Ensayos de planta propulsora de motor eléctrico y hélice en túnel de viento con ángulo de incidencia variable

Trabajo Fin de Grad o Grado en Ingeniería Aeroespacial Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable Autor: Daniel Pinazo Jiménez Tutor: Sergio Esteban Roncero Dep. Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2016 Trabajo Fin de Grado Grado Ingeniería Aeroespacial Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable Autor: Daniel Pinazo Jiménez Tutor: Sergio Esteban Roncero Profesor Contratado Doctor Dep. Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2016 Trabajo Fin de Grado: Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable Autor: Daniel Pinazo Jiménez Tutor: Sergio Esteban Roncero El tribunal nombrado para juzgar el Proyecto arriba indicado, compuesto por los siguientes miembros: Presidente: Vocales: Secretario: Acuerdan otorgarle la calificación de: Sevilla, 2016 El Secretario del Tribunal I Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable Agradecimientos Después de cuatro años de estudios finaliza el grado con este proyecto que ha supuesto el punto y final a una de las etapas de mi vida. No han sido pocos los días de duro esfuerzo sin ver un final claro. He de agradecer a todas las personas que me han acompañado y apoyado durante este camino. En primer lugar, mis padres y hermano. Ellos han conocido mis alegrías y mis penas, pero siempre han estado ahí, empujando cuando hacía falta. Para ellos mi cariño. Siempre he sabido que estarían cuando los necesitara. No quiero dejar de mencionar a compañeros primero, amigos después, con los que he compartido momentos tan decisivos de mi vida. Especial mención quiero hace de David, amigo de los que son necesario crecer como persona. En especial, quiero expresar mi agradecimiento al tutor de este proyecto,Sergio , por su dedicación, por sus consejos y por estar siempre disponible. Admiro la pasión con que transmite lo que hace. Mi enhorabuena. Daniel Pinazo Jiménez I Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable VIII Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable Índice de Figuras Figura 1-1. Drone de salvamento Pars 1 Figura 1-2. Drone de reconocimiento Skyranger 1 Figura 1-3. Efecto P-Factor 2 Figura 1-4. Boceto del tilt-rotor del departamento de ingeniería aeroespacial 2 Figura 1-5. Boceto del tilt-rotor del departamento de ingeniería aeroespacial 3 Figura 2-1. Banca de Hugo López y drone Céfiro 4 Figura 2-2. Diseño en Catia de la bancada de Raimundo Blanco 5 Figura 2-3. Bancada de RCBenchmark 6 Figura 2-4. Set de montaje Serie 1580 7 Figura 2-5. Set de montaje Serie 1520 7 Figura 2-6. Túnel de viento Universidad de Ottawa 8 Figura 2-7. Ensayos en la Universidad de Ottawa 9 Figura 2-8. Placa electrónica 9 Figura 2-9. Célula de carga con galga extensiométrica 10 Figura 2-10. Medidor de RPM 10 Figura 2-11. Pasos a realizar en el proceso de calibración de la tracción ordenado de izquierda a derecha 11 Figura 2-12. Pasos a seguir en el proceso de calibración del par ordenados de izquierda a derecha de arriba a abajo 12 Figura 2-13. Peso incluido en hardware de calibración 13 Figura 2-14. Elementos del hardware de calibración 13 Figura 2-15. Pieza anclaje bancada RCBenchmark 14 Figura 2-16. Detalles de la pieza de unión al motor 14 Figura 2-17. Refuerzo de cinta aislante en las bisagras 15 Figura 2-18. Par frente a RPM en ensayos realizados en una hélice 14x12 con y sin refuerzo en las bisagras. 16 Figura 2-19. Barra de selección de menús y datos a tiempo real 17 Figura 2-20. Menú de Set-Up de la apliacación de Chrome 18 Figura 2-21. Menú de Utilities de la aplicación Chrome 18 Figura 2-22. Menú de Safety-Cutoffs de la aplicación de Chrome 19 Figura 2-23. Menú de control manual del grupo motopropulsor mediante la aplicación de Chrome 19 Figura 2-24. Menú de control automático de control de la herramienta 20 Figura 2-25. Túnel de Viento abierto de la Universidad de Sevilla 21 Figura 2-26 Boceto de bancada 22 Figura 2-27. Boceto de bancada 23 Figura 2-28. Boceto de bancada 23 Figura 2-29 Boceto de bamcada 24 Figura 2-30. Bancada en túnel de viento 24 Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable Figura 2-31. Bancada en el túnel de viento en posición vertical 25 Figura 2-32. Varriador Mezon Opto 115 26 Figura 2-33. Circuito BEC 26 Figura 2-34. JetiBox del frabricante Jeti 27 Figura 2-35. Conexiones de la placa electrónica de RCBenchmark serie 1580 28 Figura 2-36. Sistema de seguridad adicional 29 Figura 2-37. Motor AXI 4130/16 30 Figura 2-38. Hélices APC utilizadas en el proyecto 31 Figura 2-39. Modelo ULTRA DUO PLUS de la marca GRAUPNER 32 Figura 2-40. Packs de baterías Li-Fe 32 Figura 2-41. Conector en paralelo 33 Figura 2-42. Baterias Li-Po 33 Figura 3-1. Valores de RPM y tracción medidos durante un barrido continuo con la hélice 14x10 36 Figura 3-2. Valores de RPM y tracción medidos durante un barrido discreto con la hélice 14x12 37 Figura 3-3. Sala de ensayos con protección para pruebas estáticas 38 Figura 3-4. Entorno de trabajo 39 Figura 3-5. Entorno y equipos de trabajo bancada de Raimundo 40 Figura 3-6. Panel eléctrico del sistema de cambio de ángulo de ataque 41 Figura 3-7. Galletas motorizadas 41 Figura 3-8. Tubo de Pitot del túnel de viento 42 Figura 3-9. Sensor DPI Truck 150 43 Figura 3-10. Conector puertos serie USB a RS-232 43 Figura 3-11. Imagen de la aplicación herramienta de Interfaz_DPI de MATLAb modificada 44 Figura 3-12. Evolución del peso con el ángulo de incidencia 46 Figura 3-13. Imágenes de gráficas de variables a tiempo real desde la aplicación de Chrome 49 Figura 4-1. Perfil RPM-tiempo con dispersión en torno a 4500 RPM 70 Figura 4-2. Comparación perfiles de empuje y RPM frente al tiempo con la hélice 15x10 71 Figura 4-3. Vibraciones durante el ensayo con la hécie 15x10 72 Figura 4-4. Vibraciones 13x6.5 72 Figura 4-5. Evolución de la curva RPM-Tiempo durante el filtrado e interpolación 77 Figura 4-6. Resistencia de la bancada con la hélicde montada frente a velocidad con los distintos ángulos de incidencia. 78 Figura 4-7 Resistencia de la bancada sin montar la hélice frente a velocidad de los diferentes ángulos de incidencia. 79 Figura 5-1. Curvas de tracción 83 X Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable Figura 5-2. Curvas tridimensionales de tracción 84 Figura 5-3. Curvas de par 85 Figura 5-4. Curvas de coeficiente de tracción 86 Figura 5-5. Curvas de coeficiente de par 87 Figura 5-6. Curvas de coeficiente de potencia 88 Figura 5-7. Curvas de rendimiento propulsivo 89 Figura 5-8. Curvas de rendiemiento mecánico 90 Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable Notación Ct Coeficiente de tracción Cq Coeficiente de par Cp Coeficiente de potencia ηp Rendimiento propulsivo ηmec Rendimiento mecánico V Voltaje I Intensidad RPM Revoluciones por minuto n Revoluciones por segundo T Tracción Q Par P mec Potencia mecánica P e Potencia eléctrica V Velocidad del flujo incidente D Diámetro ρ Densidad P Paso de la hélice XII Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN 1.1. Motivación El uso de vehículos aéreos no tripulados, o UAVs (Unmanned Aerial Vehicle) de pequeño y medio tamaño se ha incrementado a lo largo de los años, siendo en la actualidad un mercado en continua evolución. Los campos en los que se ha utilizado este tipo de aeronaves son muy diversos, incluyendo aplicaciones militares, de seguridad, de vigilancia y rescate, monitorización de campos y cultivos, y a las ya existentes, cada dia se suman nuevas posibles aplicaciones futuras. El gran avance en tecnologías y dispositivos electrónicos, cada vez con mejores prestaciones a un precio razonable, unido a la gran versatilidad y morfología que puedes presentar las aeronaves, son motivos que hacen que este sector siga explorando nuevos campos de aplicación. El desarrollo de una aeronave de estas carácterísticas implica a diversas ramas de la tecnología debido a