El método de los elementos finitos: estudio comparativo de alas de material compuesto para Unmanned Aerial Vehicle (UAV)

Abstract

El potencial y los beneficios de los UAV (Unmanned Aerial Vehicle) o VANT (Vehículo Aéreo No Tripulado) son enormes; son una plataforma de recolección de datos de muy bajo costo y de rápido despliegue, reduciendo el costo relativo del uso de aeronaves tripuladas. Las aplicaciones de estas aeronaves son muy amplias: se usan actualmente para mapeos industriales, patrullaje, cuidado del medio ambiente, educación, fotografía, entretenimiento, entre otras. Se presenta un estudio comparativo de dos alas de igual configuración externa, pero distinta estructura. Una diseñada de tal manera que la piel absorba los esfuerzos de flexión y corte, compuesta de láminas de fibra de vidrio y honeycomb/divinycell (paneles tipo sándwich), con lo cual el ala incrementa la resistencia a la flexión; la otra, compuesta por la piel de fibra de vidrio y una construcción tradicional de larguero y costillas. Primeramente se determinó la distribución de presiones a las que se ve sometida el ala en las condiciones de vuelo, utilizando el método de paneles. A partir de dicha geometría y distribución de presiones se procedió a modelar las alas usando el método de los elementos finitos. Con el análisis de configuraciones de las alas, se hace la comparativa de pesos, facilidad constructiva y resistencia estructural.