Estudio comparativo de alas de material compuesto para UAV usando el método de los elementos finitos

Abstract

El potencial y los beneficios de los UAV (Unmanned Air Vehicle) son enormes, estos 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, solo por nombrar algunas. El presente trabajo se aboca al 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, la cual está compuesta de láminas de fibra de vidrio y honeycomb/divinycell (paneles tipo sándwich), con lo cual el ala incrementa la resistencia a la flexión y la otra compuesta por la piel de fibra de vidrio y usando una construcción tradicional de larguero y costillas. Para llevar a cabo dicho estudio primeramente se determinó la distribución de presiones a las que se ve sometida el ala en las condiciones de vuelo, con lo cual se dibujó la geometría usando un programa de CAD, luego se discretizó la misma, y finalmente se encontraron las fuerzas 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. Finalmente, con el análisis de configuraciones de las alas, se hace la comparativa de pesos, facilidad constructiva y resistencia estructural.