la complejidad que presenta. Para seguir ampliando nuevas posibilidades de este tipo de aeronave se han desarrollado avances en ámbitos como el de los materiales, sistemas de control y guiado o sistemas de potencia. Uno de los parámetros clave a la hora del diseño de vehículos aéreos es la elección de una planta de propulsión que permita a la aeronave llevar a cabo la misión para la cual es requerido sin estar sobrestimado. Cada año, en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros, se realizan numérosos proyectos que buscan profundizar en cada una de las tecnologías embarcadas en los UAVs, estando este, enmarcado en la línea de investigación seguida por el Departamento de Ingeniería Aeroespacial, que desde hace unos años estudia como realizar ensayos que permitan caracterizar de forma completa los sistema propulsivos con motor eléctrico y hélice para cada una de las condiciones de vuelo a las que estará sometida la aeronave durante la misión. Concretamente, se desea profundizar en el efecto que tiene en la planta propulsora el ángulo entre flujo de aire incidente con respecto a la dirección del vector tracción, normal al plano de la hélice. Este parámetrro Figura 0-1. Drone de salvamento Pars Figura 0-2. Drone de reconocimiento Skyranger 1 Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable ha sido una de las variables que menos se ha cuantificado en el ámito de la investigación, y que se suele denominar como P-Factor. Este proyecto se ha centrado en dotar de una herramienta robusta para caracterizar este fenómeno y una vez desarrollada realizar una campaña de ensayos con el objetivo de caracterizar un grupo de hélices y analizar como cambia el comportamiento de los sistemas propulsivos con hélices conforme cambia este parámetro. Figura 0-3. Efecto P-Factor Este proyecto continúa con la línea de investigación marcada anteriormente por el Departamento de Ingeniería Aeroespacial, siguiendo con la idea de crear un vehículo aéreo no tripulado con el concepto de Tilt-Rotor, en la que la planta propulsora es capaz de proporcionar el empuje necesario de la aeronave así como la sustentación gracias a un sistema que permite el giro de los motores. Este tipo de aeoronave permite aprovechar la gran operatividad que presentan los helicópteros con el despegue y aterrizaje vertical (VTOL, Vertical Take -Off Landing) con la velocidad y alcance de las aeronaves con ala fija convencionales. Figura 0-4. Boceto del tilt-rotor del departamento de ingeniería aeroespacial 2 Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable Con la herramienta comercial RCBenchmark, que se explicará en los siguientes capítulos, se vió la posibilidad de crear un sistema de caracterización de sistemas propulsivos de motor eléctrico más hélice, que junto a los medios de los que ya se se disponen en el departamento de ingeniería aerospacial, formen un método más compacto de caracterización que el utilizado en anteriores trabajos del departamento. 1.2. Descripción del proyecto Con la intención de aclarar como se ha desarrollado el proyecto desde sus inicios se va a describir, a grandes rasgos, el proceso de ejecución del proyecto proporcionando al lector una visión general de los pasos cronológicos que se han dado. Inicialmente, se partió de la posibilidad de adquirir una herramienta comercial que permitía desarrollar un software programable, a partir del cual realizar ensayos de forma automatizada, personalizada y precisa. Además, una herramienta de este tipo permite unificar todas las medidas que provienen de los diferentes sensores en un solo documento, evitando los problemas que aparecen a la hora de hibridar los datos que proporcionan diferentes sensores que actúan simultáneamente en un mismo experimento. Con la herramienta de RCBenchmark, como punto de partida, se trabajó en la integración de la misma con el material ya desarrollado por el Departamento de Ingenieria Aeroespacial durante los últimos años y los medios de los que dispone este departamento, para conseguir un método robusto de caracterización de la planta propulsora. Entres los medios de los que se ha hecho uso hay que destacar el túnel de viento y del sistema de cambio de ángulo de ataque que posee el mismo, resultando imprescindibles a la hora de testear el efecto en el comportamiento del grupo propulsor ante P-factor y simular las condiciones de vuelo que se buscan. Una vez conseguido esta integración de los sistemas se pocedió a la realización de una amplia campaña de ensayos en el túnel de viento de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Sevilla con cinco helices de diferentes características. A modo de ejemplo, se enumeran alguno de los parámetros elegidos para describir el comportamiento del grupo motor más hélice y a partir de los cuales se obtienen curvas importantes que ayudan a comprender como cambian las prestaciones del sistema propulsivo con las distintas condiciones de vuelo.  Tracción. Figura 0-5. Boceto del tilt-rotor del departamento de ingeniería aeroespacial Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable  Par.  Revoluciones del motor.  Potencia mecánica.  Intensidad y voltaje consumido. Equivalente a la potencia eléctrica absorvida por el motor.  Velocidad de vuelo y condiciones meteorológicos. A la campaña de ensayos le sigue una fase de procesado de datos común a cualquier trabajo de carácter experimental que se realice en el ámbito tecnológico, en la que se depuraron los datos obtenidos, consiguiendo las ya mencionadas curvas características de las diferentes hélices bajo diferentes condiciones de vuelo. Se trata de un proceso iterativo debido a la gran variabilidad que presentan los datos en los ensayos para el que se han ido desarrollando un conjunto de códigos en MATLAB, de los que se hablará en el capítulo de postprocesado, que reciben los diferentes documentos generados durante los ensayos. Posteriormente, se realiza un análisis y búsqueda de conclusiones que arrojan los resultados que se han obtenido, buscando posibles lineas de mejora futuras que puedan seguir ayudando a la labor de caracterización de sistemas propulsivos que ha desarrollado el Departamento de Ingeniería Aeroespacial. 1.3. Objetivo del proyecto Con el fin de esclarecer hacia donde está enfocado este trabajo, se va a destacar los principales retos que se han afrontado durante la realización del proyecto:  Desarrollar el software de la herramienta RCBenchamark para realizar ensayos automatizados.  Integración de la bancada RCBenchmark con los medios a disposición del departamento de Ingeniería Aeroespacial, principalmente túnel de viento, consiguiendo hibridar las medidas de los diferentes equipos.  Establecer una metodología que permita desarrollar los ensayos de manera eficiente.  Realización de una campaña completa de ensayos con hélices de distintas características, simulando diferentes condiciones de vuelo.  Postprocesado de archivos de datos que generan los equipos durante la realización de los ensayos.  Análisis de los resultados obtenidos tras los ensayos. 4 Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable CAPÍTULO 2. PUESTA EN MARCHA DE LA BANCADA En la primera parte de este capítulo se estudiarán algunos de los sitemas de caracterización utilizados en el Departamento de Ingeniería Aeroespacial que han influido notablemente en el desarrollo de este proyecto. A continuación se presentará la herramienta RCBenchmark utilizada en este proyecto, su integración en el túnel de viento y los componentes electrónicos que forman parte del sistema de caracterización del grupo motopropulsor. Además, se decribirá la planta propulsora y hélices que elegida para realizar este estudio. 