Estudio de la dinámica del vuelo de un decelerador aerodinámico basado en el concepto de pararrotor

Abstract

El objeto de la presente tesis es el estudio del comportamiento dinámico de un tipo de desacelerador aerodinámico basado en el concepto de pararrotor. Surge del estudio de antecedentes que el concepto de decelerador es de origen biomimético, y que ha sido estudiado desde distintas ópticas, que incluye desde estudios de base biológica hasta aplicaciones específicas de base tecnológica, para su utilización práctica con fines diversos. Entre estos se destaca la recuperación de elementos provenientes del espacio, el control de la trayectoria de proyectiles, las sondas meteorológicas para mediciones medioambientales, la entrada de vehículos tripulados o no tripulados a determinada atmósfera, el guiado de dispositivos aerodinámicos en vuelo. No obstante es muy limitado el conocimiento que se tiene sobre la dinámica de los pararrotores, principal fuente de aporte al estado del arte de la presente tesis. El pararrotor es un dispositivo desacelerador aerodinámico basado en la autorrotación de alas giratorias. La autorrotación es la rotación continua de un cuerpo inmerso en un flujo axial sin otras fuentes externas de energía más que la propia acción de la corriente de fluido y de la gravedad. Cuando el cuerpo se desplaza en un fluido, las palas rotan y, como consecuencia de este movimiento, se generan fuerzas aerodinámicas que actúan en oposición a su movimiento de translación principal. Su desempeño y utilización práctica está supeditada al conocimiento de su dinámica del vuelo en función de los parámetros aerodinámicos y geométricos del dispositivo. El desarrollo de la presente tesis comprende el desarrollo de un modelo analítico simplificado del comportamiento dinámico del dispositivo, el desarrollo de una rutina de simulación numérica, y la realización de ensayos en túnel vertical y horizontal, con el fin de establecer los efectos de los parámetros de configuración del pararrotor sobre su comportamiento dinámico, y más específicamente sobre su estabilidad. Por otro lado se estudian parámetros que puedan servir para tipificar y clasificar la respuesta dinámica de los pararrotores de manera general.