Diseño de un UAV VTOL para vuelos de hasta 4000 m.s.n.m

Abstract

El Grupo de Investigación de Sistemas Aéreos No Tripulados de la PUCP (GI-SANT) posee un vehículo aéreo no tripulado híbrido. El cual es un UAV de ala fija modificado con cuatro motores adicionados para el despegue y aterrizaje vertical. El problema es la capacidad limitada del UAV híbrido del grupo para monitorear áreas mayores a 150 hectáreas en un único vuelo de altitudes cercanas y que no superan los 4000 m.s.n.m. Se identificaron tres causas que se relacionan a los cuatro motores adicionados: carga adicional generada, consumo de energía eléctrica de módulos electrónicos inactivos y perjuicio de propiedades aerodinámicas de la aeronave. Como solución, se ha diseñado un UAV VTOL de dos rotores y con tail-sitter. El presente documento contiene el proceso que se siguió para obtener la aeronave. Se planteó una serie de pasos por cada objetivo específico tomando en consideración las metodologías de diseño mecatrónico expresadas en las normas VDI 2206 (VDIFachbereich Produktentwicklung und Mechatronik, 2004) y VDI 2221 (VDI-Fachbereich Produktentwicklung und Mechatronik, 1993) con tal de lograr el objetivo final. En el documento se presentan el diseño aerodinámico, electrónico, mecánico y de control; así como la estimación del costo de implementación. Se finaliza con las conclusiones y recomendaciones.