2.1. Sistemas de caracterización de la Universidad de Sevilla. Durante los últimos años la Universidad de Sevilla y el Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fuidos en particular, han realizado un esfuerzo importante a la hora de desarrollar bancadas que permitan caracterizar sistemas propulsivos con motor eléctrico, que habitualmente son los que se emplean en aeronaves no tripuladas de tamaño medio y pequeño. Es importante, antes de abordar un proyecto de esta naturaleza, analizar los sistemas empleados con anterioridad por el departamento, sirviendo de punto de partida para este proyecto al que se incorporará mucho del trabajo realizado en el departamento. . Una primera influencia se encuentra en el proyecto realizado por Elio Carrasco [5], que tenía como objetivo obtener curvas experimentales de las actuaciones de la planta propulsura de la aeronave no tripulada Céfiro 2 , mostrada en la figura 2-1 , desarrollado por el departamento. Para ello puso en marcha un sistema de telemetría existente en el departamento, desarrollado por Hugo López [3]. Continuando con la línea de investigación marcada por el departamento, se siguió perfeccionando este sistema de caracterización con el proyecto de Juan Manuel Moral [2]. Finalmente, con el proyecto de Raimundo Blanco [1], se realizó un nuevo diseño de la bancada utilizando Figura 0-1. Banca de Hugo López y drone Céfiro 4 Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable del espacio que permetirá medir la vibración de todo el conjunto Además de proporcionar al usuario la medida de estos sensores en el archivo generado por la herramienta RCBenchmark, sirve como medida de seguridad en caso de vibraciones excesivas a causa de posible entrada en resonancia o en caso de giro desequilibrado del motor o hélice. 2.2.4. Calibración Otro punto importante es la calibración de los sensores de medida. Por la naturaleza del experimento que se desea realizar, en el que se quiere estudiar el rendimiento de la hélice conforme cambia el ángulo de incidencia entre el vector empuje y la velocidad de vuelo, que en nuestros experimentos lo simulará la velocidad del túnel de viento, las medidas más críticas son el empuje y par, principalmente. El producto de RCBenchmark incluye un software de calibración de los dos sensores que supone un paso significativo en relación a los proyectos anteriores del Departamento de Ingeniería Aeroespacial. Los sistemas de caracterización de hélices utilizados anteriormente poseían sensores de diferentes procedencias que requerían una ardua tarea de calibración, que en el caso de la herramienta RCBenchmark se reduce a una serie de pasos ordenados para obtener una calibración bastante precisa antes de comenzar los ensayos y que además permite su recalibración cada cierto tiempo al ser un proceso muy sencillo. Como todo proceso de calibración, es necesario el uso de un sistema de cargas conocidos para que las medidas de las células de carga correspondientes a la tracción y torque se ajusten con la realidad conocida. Los pasos a seguir en el proceso de calibración del sensor de tracción son los mostrados en la figura 2-11. Figura 0-11. Pasos a realizar en el proceso de calibración de la tracción ordenado de izquierda a derecha Para la calibración del sensor de tracción, se utiliza un peso de 200g gramos, basandose en que la medida del peso al situar la bancada en posición vertical debe corresponde a la masa colocada por la constante de la gravedad 𝑊=𝑚 ∙ 𝑔 . Los pasos a seguir en el proceso de calibración del sensor de par son los que se describen en la figura 2-12. Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable En este proceso se ha utilizado también un peso de 200 gramos para provocar un momento conocido según la ecuación 𝑀=𝑑 ∙ 𝑊, donde d es la distancia del peso al plano de simetría de la estructura de la bancada y W el peso conocido del sistema de cargas. Para realizar todo el proceso de calibración el set dispone tanto del software necesario como del hardware, mostrado en las figuras 2-13 y 2-14. Figura 0-12. Pasos a seguir en el proceso de calibración del par ordenados de izquierda a derecha de arriba a abajo 12 Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable 2.2.5. Estructura El set incluye una estructura en la que se puede montar tanto la placa de adquisición de datos y sensores como el motor y propulsor, de manera que ambos quedan anclados a la estructura a expensas de colocar todo el conjunto en el lugar de ensayo. La estructura está compuesta por dos partes principales.Una primera parte, mostrada en la figura 2-15, es la encargada de soportar la placa electrónica, además servirá de anclaje. Se trata de una pieza en forma de L de aluminio. Figura 0-13. Peso incluido en hardware de calibración Figura 0-14. Elementos del hardware de calibración Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable En la segunda parte, esta pieza se une a la anterior a través de la célula de carga de tracción, para que esta sea la encargada de soportar los esfuerzos que se producen en la bancanda y así realizar de forma correcta su función. En esta segunda pieza se realiza el anclaje del motor eléctrico. Para ello, dispone de una sección como la mostrada en la figura 2-16 que permite montar un gran rango de motores, entre los que se incluyen motores inrrunner y outrunner, de diferentes firmas. La unión de la bancada a las células de carga, que se encargan de medir el par, se realiza mediante unas bisagras con la finalidad de que se transmita todo el momento a las mismas. Debido a la existencia de holguras en las mismas, se decidió aplicar un refuerzo para mejorar la transmisión de esfuerzos. Se probó el uso de cinta aislante comprobando que esta medida no provocara mediciones erróneas en los datos del Figura 0-15. Pieza anclaje bancada RCBenchmark Figura 0-16. Detalles de la pieza de unión al motor 14 Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable par. De este modo, se procedió a realizar una serie de ensayos que lo corroboraran. En la figura 2-17, se puede ver un conjunto de gráficas en el que se muestra el par en función de las revoluciones por minuto del motor. Se ha representado esta variable ya que es el parámetro que se ve afectado por el refuerzo de cinta sobre las bisagras. Cada una de las gráficas consiste un ensayo a una velocidad de flujo incidente diferente con un ángulo de incidencia nulo para cada una de ellas. Se ve claramente como la utilización del refuerzo hace que las medidas de par sean mayores que en el caso de que se deje las bisagras sin sujeción. Atendiendo a estos resultados, se toma la decisión de dejar el refuerzo en la bancada para afrontar toda la campaña de ensayos, ya que se ha considerado que el aumento de las medidas de par se corresponde a una mejor transmisión de este esfuerzo a las células de carga, evitando parte del movimiento relativo de las bisagras producido por la holgura entre ambas. Figura 0-17. Refuerzo de cinta aislante en las bisagras Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable Figura 0-18. Par frente a RPM en ensayos realizados en una hélice 14x12 con y sin refuerzo en las bisagras. 