Diseño de una plataforma de un vehículo aéreo no tripulado para la vigilancia de una zona controlada en la Región Madre de Dios

Abstract

En el presente proyecto de tesis, se realiza el diseño de una plataforma de un vehículo aéreo no tripulado (VANT), para la vigilancia de una zona controlada en la región Madre de Dios. Se tiene como objetivo principal, diseñar una plataforma de un VANT que tenga la misión de vigilar una zona controlada, debido a la necesidad de control y vigilancia de una zona deforestada por la minería ilegal en la región Madre de Dios. El desarrollo del proyecto de tesis se ha dividido en 4 capítulos que están descritos de la siguiente manera: En el Capítulo 1, se presenta los antecedentes de investigación y se realiza una descripción del problema general y específico que afecta al diseño y cálculo de la plataforma de un VANT para la vigilancia de una zona controlada en la región Madre de Dios, así también, se presentan los objetivos por alcanzar. En el Capítulo 2, se presenta la base teórica acerca de los VANT´s y las ecuaciones que determinan su diseño. En el Capítulo 3, se presenta la metodología de la solución, la base de la teoría aerodinámica que determinan los parámetros aerodinámicos; así también, se determinan las dimensiones. Con los cálculos obtenidos se realiza el dibujo y planos de la plataforma del VANT, utilizando el software Autodesk Inventor y luego se utiliza el software Autodesk CFD para la simulación del mismo. También se realiza la selección de los componentes electrónicos que deben ir montados en el VANT. Por último, se realiza un análisis para selección del material de la plataforma evaluando las ventajas y desventajas de cada material usado en aeromodelismo y, luego se lleva a cabo el análisis estructural determinando su viabilidad. En el Capítulo 4, se presenta los resultados obtenidos del capítulo 3, por el cual se obtiene un VANT hecho de material compuesto (EPS, fibra de carbono, resina epoxi y fibra de vidrio), de 6,885 kg de peso máximo, así también, presenta un ala rectangular de perfil aerodinámico NACA 4415; 2,6 m de envergadura y 0,2 m de CMA. Se concluye que el VANT logra volar a una velocidad crucero de 18 m/s permaneciendo a una altura de 200 metros en la región Madre de Dios, el cual equivale a 643 m.s.n.m. Todo esto lo realiza durante 42 minutos de la misión sin presentar problemas estructurales. Así también, el VANT logra volar a una velocidad máxima de 28 m/s sin presentar problemas estructurales.