¿Cómo puedo considerar la potencia de empuje de un UAV para los efectos del viento?

Lo siento, no puedo escribir bien en inglés.

Me preguntaba cómo puedo considerar la potencia de empuje de un UAV para los efectos del viento.

Suponiendo una velocidad del viento de -7 m/s, una velocidad del dron de 10 m/s y una velocidad de pérdida de 10 m/s.

Teniendo en cuenta que la velocidad deseada del dron debe estar cerca de la velocidad de pérdida. Y, suponiendo que el viento es contrario a la dirección del vuelo.

Con esta información, ¿la velocidad del dron debería ser de 3 m/s? Y si ese es el caso, ¿cómo puedo calcular la fuerza de empuje?

Agregaré una figura y una pregunta aclaratoria. primero, deseo minimizar la potencia de empuje del UAV para el vuelo.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Como una figura, si la velocidad del viento es de 7 m/s y la velocidad del UAV es de 10 m/s, la velocidad respecto al suelo debe ser de 3 m/s.

sin embargo, pensé que la velocidad relativa de un UAV es de 17 m/s. Y para minimizar el empuje, el UAV se cerró a la velocidad de pérdida (la velocidad de pérdida es de 10 m/s). Pensé que el UAV solo necesita una velocidad de UAV superior a 3 m/s.

Y si ese es el caso, ¿cómo puedo calcular la fuerza de empuje?

Hay una muy buena pregunta sobre la velocidad del aire indicada frente a la velocidad del aire real aquí en alguna parte que creo que te ayudará mucho. Esencialmente, importa cuál es tu velocidad en relación.
@mins Creo que el viento es el principal.
Tu inglés es mejor que el de algunos hablantes nativos que conozco;)
Una cosa útil para recordar es que la aeronave no sabe, ni le importa, qué tan rápido se está moviendo sobre el suelo. Imagina que de alguna manera pudieras hacer desaparecer la Tierra pero dejar todo lo demás tal como está. El avión todavía volaría perfectamente feliz.
@min Parece que entiendo la 'velocidad real'. Pensé que el viento en contra ayuda a levantar un UAV de modo que se minimice el empuje requerido para un vuelo nivelado. Muchas gracias.

Respuestas (2)

Según entiendo tu imagen:

  • V tu a v es la velocidad del avión relativa al aire.
  • V w i norte d es la velocidad del aire relativa al suelo.
  • V gramo r o tu norte d es la velocidad del avión con respecto al suelo.

Si la velocidad del UAV es de 10 m/s y la velocidad de entrada en pérdida es de 10 m/s, el avión está en su límite de vuelo sin importar cuál sea la velocidad del viento (despreciando las turbulencias). La velocidad relativa del avión y el aire es crucial, esta velocidad es obligatoria para la física más allá del ascensor.

Hay una ecuación simple sobre cómo calcular las velocidades de suma. Tenga en cuenta que son vectores (velocidad y dirección) no solo números. V w i norte d se puede nombrar como velocidad de deriva.

V → gramo r o tu norte d = V → tu a v + V → w i norte d

Si la dirección del viento es opuesta a la dirección del avión, su velocidad respecto al suelo, en el límite de entrada en pérdida, es menor que el límite del UAV. Puede ser cero (el avión parece estar parado) o incluso negativo (el avión parece retroceder).

Notas al margen: V tu a v es la velocidad que más le importa a un piloto, V gramo r o tu norte d es la velocidad que le importa a su gerente. Este efecto del viento es también la razón por la que las aerolíneas prefieren volar con viento de cola (ahorran combustible) y también es la razón por la que se prefiere el despegue y el aterrizaje con viento de frente: se necesita una pista más corta para despegar/aterrizar con éxito. Con viento de cola, la pista puede no ser lo suficientemente larga.

Gracias por tu respuesta . Si el avión reduce el consumo de combustible. (despegue y aterrizaje con viento en contra) ¿Recomendaría un documento o una referencia para la potencia de empuje de un avión en los efectos del viento?

El empuje requerido implicará mucho más que la velocidad aerodinámica, la velocidad de pérdida y la velocidad del viento en contra. Tiene que ver mucho con el coeficiente de arrastre y el coeficiente de sustentación, así como con el peso.

T = W ( C yo / C d )

dónde T es empuje, W es peso, C yo es el coeficiente de sustentación y C d es el coeficiente de arrastre.

Puede encontrar datos de sustentación y arrastre para el ala que usará en airfoiltools.com, pero encontrar la sustentación y arrastre general de la aeronave requerirá pruebas experimentales reales.

Usted dice que desea minimizar el empuje requerido para alcanzar la velocidad, por lo que querrá operar a C yo / C d max, que es la forma más eficiente de volar de todos modos.

aquí hay una fórmula útil para calcular Cl.

L = C yo ( d v 2 / 2 ) A

dónde L es ascensor (puede sustituir su peso aquí) d es la densidad del aire, v es la velocidad y A es el área del ala

¿Cómo puedo considerar la potencia de empuje de un UAV para los efectos del viento?
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