16 Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable 2.2.6. Aplicaciónde Chrome y Software Una de las características principales, por la cual se ha creído conveniente la utilización de la herramienta RCBenchmark en este proyecto, son las posibilidades que ofrece la aplicación a través de la cual se puede controlar el grupo de motor hélice montado en la bancada. La aplicación desarrollada por RCBenchmark es de software libre en el entorno de google Chrome. En ella se establece parte de la configuración del motor que se monta, y además puede controlar el dispositivo electrónico que regula el régimen de revoluciones del motor. En primer lugar, la conexión de la placa electrónica se realiza mediante una conexión USB, cuya posición se verá en el apartado 2.6 de conexiones de este mismo capítulo, al ordenador desde el cual el usuario va a controlar el ensayo. Previamente se tendrá instalada la aplicación GUI (graphical user interface) de Chrome. A continuación se analizará cada una de las ventanas que ofrece la aplicación, en las cuales se debe introducir de manera correcta los valores de cada uno de los componentes para obtener unos resultados correctos. En la figura 2-19, se muestra las pestañas de selección de menú: set up, utilities, Safety cut-offs, manual control y automatic control. Figura 0-19. Barra de selección de menús y datos a tiempo real  Set Up En ventana se pueden seleccionar las unidades de las magnitudes con las que se trabajará en Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable cada uno de los ensayos. Las magnitudes que pueden cambiar sus sistemas de unidades son tracción, el par, el peso y la velocidad de rotación del motor. En esta pestaña tenemos la posibilidad de incluir el directorio donde guardar los archivos de datos, resultado de los ensayos y tambíen se podrá activar el modo de control automático que resultara de gran ayuda en este proyecto. Para ello se debe marcar la opción ''Activate experimental scripting mode'' dentro de GUI settings. Otro de los parámetros importantes en esta ventana es el número de polos que posee el motor eléctrico que se está utilizando durante el ensayo, lo que permitirá un cálculo correcto del régimen de revoluciones del motor a través del sensor eléctrico como se comentó en el apartado 2.2.3 de componentes de RCBenchamrk. Es posible la actualización del software por parte del fabricante seleccionando ''Flash Firmware''. En la figura 2-20 se muestra la pantalla de Set-Up. Figura 0-20. Menú de Set-Up de la apliacación de Chrome  Utilities En esta ventana se encuentra el lector de resistencia interna de las bobinas, parámetro importante en caso de que se esté caracterizando las curvas del motor. También se encuentran las pestañas de calibración de las células de par y las de tracción. Figura 0-21. Menú de Utilities de la aplicación Chrome 18 Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable  Safety Cutoffs Aquí se establecen los límites que no pueden superar un conjunto de variables como medida de seguridad. Es importante que el usuario establezca estos límites de forma razonada para evitar daños a equipos y accidentes. Las variables que se pueden controlar se encuentran: voltaje, intensidad, picos de intensidad, potencia eléctrica, empuje, par, revoluciones del motor y vibración de la bancada. Figura 0-22. Menú de Safety-Cutoffs de la aplicación de Chrome  Manual Control Esta es una de las dos ventanas con la que se puede controlar el régimen de revoluciones del motor. En este caso se trata de un control manual en el que el usuario tiene a su disposición cuatro deslizadores que modifican el ancho de pulso de la señales PWM (Pulse Width Modulation) que llegan al motor a través del variador. El régimen de revoluciones de un motor eléctrico se controla directamente a partir de esta señal. El primero de los deslizadores corresponde al variador que controlar el motor mientras que los otros tres controlan servos que se pueden acoplar a la placa electrónica. En la parte inferior se puede seguir en tiempo real las diferentes variables medidas durante el ensayo. Figura 0-23. Menú de control manual del grupo motopropulsor mediante la aplicación de Chrome  Automatic Control Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable Esta es la segunda ventana que permite controlar el régimen de revoluciones durante el ensayo. En este proyecto es una parte fundamental debido a que uno de los objetivos iniciales de este trabajo es conseguir la automatización de los ensayos para hacer que contengan menos errores y permita reducir el tiempo de realización de los mismos. Dentro de la ventana se puede ver una hoja para códigos. Esta aplicación utiliza códigos en lenguaje JavaScript, proporcionando el fabricante la biblioteca de funciones a utilizar. Para facilitar la tarea al usuario se dispone de cuatro códigos proporcionados por RCBenchmark que sirven de apoyo a la hora de crear nuevos códigos personalizados. Figura 0-24. Menú de control automático de control de la herramienta Entre los códigos incluidos están los siguientes: Measure KV Este código mide experimentalmente el valor Kv (revoluciones por minuto/ voltaje) de un motor brushless (motor sin escobillas). Hay que asegurarse de que se tiene el número correcto de polos en las pestaña de set-up y que se usa el motor sin hélice ya que para su caracterización girará a toda velocidad. Se debe seleccionar el sensor eléctrico de revoluciones por minuto en caso de que se tenga también el sensor óptico medidor de revoluciones. Sweep - Continuous Este código requiere la entrada de valores mínimos y máximos de microsegundos de la señal PWM. Al iniciar el código la señal PWM va aumentando de forma continuada desde el valor mínimo al máximo, aumentando así sus revoluciones por minuto de forma continuada. Una vez llegada al máximo se estabilizará la señal de PWM en este valor, un tiempo proporcionado también por el usuario. Depués, la señal va desde el máximo valor de PWM hasta el mínimo de manera progresiva de nuevo. El tiempo que tarda la señal desde su valor mínimo hasta su valor máximo está fijado inicialmente por el usuario. Fixed example Este código realiza el mismo barrido de señal de PWM, o lo que es equivalente RPM, pero a diferencia del anterior, solamente captura datos en tiempos discretos especificados por el 20 Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable Especificaciones Técnicas Tensión de salida 5.3 v Tensión de entrada 5.5 - 23 v Tamaño 2.5 x 1.3 x 1 cm Peso con cables 8 g Peso sin cables 5 g Tabla 0-1. Características del regulador commutado .  JetiBox: Se utiliza únicamente para configurar los parámetros que controlan el variador, no integrándose en el funcionamiento habitual del sistema. En el manual del variador MEZON se incluye en detalle los movimientos a realizar por los diferentes menús. Durante el proceso de configuración es necesario alimentar el circuito de potencia principal del variador y además, con otra fuente, la jetibox. Ambos elemento se conectan mediante un cable de señal que tiene el variador. Figura 0-34. JetiBox del fabricante Jeti 2.6. Conexiones La figura 2-35 muestra una vista en planta de la placa electrónica de RCBenchmark serie 1580, destacando las principales conexiones de los elementos externos entre los que se encuentra: o Conexión puerto serie USB o Conexión de la señal del variador y servos. o Conexión de baterías. o Lector de resistencia de las bobinas del motor o Puerto I2c o Conexión de la alimentación del variador. Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable Figura 0-35. Conexiones de la placa electrónica de RCBenchmark serie 1580 28 Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable 2.7. Seguridad En todos los ensayos con estas características, es necesario establecer elementos de seguridad que permitan abortarlo en caso de fallo con el fin de garantizar la seguridad de las personas que se encuentren en la zona de trabajo. El software RCBenchmark permite establecer los valores límites que pueden alcanzar algunas de las variables medidas como se ha comentado anteriormente. Sin embargo, se ha creído necesario añadir algún dispositivo de seguridad externo. A la alimentación del motor a través de las baterías se le ha unido tanto un interruptor para facilitar la conexión y desconexión de las baterías durante el ensayo y un botón de parada de emergencia para interrumpir inmediatamente la alimentación del motor. Figura 0-36. Sistema de seguridad adicional 2.8. Hélices y motor Una vez explicada la herramienta comercial RCBenchmark así como los componentes electrónicos y de seguridad que forman el sistema de caracterización de planta motopropulsoras, queda por describir tanto el motor eléctrico que va a ser utilizado para este proyecto como las hélices. Se va utilizar un motor eléctrico ya que se considera que por peso y prestaciones se ajustan a las necesidades del diseño de una aeronave por parte del Departamento de