacadas. Afecta al peso del drone que ha sido testeado :) sobre la segunda pregunta: si te entiendo bien, los drones con geometrías híbridas, menores a distancias entre ejes de 210 milímetros presentaron agilidades baja, mientras que los no simétricos presentaron agilidades altas sin embargo su maniobrabilidad fue considerablemente baja y esto es porque geometrías distintas a las simétricas requieren de un ajuste de control fuera de los valores estandar. Quiero decirte, las estructuras simétricas más pesadas, presentaron un comportamiento dinámico sostenido en el tiempo.

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      Lucas Reino

      Comentó el 04/05/2021 a las 11:18:31

      ¿Hasta que punto y de qué manera influye la geometría de la pista en la configuración óptima del dron?

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        José Manuel Castiblanco Quintero

        Comentó el 04/05/2021 a las 11:41:29

        Hola Lucas. Definimos el drone de carreras según su geometría y caracterizamos la pista en función de la maniobrabilidad y la agilidad. Relacionamos la maniobrabilidad con las distancias diagonales para las rectas y la agilidad con la relación entre esa distancia y las distancias angulares. Entonces, una pista con curvas cerradas y abiertas, con rectas cortas y largas repercute en las aceleraciones. Una comparación entre las aceleraciones de los sensores externos y la telemetría, nos dice como configurar el dron para esa pista. Igualmente para diferentes obstáculos... Desde la perspectiva de simulación esto tambien puedes hacerlo con la fuerza de empuje....que es realmente impresionante :)

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