Dinamica De Vuelo
Enviado por bioeng • 17 de Febrero de 2013 • 2.854 Palabras (12 Páginas) • 591 Visitas
MODELOS DE DINÁMICA DEL VUELO Y AERODINÁMICO DE
AERONAVES PARA UN SIMULADOR DE VUELO 6-DOF EN TIEMPO
REAL
Eduardo N. Zapicoa, Pedro S. Giraudoa, Horacio A. Abbateb y Javier Luisob
a Departamento de Aeronáutica, Universidad Nacional de Córdoba – Vélez Sarsfield 1611,
X5016GCA, Córdoba, Argentina, ezapico@efn.uncor.edu
b División Simulación, Centro de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa (CITEDEF)
San Juan Bautista de Lasalle 4397, B1603ALO, Villa Martelli, habbate@citefa.gov.ar
Palabras Clave: Simulación de Vuelo, Modelado Tensorial, Modelado Aerodinámico.
Resumen. El propósito de este trabajo es presentar los modelos de Dinámica del Vuelo y
Aerodinámicos que forman parte de un simulador de vuelo de seis grados de libertad en tiempo real,
actualmente en desarrollo. El trabajo describe el modelo dinámico de vuelo utilizado y a continuación
la organización utilizada para el análisis aerodinámico de los modelos de aeronave utilizados para el
simulador.
La dinámica del vuelo se plantea a través de una formulación tensorial, la que resulta de compacta
escritura y fácil programación, modelando al actitud del vehículo a través de cuaterniones; como es
usual, la aerodinámica de ambas aeronaves es definida mediante un conjunto de coeficientes
aerodinámicos adimensionales, que son utilizados para calcular las fuerzas y momentos de origen
aerodinámico que actúan sobre la aeronave.
En particular los coeficientes aerodinámicos son funciones de la velocidad de la aeronave, los ángulos
relativos de la misma respecto del viento, la altura de vuelo y la deflexión de las superficies de control,
por lo que para lograr una simulación adecuada es necesario contar con una gran cantidad de
información. En el presente trabajo toda esa información es calculada mediante métodos tradicionales.
Este procedimiento probó ser rápido pero limitado debido a su incapacidad para estimar ciertos
regímenes de vuelo.
Toda la información generada mediante los métodos de análisis debe ser organizada de forma tal de
facilitar su tratamiento en tiempo real dentro del simulador. La solución propuesta en este trabajo es la
utilización de una base de datos en forma matricial, lo que permite utilizar algoritmos de búsqueda
rápidos y códigos de interpolación relativamente simples.
Finalmente se presentan resultados preliminares obtenidos de simulaciones para las dos
configuraciones consideradas (un avión caza con alas en delta y un entrenador primario con alas rectas
y perfil supercrítico) y se plantean las líneas de desarrollo a seguir en el proyecto en curso.
Mecánica Computacional Vol XXVIII, págs. 2995-3005 (artículo completo)
Cristian García Bauza, Pablo Lotito, Lisandro Parente, Marcelo Vénere (Eds.)
Tandil, Argentina, 3-6 Noviembre 2009
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1 INTRODUCCIÓN
Este trabajo presenta los modelos de Mecánica del Vuelo y Aerodinámico desarrollados
dentro del programa “Simulador de Vuelo”, llevado a cabo por grupos del Instituto de
Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa (CITEDEF), la Facultad de Ciencias
Exactas, Físicas y Naturales de la Universidad Nacional de Córdoba (FCEFyN-UNCor), la
Universidad Nacional de La Plata (UNLP), la Universidad Nacional de Sur (UNS) y la
Universidad Nacional de La Pampa (UNLPam). Dentro de las metas del desarrollo en curso
deben incluirse la actualización del conocimiento sobre aspectos teóricos del análisis de estas
áreas, así como la formación de un grupo interdisciplinario, responsable de llevar a cabo el
proyecto.
El programa fue dividido en tres áreas principales: Modelo de Dinámica del Vuelo,
Modelo de Ambiente y Topográfico y Plataforma Móvil, de manera de permitir el desarrollo
en paralelo, dando independencia a los distintos grupos.
En este trabajo se discuten los modelos de Mecánica del Vuelo y Aerodinámico; el primero
es desarrollado adaptándose a una formulación tensorial de las ecuaciones de la Dinámica de
Vuelo (Zipfel, 2000), la cual se muestra tanto en la descripción teórica, como en su
implementación matricial. Se incluye también la descripción de los principales sistemas
coordenados utilizados.
También se presentan en forma general los modelos aerodinámicos utilizados para los dos
aviones en estudio: un caza multipropósito de ala delta y un entrenador militar liviano con
perfil alar supercrítico. Se muestran los resultados preliminares obtenidos, que reproducen
algunas características típicas de ambos modelos.
Finalmente, las conclusiones obtenidas hasta el momento, así como los criterios a seguir en
las siguientes etapas son presentadas.
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