Ingeniería Aeroespacial, siguiendo el concepto de tilt-rotor. Junto a este motor, se han probado hélices con diferentes diámetros de punta de pala y paso para estudiar su comportamiento con las diferentes condiciones de vuelo, especialmente con la variación del ángulo entre la componente vectorial del empuje y el flujo incidente que simula la velocidad de vuelo de la aeronave. Los detalles de estos dos componentes son los siguientes:  Motor Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable Debido al buen rendimiento de motores de la marca AXI contrastados en anteriores proyectos, se decidió elegir un motor de esta misma marca que se ajuste a la capacidad de la bancada. Atendiendo a las hélices que se van a ensayar se ha decidido por un modelo AXI4116/30. Para acoplar el motor a la bancada de RCBenchmark se utiliza un adaptador propio de este modelo. Se trata de un motor brushless outrunner, cuyas principales especificaciones se muestran en la tabla 2-2. Figura 0-37. Motor AXI 4130/16 Especificaciones Técnicas Número de celdas 8 -12 Li-Poly RPM/V 385 Eficiencia máxima 88 % Corriente de eficiencia máxima 18-40 A (>84%) Resistencia interna 60 ohm Diámetro del eje 6 mm Peso 409 g Dimensiones ( diámetro x longitud) 49.8 x 65.5 mm Tabla 0-2 Características del motor AXI4130/16  Hélices Las hélices elegidas para la realización de los ensayos pertenecen a la empresa, especializada en su fabricación, APC Propellers. La empresa ofrece más de 450 modelos con tamaños y formas de hélices que varían desde 4 a 27 pulgadas de diámetro, usando materiales compuestos con fibras de vidrio largas y fibras de carbono mezclado con Nylon, con nuevos métodos de fabricación como el moldeo por inyección de una sola pieza. Entre la amplia gama que ofrece, se ha elegido hélices de las categorías de vuelo libre, Thin Electric y Multi-Rotors que se ajustan a las características de las aeronaves que se están desarrollando en el departamento. Son un total de seis hélices las que se han introducido en el túnel de viento, con unos diámetros que van desde 13 a 15 pulgadas y con un rango de paso de la hélice entre 5.5 y 12 pulgadas. El listado de las hélices que se han probado es el siguiente, donde la nomenclatura utilizada es diámetro (pulgadas) x paso (pulgadas): 30 Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable o 13x6.5 o 14x12 o 14x7 o 14x10E Thin Electric o 14x5.5MR Multi- Rotor o 15x10 Las hélices deben ser taladradas para que se ajusten al eje del motor elegido. En este proyectos se han utilizado seis hélices, mostradas en la figura 2-38, que se han usado en proyectos anteriores del departamento por lo que se encontraban adecuadamente equilibradas. Se hace imprescindible en caso de utilizar hélices que no han sido probadas con anterioridad, un proceso de equilibrado de la hélice para evitar posibles problemas de seguridad y no falsear medidas debido al desequilibrio a la hora del giro. Figura 0-38. Hélices APC utilizadas en el proyecto 2.9. Baterías El consumo de baterías durante los ensayos ha sido un hecho relevante en los proyectos desarrollados por el Departamento de Ingeniería Aeroespacial, como en el de Raimundo Blanco [1], que se describe en el capítulo 2 apartado 2.1. Durante el desarrollo de sus campañas de ensayos, se comprobó que era un factor limitante la velocidad a la que se podían realizar los ensayos debido a que solo se dispone de tres packs de baterías. En este proyecto el consumo de energía por parte de los equipos se ha reducido por lo que no supone un problema el hecho de disponer de un número reducido de packs. Se necesitará alimentar el sistema de caracterización de hélice por dos partes, por un lado el motor eléctrico y por otro lado la electrónica del variador. La alimentación de la placa electrónica se realiza a través del USB conectado al ordenador. Ahora se analizarán el tipo de baterias que alimenta estos componentes y el método de carga que se ha Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable utilizado durante el proceso de ensayos, que serán el mismo que en el proyecto de Raimundo. La carga de las baterías se realiza mediante un cargador modelo ULTRA DUO PLUS de la marca GRAUPNER como se muestra en la figura 2-39. Junto a la conexión principal de las baterías mediante conectores XT-60 y Anderson, se usa otra conexión para el balanceo de las celdas de carga de las baterías. El tiempo de carga está entorno a unos 45 minutos pudiendo realizar la carga simultánea de dos baterias. Para la alimentación del motor eléctrico AXI4130/16 a través del variador se ha utilizado packs de baterías de tipo Li-Fe, concretamente las usadas durante la campaña de ensayos del sistema de caracterización de plantas propulsivas desarrollado por Raimundo Blanco [1]. Las baterías, mostradas en la figura 2-40, proporcionan un voltaje de 23.1 con 7 células de carga de 3.3 voltios cada una. Cada packs de baterías está formado por un par de las mismas. Para la campaña de ensayos se dispone de dos packs como se muestran en la figura 2-40: En los ensayos se realizará una conexión en paralelo de cada una de las baterías que componen un pack, mientras el otro pack está siendo cargado. Hay que recordar que el límite de voltaje admitido por la placa de RCBenchmark es de 30 voltios por lo que este fue un factor decisivo a la hora de elegir una conexión en paralelo. Debido a la naturaleza de esta conexión, con las baterías anteriormente descritas se alcanza un máximo voltaje de unos 23 voltios. Para establecer la conexión en paralelo de las baterías se ha utilizado un circuito del que se disponía en el departamento que se ve en la figura 2-41. Figura 0-39. Modelo ULTRA DUO PLUS de la marca GRAUPNER Figura 0-40. Packs de baterías Li-Fe 32 Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable Para la alimentación de la electrónica del variador se ha optado por el uso de baterías de tipo Li-Po, especificamente baterías de tres celdas de 2.3 voltios cada una, con un voltaje de salida total de 7.4 voltios. Se dispone de dos baterías, como las mostradas en la figura 2-42, que se alternarán durante la realización de la campaña de ensayos. Durante la realización de los ensayos no se dispone de datos acerca del estado de carga de estas baterías, por lo que hay que prestar especial atención al voltaje de las mismas para evitar que se descarguen en exceso provocando la rotura o desperfecto de las mismas. Para ello es conveniente disponer de un polímetro en el entorno de trabajo para realizar comprobaciones periódicas del voltaje. Por último, señalar que al igual que en los proyectos de Juan Manuel Moral [2] y Raimundo Blanco [1] se ha realizado un control de las cargas y descargas realizadas durante el proceso de ensayos con la finalidad de mejorar la conservación, detectar posibles defectos y analizar la vida de uso de las baterías. Para más información se recomienda consultar el proyecto de Juan Manuel Moral [2]. Figura 0-42. Baterias Li-Po Figura 0-41. Conector en paralelo Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable CAPÍTULO 3. ENSAYOS Una vez preparado todos los componentes necesarios para poner en funcionamiento la bancada, hay que probar que todo está bien integrado para iniciar la campaña de ensayos sin problemas. Con esta finalidad, se seguirán una serie de comprobaciones para verificarlo, detectando cualquier posible fallo que tenga el sistema de caracterización de hélices. Además, se deberá estudiar los diferentes métodos de ensayos que se pueden realizar para conseguir las curvas que definen el comportamiento de las hélices que se trataran en este trabajo. 