Desarrollo de un vehículo aéreo de ala fija con capacidad de despegue vertical para el transporte de pequeñas cargas

Abstract

Tras el desarrollo de un cuadricóptero para el transporte de pequeñas cargas, se determina que se requiere todavía de una mayor autonomía, manteniendo las capacidades de aterrizaje y despegue vertical. Para resolver la cuestión se recurre a la utilización de un perfil alar, como si de un avión se tratase. La capacidad de no necesitar una gran superficie para realizar aterrizajes y despegues, unida con la capacidad de poder volar de una forma eficiente, son dos características que tradicionalmente no van acompañadas. Durante las décadas de los años 60 y 70, el ejército de los Estados Unidos reconoció las ventajas de contar con una aeronave con las capacidades mencionadas y comenzó programas de desarrollo, con el objeto de poder insertar tropas y carga en lugares no habilitados para el aterrizaje de una avión, de una forma rápida y eficiente a un helicóptero tradicional. Asimismo, se intentan desarrollar aviones de caza capaces de despegar de forma vertical con el objeto de no ser objetivos sencillos en los aeródromos. Numerosos prototipos fueron desarrollados, sin embargo, resultaban en aeronaves difíciles de estabilizar, las cuales requerían una gran pericia por parte del piloto. Es por ello que muchas de ellas no llegaron a triunfar. Sin embargo, a día de hoy, la electrónica de estabilización se encuentra ampliamente disponible por lo que resulta factible el lograr que aquellos diseños puedan resultar viables. Entre estos diseños se encuentran los “Tilt Rotor”, aeronaves capaz de vectorizar el empuje que producen sus motores de tal forma que no se requiere motores dedicados para cada modo de vuelo, Por tanto, se busca realizar un vehículo aéreo no tripulado, híbrido entre una aeronave convencional y un cuadricóptero, de esta forma, los rotores pueden ser orientados en vuelo para lograr sustentación o para lograr empuje. De esta forma, se pretende aumentar tanto el tiempo de vuelo como la autonomía, manteniendo la misma capacidad de carga Para ello se partirá de una aeronave convencional, y se realizaran las modificaciones necesarias para conseguir una adecuada colocación de los motores en todas las fases de vueloAfter the development of a quadcopter for small Payload transportation, it was determined that even though it proved to be very efficient, more range was needed, while maintain vertical take off capabilities. To address this issue the decision to include an aerodynamic surface is taken. The advantages of not needing an airfield to take off and land, together with being able to fly in an efficient manner are two things that are not normally related. During the 60’s and 70’s, the United States Air Force recognised the advantages of VTOL aircraft, so it started developing programmes regarding transport and combat aircraft, in order to insert troops and material without needing runways, and to avoid being easy targets in airfields. Many prototypes were developed, however, they turned out to be very hard to keep stable in the air and required great pilot skills. This was the reason many of this prototypes didn’t succeed. However, as of today, electronic stabilization is very common and affordable so those designs have now become viable. Between those designs are the type known as “Tilt-Rotors, these aircraft are able to vectorise their thrust in order to change engine power from generating lift to generating thrust, this way, only one set of engines is needed for both flight modes, thus saving weight. The target of this work is to create an unmanned aerial system, combining a traditional aircraft, and a quadcopter. Rotors will be steerable to change between thrust and lift. This way we can take the advantages of an efficient flight in “airplane mode” while keeping the versatility of being able to take off and land vertically