Diseño de hélices optimizadas para mejorar el sistema de empuje de un drone modelo T4.

Abstract

El presente proyecto se encuentra enfocado en mejorar el sistema de empuje de un drone modelo T4 mediante el diseño de una hélice optimizada y validada experimentalmente, para lo cual, se analizó la resistencia aerodinámica inducida por la generación de vórtices en las puntas de las hélices y de esta forma determinar el ángulo de punta alar óptimo que permita reducir dicha resistencia. El proceso inicia con la selección del perfil aerodinámico NACA 6609 basado en los análisis aerodinámicos descritos en los reportes NACA No. 824 y NACA No. 460, éste perfil se emplea para el diseño de la hélice APC 1555 sobre la cual se realizó un total de ocho modificaciones diferentes en el ángulo de punta alar también denominado “winglet”; posterior al diseño se procede a la simulación de cada hélice modificada mediante estudio de fluidos computarizados en software ANSYS, los resultados por parte del CFD para las hélices con ángulos de 60 y 45 grados en la punta alar muestran una notable mejora con relación a los otros diseños, por tal motivo estas hélices se seleccionaron para la impresión en 3D con material PLA. La validación experimental se realizó a una altitud de 2600 m.s.n.m. mediante un banco de prueba RCbenchmark modelo 1520, un motor GARTT ML4112 de 400 KV y una batería de grafeno de 14.8 VDC de cuatro celdas de 1300 mAh de capacidad. Los resultados obtenidos en banco de pruebas para la hélice de 60 grados muestran un aumento promedio en la eficiencia de 9,49%, y para la hélice de 45 grados muestran un aumento de 8,42% con respecto a la hélice original.