3.1. Tipos de ensayos y códigos en la herramienta RCBenchamark Antes de poner en marcha el sistema de caracterización de hélices hay que plantearse que tipo de ensayos se va a realizar para, a partir de los datos obtenidos, conseguir las curvas que definen el rendimiento de la hélice. A la hora de realizar el ensayo se tiene el control de tres variables que son la velocidad del flujo incidente controlado por la rueda giratoria del túnel, el ángulo de incidencia de la bancada en relación al flujo incidente, controlado por las galletas motorizadas del túnel y finalmente el régimen de revoluciones del grupo motor y hélice. Cuando se realizan los ensayos, dos de estas variables se mantienen fijas, siendo la tercera la que se se mueve en un rango de valores fijado por el usuario. Desde un principio se intentó que el método con el que se iba a proceder en la campaña de ensayos aprovechara la capacidad de automatizarlos que ofrece la herramienta RCBenchmark. Esto hace que los ensayos sean mucho más dinámicos ya que el control del régimen de revoluciones es más fácil que el control de la velocidad del flujo incidente que es totalmente manual. Por este motivo, y a diferencia de la metodología usada en el proyecto de Raimundo Blanco [1], en vez de realizar los ensayos dejando el motor y hélice con revoluciones por minuto constantes, haciendo un barrido con las velocidades del túnel en cada ensayo, se realizará un barrido en revoluciones por minuto del motor y hélice aprovechando, como se decía anteriormente, el software de control de la herramienta de RCBenchamrk que permitirá hacerlo de forma automática, manteniendo constante la velocidad del flujo incidente que proviene del túnel de viento. En ambos métodos, el ángulo de incidencia es un parámetro que queda fijado durante la realización de un ensayo. De esta forma, se ha sustituido el trabajo manual que consistía el cambio de velocidades del flujo incidente, en un trabajo realizado automáticamente siendo las revoluciones por minuto la magnitud que se modifica durante el ensayo. Como se veía en el capítulo 2 apartado 2.2.6, en el software de RCBenchmark ya se incluía varios códigos iniciales, entre los que se encuentran los códigos Sweep-Continuous y Sweep- Discrete, a partir de los cuales, y después de una personalización para que se adapten a las necesidades de la campaña de ensayos, se han obtenido los códigos definitivos. Con estos dos códigos se presentan dos formas de capturar los datos y posterior obtención de las curvas características de las hélices. En el caso de Sweep Continuous, se realizan barridos continuos en revoluciones desde 0 hasta unas revoluciones introducidas por el usuario. En la figura 3-1, se representa el perfil de la variable de RPM, que estamos controlando en el ensayo, frente al tiempo y la evolución de la tracción con este barrido de revoluciones por minuto seleccionado. Con este método se consiguen las curvas características de las hélices mediante nubes de puntos debido al carácter continuo del barrido de revoluciones por minuto que se hace. Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable Figura 0-1. Valores de RPM y tracción medidos durante un barrido continuo con la hélice 14x10 36 Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable En el caso de Sweep Discrete se realiza un barrido de las revoluciones por minuto del motor y hélice, pero no de manera continua sino que es el usuario el que establece valores discretos de la señal PMW que controla de manera directa el régimen de revoluciones que tiene el motor. En la figura 3-2, se aprecia los valores discretos que toma la variable controlada que serán las RPM a lo largo del tiempo así como la evolución de la tracción ante el cambio en revoluciones por minuto del motor. En este caso se obtienen puntos discretos de las curvas características de las hélices a partir de los cuales se obtiene una curva continua por interpolación. Figura 0-2. Valores de RPM y tracción medidos durante un barrido discreto con la hélice 14x12 Para este proyecto se ha considerado adecuado elegir el método continuo para obtener los resultados finales, distanciándose de los métodos utilizados hasta ahora en los proyectos desarrollados por el Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable monitorización de datos a tiempo real de la velocidad del flujo del túnel de viento como el grabado de los datos obtenidos del sensor Druck DPI 150. Para su desarrollo se hizo uso de la herramienta de interfaz gráfica GUIDE de MATLAB. La interfaz presenta el aspecto mostrado en la figura 3-11donde se diferencia de forma clara tres módulos. El primero de ellos dedicado a la obtención de la densidad, en el momento del ensayo, haciendo uso de datos meteorológicos como la temperatura, humedad y presión atmosférica El segundo módulo situado a la derecha del anterior permite elegir si guardar o no las medidas que van llegando desde el sensor de presión. Junto a esto se introduce en el recuadro el nombre que se desee dar el archivo de datos sin incluir el formato, ya que se guardará automáticamente en el formato .mat. El archivo se guardará por defecto en el directorio de matlab donde además se encuentra el programa interfaz_DPI.m. Figura 0-11. Imagen de la aplicación herramienta de Interfaz DPI de MATLAb modificada Por último, se tiene el módulo de adquisición de datos y monitorización a tiempo real de la velocidad del flujo en el túnel de viento en la parte inferior. Dentro del módulo hay dos botones, un primer botón de inicio para empezar la lectura y grabación de datos y otro botón de Parada con el que dejamos de guardar datos del sensor en el archivo creado. La descripción que se ha realizado no se corresponde de manera fidedigna a la aplicación de MATLAB desarrollada por Juan Manuel Moral [2], ya que en este proyecto se ha modificado con tres intenciones: 1. Adaptarla a las necesidades que presenta el sistema de caracterización de datos desarrollado que es diferente a los sistemas de caracterización de otros proyectos en los que se ha utilizado esta 44 Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable misma aplicación. 2. La herramienta aunque ha sido de gran utilidad en todos los proyectos anteriores, contenía muchos de errores que se han depurado durante la realización de este proyecto. 3. Mejorar la aplicación facilitando la tarea de postprocesado. En primer lugar, se ha eliminado botones que correspondían a elementos de control del variador que ya no son necesarios. De esta forma, el interfaz gráfico se corresponde adecuadamente con las necesidades de este proyecto. En las tareas de postprocesado, la densidad será un parámetro muy importante, por lo que es de gran ayuda que su valor quede almacenado en los archivos de datos generados en cada ensayo cosa que en la primera versión de la herramienta no ocurría. Con esta intención se ha modificado haciendo que no se pueda iniciar la toma de datos sin introducir los datos meteorológicos que calculan la densidad. En caso de presionar el botón de inicio de captura de datos sin introducirlos, la herramienta producirá un error. Una vez finalizado el ensayo, al presionar el botón de parada, la densidad queda almacenada en el archivo generado. Por último se detectó un problema al intentar realizar varios ensayos de forma continua con la herramienta. Cuando se disponía a empezar un nuevo ensayo presionando el botón de inicio, la herramienta da errores y hace imposible continuar con la adquisición de datos, obligando al usuario cerrar y abrir Interfaz_DPI.m cada vez que se hace una prueba. La eliminación de este error puede suponer un gran ahorro de tiempo a la persona que realiza el ensayo, haciendo una herramienta más robusta y cómoda de utilizar por parte del usuario, por lo que durante la fase de ensayos previos se trabajó para depurarla. Basicamente, el cambio consistió en la sustitución del carácter infinito de los bucles que se encargaban de capturar los datos por un bucle con una variable bandera. De esta forma se consiguió eliminar el problema, haciendo totalmente compatible la realización de tantos ensayos como sean necesarios de manera consecutiva sin cerrar la aplicación. 