Por Nicolas Muller, UBIQ Aerospace
La acumulación de hielo representa una grave amenaza para los UAV pequeños. Por este motivo, UBIQ Aerospace y la NTNU llevaron a cabo una campaña de pruebas para evaluar el efecto de la acumulación de hielo en el rendimiento de un UAV. El Flight Stand 15 fue una parte fundamental de la configuración experimental.
Configuración experimental:
Figura 1: El Flight Stand 15 montado en el túnel de viento para pruebas de hielo
Se utilizó un túnel de viento especial para pruebas de hielo en el Centro de Investigación VTT de Helsinki para generar las condiciones atmosféricas necesarias para la investigación sobre el hielo. El túnel de viento se encuentra en una cámara fría y cuenta con un sistema de pulverización para generar una nube artificial.
La hélice se basó en una hélice Mejzlik modificada por UBIQ Aerospace con un elemento calefactor de fibra de carbono que permitía eliminar el hielo de la superficie.
Figura 2: Vista de la hélice con un elemento calefactor integrado de fibra de carbono
Un motor Hacker Q80 está montado en el Flight Stand, junto con un anillo deslizante para conectar los elementos calefactores de la hélice a la alimentación eléctrica. Se utilizó la interfaz Python del Flight Stand para controlar el experimento y permitió el análisis en tiempo real del rendimiento de la hélice, reduciendo significativamente el tiempo necesario para preparar los experimentos.
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Resultados:
Figura 3: Rendimiento de la hélice a -10° C sin sistema de protección contra el hielo
Los experimentos han demostrado que, sin un sistema de protección contra el hielo, la hélice puede perder hasta el 80 % de su eficiencia en 60 s. La pérdida de eficiencia se debe principalmente a la reducción del empuje de la hélice. La eficiencia de la hélice se estabiliza en el 20 % de la eficiencia en condiciones limpias, a medida que el hielo comienza a desprenderse de la hélice.
Figura 4: Rendimiento de las hélices protegidas a -10° C
Las hélices protegidas pueden reducir la pérdida de eficiencia y mantener la eficiencia de la hélice en condiciones de hielo. El Flight Stand 15 es una parte fundamental de la configuración experimental para analizar y acelerar el análisis de hélices con un sistema de protección contra el hielo.
El estudio de investigación completo se puede leer aquí y un vídeo del sistema en funcionamiento está disponible aquí.
Lecturas adicionales: Prueba de hielo de hélices en túnel de viento climático