Desarrollo de un prototipo a escala de un vehículo aéreo no tripulado de despegue y aterrizaje vertical con sistema de propulsión a chorro

Abstract

El presente documento tiene como finalidad mostrar los procesos de construcción y validación de un prototipo a escala de aeronave no tripulada con capacidades de despegue y aterrizaje vertical con sistema de propulsión a chorro, cuya funcionalidad es probar y validar estrategias de control para cohetes. Se busca, con esto, que los estudiantes de la UNAB puedan diseñar y probar diferentes estrategias de control para el despegue, trayectorias de vuelo, estabilización durante el descenso y aterrizaje del vehículo. Puesto que el documento comprende el proceso de desarrollo, es pertinente describir las secciones que lo componen. Inicialmente se expone un contexto generalizado de la situación del sector aeroespacial en Colombia, con los diferentes hitos logrados por instituciones gubernamentales (sector defensa) e instituciones de educación superior. Presentando así la problemática identificada, justificando el porqué de este proyecto y los objetivos a lograr.En las siguientes secciones se presenta el proceso de diseño, la caracterización de sensores y actuadores, así como el diseño electrónico y las estrategias de control. En la sección de diseño se muestra la estructura física desarrollada para el prototipo, dividido en subsistemas que interactúan entre sí como un único mecanismo. La sección de caracterización de sensores y actuadores contiene las curvas de funcionamiento obtenidas, con las cuales se parametrizan los actuadores del dispositivo. En la sección de diseño electrónico se exhiben los componentes digitales (sensores, microcontrolador, actuadores) que formarán parte de los circuitos tanto de control como de potencia, y su incorporación en una tarjeta PCB. Finalmente, en la sección de estrategias de control, se hace una descripción de la estrategia diseñada. Y se realiza un análisis de datos los recopilados durante las pruebas implementadas.