3.3.3. Estación meteorológica Para la caracterización de las actuaciones del sistema propulsivo es imprescindible conocer la densidad del aire para obtener variables representativas. Por ello se creó un módulo dentro de la aplicación Interfaz_DPI que con las variables meteorológicas consiguiera obtener su valor. Las magnitudes a introducir son:  Temperatura.  Presión atmosférica.  Humedad relativa. Para conocer el valor de estas magnitudes se usa una estación meteorológica como en la mostrada en la figura 3-12. Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable Figura 0-12. Estación meteorológica 3.4. Anulación efecto del peso El efecto de la incidencia del flujo de aire con respecto a la dirección del vector empuje, perpendicular al plano de la hélice, es uno de los parámetros analizados una vez obtenidos los resultados de los ensayos. Conforme se inclina la bancada para ir progresivamente aumentando este ángulo aparece una componente del peso la dirección del eje del empuje. Este fenómeno, que aparece en la lectura de la tracción producida por la hélice, es necesario tenerlo en cuenta a la hora de considerar la serie de datos resultado de la campaña de ensayos. Para evitar introducir estas correcciones del peso durante la fase de postprocesado se ha creído oportuno utilizar una de las opciones de tarar que proporciona la herramienta de RCBenchmark. Para ello simplemente se hace clic en el botón de ''Tare Load Cell'' en la parte izquierda de la aplicación GUI de la bancada, en cada una de las posiciones inclinadas de la bancada. Con esta acción se deja a cero los valores de tracción y par en esta posición eliminando de esta forma la componente peso. A pesar de que el peso ya no afecta a los resultados obtenidos, se ha realizado un barrido del ángulo de incidencia de la bancada haciendo uso de las galletas motorizadas de las que se dispone. La evolución que presenta el peso, es la que se muestra en la figura 3-13. Figura 0-13. Evolución del peso con el ángulo de incidencia 46 Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable 3.5. Gestión de archivos de datos. Otro de los aspectos importantes es la metodología de guardado de archivos debido a la gran cantidad de ensayos que se van a realizar. A cada uno de ellos le van a corresponder un par de archivos con extensión .mat para el que origina InterfazDPI y un archivo .csv que proviene de la herramienta RCBenchmark. Por ello, se hace imprescindible establecer un orden lógico para estos archivos. En este proyecto se ha utilizado una nomenclatura como la del ejemplo: [diámetro] x [paso] _ [%Potencia del túnel] _ [Ángulo de incidencia] 14x10_50_30.mat 14x10_50_30.csv Nomenclatura Significado 14 Diámetro de la hélice 10 Paso de la hélice 50 Tanto por ciento de potencia del túnel 30 Ángulo de incidencia de la bancada Tabla 0-1. Nomenclatura Esta es la metodología que se ha seguido durante toda la campaña de grabado de datos, en la que se ha intentado que sea una nomenclatura intuitiva para facilitar todo lo posible esta tarea. Además, ha servido a la hora de realizar el postprocesado ya que el nombre de los archivos contiene los datos de las variables que se han fijado durante la realización del ensayo: hélice utilizada, velocidad de túnel de viento y ángulo de incidencia. Esto permite dirigir los códigos hacia ensayos específicos de manera robusta. 3.6. Metodología de los ensayos Con la intención de ayudar y servir de soporte en nuevas campañas de ensayos que puedan realizarse para caracterizar el rendimiento de sistemas propulsivos de motor eléctrico y hélice, se va a exponer los pasos y fases que se han seguido cronológicamente durante la realización de un ensayo tipo. Se comienza con una primera parte preparatoria para los ensayos en la que se inician los equipos involucrados y se realizan las comprobaciones de seguridad pertinentes. Una vez completado esta fase, se inician los ensayos. Para ello se van a enumerar una serie de pasos, para crear una metodología que nos permita conseguir ensayos ágiles y evitar que se cometan errores durante su realización. Por último, se debe hacer una desconexión correcta por motivos de seguridad y a fin de preservar los medios utilizados, haciendo un buen uso de los mismos. 3.6.1. Encendido y conexionado Para comenzar la campaña de ensayos del túnel de viento se deben seguir una serie de acciones que se Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable van a enumerar a continuación. El orden de realización de las mismas no es de obligado cumplimiento aunque su realización en el orden que se va a exponer puede suponer un ahorro de tiempo. • Apertura de las compuertas del túnel: Como se ha explicado en el apartado 2.3 , un túnel de viento abierto como el de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de la Universidad de Sevilla necesita de una protección en la entrada y salida del flujo de aire. Para abrir las compuertas que lo protegen será necesario la presencia del Maestro Taller que es la persona que conoce y maneja la instalación. • Encendido de ordenadores: Debido a que el arranque de los equipos puede requerir un tiempo, se puede aprovechar este tiempo para realizar otras tareas como la puesta a punto de la herramienta RCBenchmark. Se deberá encender el ordenador desde el que se controla el movimiento de las galletas. Al mismo tiempo, es necesario iniciar un ordenador en el que se tiene o es posible tener instalado la aplicación de la herramienta de RCBenchmark. En el caso de este proyecto se ha utilizado un ordenador personal. • Preparación sonda de Pitot: Para evitar el bloqueo de los conductos del túnel de viento se usa un tapón protector que es necesario retirar para obtener las medidas del sensor de presiones. • Conexión sensor de presiones Druck DPI 150: Preparada la sonda de Pitot, se enciende el sensor de presiones siguiendo el manual del mismo. • Preparación del sistema de control de variación del ángulo de ataque: Se ejecuta el programa de selección del ángulo de incidencia en el ordenador de la mesa de trabajo y se activan los interruptores del cuadro eléctrico, figura 3-6, para energizar los motores de las galletas. • Conexión del hardware de la herramienta de RCBenchmark: Se conectan los componentes electrónicos y la alimentación de los mismos, siempre con los elementos de seguridad en la posición de bloqueo. Es imprescindible que esto sea así para evitar posibles accidentes laborales. • Preparación del Software herramienta RCBenchmark: La primera vez que se utiliza el software con el motor es necesario configurarlo en las pestañas que se explicaba en la sección 2.2.6. En caso de que se halla configurado con anterioridad no será necesario repetirlo. Además de la configuración se cargaran los códigos en lenguaje JavaScript del software de la herramienta. • Preparación de la interfaz DPI: Se inicia MATLAB y se ejecuta la aplicación GUI introduciéndose los datos meteorológicos y el nombre del archivo con el que se va a guardar. 3.6.2. Realización del ensayo Una vez que todos los equipos están preparados para iniciar la campaña de ensayos, se va a comentar los pasos seguidos cronológicamente a la hora de realizar el mismo. 1. Se cierran las compuertas de la sección de ensayos. 2. Se fija el ángulo de ataque mediante el programa que lo controla desde el ordenador de la mesa de trabajo. 3. Se enciende el interruptor de seguridad. 4. Desde el ordenador del usuario a la que está conectado la placa de la bancada, se comparte en la pantalla del monitor en dos ventanas, las ventanas del software del RCBenchmark e Interfaz_DPI. Ambos preparados para la captura de datos. En cada una de ellas se establece el nombre del archivo a guardar con la nomenclatura que se ha comentado en el apartado 3.5 de este mismo capítulo. 48 Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable 5. Se encencienden los ventiladores con el interruptor que está situado debajo de la rueda de control de la velocidad del túnel de viento, seleccionando la potencia del túnel de viento a la que se va a realizar el ensayo. 