Modelado, Análisis y Selección de Actuadores de un Dispositivo de Pliegue y Despliegue de Alas para Vehículo de Movilidad Aérea Urbana
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Resumen
En el contexto del desarrollo de la movilidad aérea urbana, los vehículos voladores personales representan una solución incipiente a los problemas de congestión en zonas urbanas densamente pobladas y un medio potencial de reducir los tiempos de viaje. Estos vehículos requieren la incorporación de sofisticados sistemas mecánicos que faciliten la transición fluida entre los modos terrestre y aéreo. Uno de los retos fundamentales es el mecanismo de plegado y despliegue de las alas. El presente estudio se inicia con el modelado multicuerpo de un sistema de plegado y desplegado de alas para un coche volador. Dicho modelado permitirá representar con precisión el comportamiento dinámico de sistemas mecánicos complejos, lo que resulta crucial para la evaluación y optimización de los componentes críticos del dispositivo mecánico.
El objetivo primero de este estudio es determinar la fuerza necesaria generada por el pistón hidráulico para facilitar el plegado y desplegado de las alas, ya que éstas sirven de soporte a los motores y hélices responsables de la sustentación y el control durante el vuelo. Esta información permitirá seleccionar un actuador hidráulico capaz de realizar la acción de forma eficiente y segura. El análisis considerará las fuerzas de inercia y el peso de los componentes en el momento de plegarse o desplegarse. El segundo objetivo es calcular las reacciones que actuarán sobre el actuador hidráulico cuando el vehículo está en vuelo, en condiciones desfavorables. Estas condiciones representarán escenarios extremos en los que la estabilidad estructural del mecanismo es de suma importancia, ya que un cierre inadvertido de las alas durante el vuelo podría tener consecuencias catastróficas. Para abordar este aspecto, se analizarán las fuerzas y momentos que debe soportar el actuador para mantener el despliegue de las alas, y se comprobará si el mecanismo permanece estable bajo estas condiciones de carga.
La modelización del dispositivo permitirá simular diversos escenarios operativos y evaluar los requisitos de rendimiento del actuador hidráulico, garantizando así el funcionamiento seguro y fiable del mecanismo de las alas. Los resultados de este análisis aportarán datos indispensables para la selección de componentes y el diseño final del sistema de plegado y desplegado, contribuyendo así al avance de soluciones para una movilidad aérea urbana más segura y eficaz. Es previsible que esta metodología pueda aplicarse a otros proyectos de vehículos voladores en los que la seguridad y la eficacia sean de vital importancia en el diseño de sistemas de transición entre los modos de vuelo y tierra.
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