Resumen de Control surface design for radio-controlled aircraft. Case: SAE Aero Design Micro-class prototype

Rafael A. Márquez, Miguel A. Martínez Cruz, Manuel J. Martínez Carrillo

• español

  Se presenta una metodología para el diseño de superficies de control primarias, alerones, timón de dirección y elevador, en aeromodelos experimentales radiocontrolados. La metodología se basa en la propuesta y estandarización de los análisis mecánicos y aerodinámicos requeridos para el dimensionamiento de cada superficie de control, en función de los objetivos de la competencia SAE (Society of Automotive Engineers) Aero Design en su categoría Micro. Para ello fue necesaria la obtención de las variables de diseño a partir de resultados empíricos previamente descritos en la bibliografía sobre diseño aeronáutico, así como del empleo de programas de dinámica de fluidos computacional y de los estándares que regulan la controlabilidad de las aeronaves. La secuencia de iteraciones necesarias en el diseño se automatizó por medio de un código escrito en lenguaje C++ con la finalidad de obtener las variables de diseño óptimas de cada superficie, reduciendo posibles errores de cálculo y el tiempo invertido en el proceso de diseño. La aplicación de la metodología al último diseño construido ayudó a disminuir la relación entre el peso total de los sistemas de control respecto al peso en vacío de la aeronave a un mínimo de 3,4%.

• English

  This research article presents a design methodology for primary control surfaces (Ailerons, Rudder and Elevator) for experimental unmanned radio-controlled aircraft. The methodology is based on the proposal and standardization of the required mechanical and aerodynamic analysis for each control surface sizing, considering the SAE Aero Design competition objectives within Micro Class. It is used on empirical results previously described in references about aeronautical design, computerized fluids dynamics (CFD) software, and aircraft controllability regulations in order to obtain the design variables. Based on this information, the iteration sequences required for design were automated by a C++ language code to obtain the optimal characteristics for each surface, thereby reducing the possibility of calculation errors, overall time, and workload invested in the design process. The application of the methodology to the latest aircraft design reduced the total control systems weight to the aircraft’s empty weight ratio to a minimum of 3.4%.