Sampath Vengate, quien se graduó en mayo con una maestría en ciencias en ingeniería aeroespacial, usó la investigación de UTA existente para diseñar, construir y probar un UAV que usa actuación masiva: pesos que se mueven hacia adelante y hacia atrás dentro de las alas para cambiar el centrode gravedad de lado a lado - para girar mientras está en el aire.
Presentó sus hallazgos en un artículo en una de las dos conferencias anuales del Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica, que se llevó a cabo en julio en Washington, DC.
El equipo de investigación al que pertenece Vengate está dirigido por Atilla Dogan, profesor asociado de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial. Ese equipo realizó una búsqueda exhaustiva de investigaciones, artículos académicos y publicaciones existentes, y no encontró nada parecido a lo que logró esta tecnología.
Vengate se interesó en el concepto cuando era estudiante cuando participó en una competencia que requería que un UAV transportara una carga útil ponderada que estuviera descentrada en el avión y lo dejara caer con éxito sobre un objetivo. El desafío era recuperar el aviónaterrizar de forma segura al encontrar una manera de manejar el desequilibrio después de la caída. No logró completar ese objetivo. Fue entonces cuando se le ocurrió la idea de que las masas dentro de un avión pueden usarse no solo para volver a nivelar el avión, sino tambiénpara ayudar a maniobrar la aeronave en diferentes direcciones.
"Perdí el objetivo y me di cuenta de que los alerones y los elevadores de la aeronave se pueden reemplazar por completo si puedo desarrollar un mecanismo para realizar las mismas acciones que en una aeronave convencional", dijo Vengate.
Alerones / elevadores es un término aeronáutico que da cuenta de las superficies móviles, generalmente cerca del borde de fuga de un ala y cola respectivamente. Controlan el balanceo y cabeceo de la estructura del avión y afectan las maniobras, como la inclinación.
"Había visto investigaciones en las que se redistribuía el combustible para ayudar a estabilizar un avión y me preguntaba si podría construir uno con actuadores de masa que serían una constante en el avión", dijo Vengate.
La prueba exitosa de Vengate podría ser importante en aviones futuros porque permitiría a los diseñadores eliminar alerones y elevadores, que inherentemente aumentan la resistencia. Eliminar esas superficies de control haría que la aeronave sea mucho más eficiente al reducir en gran medida la resistencia, lo que ahorra combustible y dinero.también aumentaría el alcance de la aeronave debido al ahorro de combustible.
La tecnología también tiene aplicaciones potenciales para aviones furtivos y aviones hipersónicos, ya que reduce las superficies que podrían aumentar la firma del radar o permitir la acumulación de temperaturas inseguras que podrían dañar el avión.
Estudiantes anteriores de Dogan, quien también es consejero graduado de Vengate, han estudiado cómo controlar una aeronave en vuelo en formación y durante el reabastecimiento aéreo mediante la redistribución de combustible, y está entusiasmado con los hallazgos de Vengate.
"Habíamos demostrado que la redistribución de combustible entre los tanques de combustible se puede utilizar para ayudar a ajustar el avión que vuela detrás de otro en el reabastecimiento de combustible aéreo o vuelo en formación, lo que reduce o elimina la necesidad de desviar las superficies de control", dijo Dogan.De hecho, el Concorde bombeó combustible de un lado a otro en su fuselaje cuando se volvió supersónico para compensar la insuficiencia de los elevadores ".
Wendy Okolo, quien fue una de las ex estudiantes de doctorado de Dogan, hizo una extensa investigación sobre cómo redistribuir el combustible para mantener el vuelo nivelado durante el vuelo en formación y pasó varios veranos trabajando en el problema en el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea.
"Sin embargo, Sampath ha hecho algo que es único según nuestras revisiones de investigación, y el hecho de que haya aplicado con éxito su teoría en vuelo podría tener un gran efecto en el diseño de la aviación en el futuro", dijo Dogan.
Vengate comenzó su investigación utilizando un entorno de simulación creado por Akif Erturk, otro estudiante de doctorado de Dogan, para probar la viabilidad y los beneficios potenciales de su teoría en la simulación por computadora.
Una vez que la simulación mostró que la actuación en masa podía funcionar, Vengate comenzó a diseñar su avión usando herramientas de diseño asistido por computadora. Lo construyó desde cero usando un cortador láser para crear tirantes personalizados para formar las alas y mantener los actuadores en su lugar. Su avióntenía alerones, elevadores y un timón, además de los actuadores en caso de que la prueba fallara. Pero pudo utilizar con éxito los actuadores para girar la aeronave.
"Estaba emocionado de que mi idea funcionara, y es incluso mejor que nadie más haya aplicado con éxito esta idea a un avión", dijo Vengate. "Espero pasar mi carrera trabajando con UAV, y este es ungran comienzo."
La investigación mostrada por Vengate, Okolo, Erturk y Dogan se alinea con los temas principales del impacto ambiental global y el descubrimiento basado en datos como se describe en el Plan estratégico 2020: Soluciones audaces | Impacto global.
Una de las áreas de investigación cada vez más importantes de UTA involucra a los UAV. Hace dos años, el Instituto de Investigación de UTA fue nombrado para un consorcio nacional encargado de integrar los UAV en el espacio aéreo general. Dogan y tres de sus colegas: Frank Lewis, Moncrief-O'Donnellcatedrático en UTARI y profesor de ingeniería eléctrica; Kamesh Subbarao, profesores asociados de ingeniería mecánica y aeroespacial; y Brian Huff, profesor asociado de ingeniería de sistemas industriales y de fabricación; componen el equipo de UTA.
Ese equipo realizó estudios de investigación que permiten el despliegue seguro y confiable de sistemas de aeronaves no tripuladas para usos civiles, policiales, militares y otros.
UTA también ha iniciado certificados de pregrado y posgrado en sistemas de vehículos no tripulados para estudiantes interesados en carreras en uno de los campos de ingeniería más emocionantes del país.
Además, UTARI obtuvo un Certificado de Autorización de la Autoridad Federal de Aviación, que permite vuelos de prueba de UAV.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Texas en Arlington . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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