Diseño aerodinámico de un UAV con aplicación en fumigación agrícola.

Torres Zamilpa, Saúl Alberto (2017) Diseño aerodinámico de un UAV con aplicación en fumigación agrícola. Maestría thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

El presente trabajo fue realizado con el fin de obtener el título de Maestro en Ciencias de Ingeniería Aeronáutica, con enfoque a Dinámica de Vuelo. A continuación en este se muestra el planteamiento para la solución de uno de los problemas más grandes en la pérdida de cosechas. Dicha solución es la prevención y exterminación de plagas mediante la fumigación aérea. En esta tesis, se detalla el diseño aerodinámico de un vehículo aéreo no tripulado (UAV por sus siglas en inglés), como su título lo dice. Para poder llegar al resultado final, se debió realizar el planteamiento del problema, definiendo los objetivos de la aeronave, de tal forma que la aeronave no tripulada pudiera cumplir con las necesidades que se tienen en la vida cotidiana dentro de la agricultura y además, sin descuidar la aeronavegabilidad del modelo. Por esta razón se comenzó por hacer el planteamiento de la misión, donde se denotaron, limitaron y propusieron los diferentes valores iniciales y de frontera, mediante una investigación documental de las necesidades de los agricultores mexicanos para realizar la tarea de fumigación, así como mediante el estudio estadístico de aviones equivalentes en operación. De esta manera se pudo proponer una estructura, la cual fue modificada mediante la aplicación de códigos diseñados en Matlab, haciendo un enlace con el programa computacional AVL. Una vez que se plantearon los requerimientos esenciales de la misión, se pudo proceder al dimensionamiento, el cual cuenta con cálculos necesarios para definir el peso máximo de despegue, el cual consta de la determinación de la carga útil, peso del fuselaje, peso del combustible necesario para realizar un vuelo completo, etc. Lo anterior fue realizado con métodos matemáticos y computacionales mediante un acoplamiento de funciones que en conjunto podían realizar esta tarea, así como algunas otras, como determinar diversas configuraciones del UAV. En este proceso se consideró como referencia el centro de gravedad de la aeronave, con lo cual se pudieron definir las configuraciones, ala, fuselaje, empenaje del modelo. Para alimentar los datos en los códigos mencionados, previamente se realizó el análisis aerodinámico de perfiles alares, formas de ala y formas del fuselaje mediante Computational Fluid Dynamics (CFD)..

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