Diseño, evaluación y fabricación de un VANT destinado al aprovisionamiento de suministros médicos en zonas de desastre

Abstract

La tesis tiene como objetivo evaluar y seleccionar los materiales óptimos para la construcción de un prototipo de Vehículo Aéreo No Tripulado (VANT) de ala fija con asistencia remota, a partir de un diseño conceptual configurado aerodinámicamente para alcanzar valores eficientes en sus coeficientes de arrastre, sustentación y autonomía de vuelo. Con tal fin, se analiza y consolida toda la información relacionada al proceso de diseño del VANT. Éste se inicia con el modelado del prototipo con software CAD, a la par con el proceso de selección de los materiales que gobiernan los diversos componentes del mismo, complementado con la caracterización mecánica de algunos de los materiales preseleccionados que poseen poca data. Acto seguido, se realiza la verificación estructural mediante el método de elementos finitos para validar el prototipo, y al finalizar la selección, realizar la verificación aerodinámica con herramientas de dinámica de fluidos computacional mientras se describen las características del recubrimiento superficial sobre la cobertura del airframe. Finalmente, se detalla el proceso de diseño y construcción del túnel Ad Hoc para llevar a cabo las pruebas aerodinámicas sobre un tramo de ala con el perfil alar seleccionado. Por lo demás, se presentan las características geométricas y aerodinámicas del prototipo final, reconociendo los diversos tipos de cargas distribuidas sobre la aeronave y finalizando con la verificación de la rugosidad del acabado superficial que debe tener la aeronave. Se concluye que las plataformas de VANTs de ala fija se utilizan, principalmente, por su gran eficiencia en el cumplimiento de misiones complejas como el transporte logístico. Las herramientas de simulación SolidWorks Simulation y SolidWorks Flow Simulation han sido de gran utilidad para la validación estructural y aerodinámica, respectivamente, considerando que existen softwares especializados de mayor costo y accesibilidad.