6. Se incia la lectura de los datos desde Interfaz_DPI y posteriormente la lectura del código automático por parte de la herramienta. El orden de inicio de lecturas por parte de ambas herramientas es importante ya que a la hora de analizar los datos que proporciona la placa electrónica es necesario tener ya datos acerca de la velocidad del flujo de aire en el túnel de viento. 7. Durante el ensayo se recomienda seguir las gráficas a tiempo real que se generan en la aplicación de Chrome de RCBenchmark, mostradas en la figura 3-14, para detectar posibles fallos durante la realización del mismo. Figura 0-14. Seguimiento a tiempo real de las variables desde la aplicación de Chrome 8. Una vez que la lectura del código por parte del software de RCBenchmark termina, se interrumpe la aplicación Interfaz_DPI. 9. Una vez que se ha parado la lectura de datos, se puede apagar el túnel de viento en caso de no realizar ningún ensayo más o cambiar la velocidad del flujo y repetir estos pasos para un nuevo ensayo. 10. Se hace la comprobación de que los archivos de datos han sido guardados correctamente 11. En caso de que se quiera realizar otro ensayos se vuelven a repetir estos pasos reiniciando las herramientas que se están utilizando. Esta secuencia pretende ser de ayuda a la hora de realizar los ensayos con el fin de dar dinamismo al proceso así como establecer una metodología que reduzca los errores que se puedan producir durante la campaña de ensayos. En estos pasos no se ha incluido la acción de recambio de baterías que se repite cada Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable vez que se agotan. Simplemente recordar que durante cualquier acción que se realize sobre la bancada como puede ser el recambio de baterìas ha de desactivarse el interruptor de seguridad y presionar el botón de parada por seguridad del usuario. 3.6.3. Apagado y desconexión Después de la realización del ensayo, se debe realizar el desconectando y apagado de los equipos que intervienen en la prueba. Esta parte es importante para la buena conservación de los mismos. Justo al acabar el ensayo, se apaga el túnel de viento, el interruptor de seguridad y se presiona el botón de parada de emergencia. Una vez realizado esto se aconseja restablecer a cero el ángulo de incidencia mediante el sistema de varación del ángulo de ataque. Finalmente se desconectan las baterías y se cierran las aplicaciones de MATLAb y Chrome. Antes de apagar el equipo que está utilizando el usuario se recomienda revisar los archivos que se han generado durante esa tanda de ensayos, comprobando su correcta grabación. Se apaga también el equipo que controla el ángulo de ataque y el interruptor del cuadro eléctrico de los motores de las galletas. Se recoje el cargador de las baterías en caso de que se haya utilizado durante la jornada de trabajo. Es importante que en el caso de que una persona ajena a los ensayos se acerca a la zona de trabajo no haya posibilidad de que sufra ningún accidente, para lo que es necesario que todas las fuentes de alimentación estén desconectadas Por último, se cubrirán los equipos de la mesa de trabajo con una tela en caso de que el Maestro Taller lo decida. 50 Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable CAPÍTULO 4. PROCESADO DE DATOS Durante la campaña de ensayos se generan una gran cantidad de archivos de datos que necesitan ser procesados. Estos archivos contienen generalmente bastantes datos espúreos que se deben eliminar con el fin de obtener unos resultados ajustados a la realidad. Durante este capítulo se explicará el postprocesado de datos realizado, justificando las decisiones que se han tomado a la hora de elininar datos no consistentes. 4.1. Ensayos realizados Las hélices que se han testado en el túnel de viento son las enumeradas en el apartado 2.8. Ahora se expone las diferentes configuraciones a las que se ha sometido cada una de ellas. 1. Ensayo con túnel de viento apagado a) 0º b) 5º c) 10º d) 15º e) 20º f) 30º g) 40º h) 50º i) 60º j) 70º k) 80º l) 90º 2. Ensayo al 0% del túnel ( ralentí ) a) 0º b) 5º c) 10º d) 15º e) 20º f) 30º g) 40º h) 50º i) 60º j) 70º k) 80º l) 90º 3. Ensayo al 10% del túnel a) 0º b) 5º c) 10º d) 15º e) 20º f) 30º g) 40º 4. Ensayo al 20% del tunel a) 0º b) 5º c) 10º d) 15º e) 20º f) 30º g) 40º 67 Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable h) 50º i) 60º j) 70º k) 80º l) 90º h) 50º i) 60º j) 70º k) 80º l) 90º 5. Ensayo a 30% del túnel a) 0º b) 5º c) 10º d) 15º e) 20º f) 30º g) 40º h) 50º i) 60º j) 70º k) 80º l) 90º 6. Ensayo a 40% del túnel a) 0º b) 5º c) 10º d) 15º e) 20º f) 30º g) 40º h) 50º i) 60º j) 70º k) 80º l) 90º 7. Ensayo a 50% del túnel a) 0º b) 5º c) 10º d) 15º e) 20º f) 30º g) 40º h) 50º i) 60º j) 70º k) 80º l) 90º 8. Ensayo a 60% del túnel a) 0º b) 5º c) 10º d) 15º e) 20º f) 30º g) 40º h) 50º i) 60º j) 70º k) 80º l) 90º 9. Ensayo a 70% del túnel 10. Ensayo a 80% del túnel 68 Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable a) 0º b) 5º c) 10º d) 15º e) 20º f) 30º g) 40º h) 50º i) 60º j) 70º k) 80º l) 90º a) 0º b) 5º c) 10º d) 15º e) 20º f) 30º g) 40º h) 50º i) 60º j) 70º k) 80º l) 90º En toda la campaña de ensayos se han realizado un total de 120 ensayos por cada una de las hélices, lo que demuestra el gran rendimiento que se puede obtener de las herramientas que se han utilizado en este proyecto. Además, visto la gran cantidad de archivos que se van obtener, toma mayor relevancia la metodología del apartado 3.5, que se ha seguido a la hora de guardar los dos archivos que se generan en cada ensayo 4.2. Archivos de datos Como se ha comentado anteriormente, se van a obtener dos archivos que corresponden a los dos programas de adquisición de datos que se han utilizado en los ensayos: por un lado los que generan la herramienta de RCBenchmark y por otro lado los que se crean a partir de la aplicación de MATLAB Interfaz_DPI. Es importante antes de empezar el tratamiento de los datos, estudiar las características de los archivos de datos y la estructura de los datos que contienen. Por ello se va a analizar en profundidad cada uno de ellos, destacando las principales características.  Archivos .csv: Es un archivo generado a partir de la herramienta de RCBenchmark y que contienen las variables propias de la bancada. Se enumeran a continuación las variables incluidas: o Tiempo o Señal variador (microsegundos) o Señal de los servos (microsegundos) o Empuje o Par o Vibración o Aceleración en el eje X ,Y, Z o Voltaje o Corriente o Revoluciones del motor (sensor eléctrico) o Revoluciones motor (sensor óptico) Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable 76 Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable Figura 0-4. Evolución de la curva RPM-Tiempo durante el filtrado e interpolación 4.7. Caracterización de resistencia Como se ha comentado anteriormente se ha realizados ensayos específicos con una doble intención, primero para que permita obtener el empuje neto de la bancada sumándole a la medida tomada, el valor de la resistencia que tiene que vencer y segundo para obtener unas curvas de resistencia-velocidad del flujo incidente para cada uno de los ángulos de incidencia. Se realizaron dos ensayos, cada uno con una configuración distinta de la bancada; con y sin la hélice montada. En la figura 4-6 y4-7 se muestran los datos de ambos ensayos realizacos con diferentes ángulos de incidencia. Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable Figura 0-5. Resistencia de la bancada con la hélicde montada frente a velocidad con los distintos ángulos de incidencia. Figura 0-6 Resistencia de la bancada sin montar la hélice frente a velocidad de los diferentes ángulos de incidencia. 78 Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable Se aprecian diferencias notables si se analizan ambas figuras. En los ensayos realizados con la hélice montada las medidas de resistencia son de un orden superior en el caso de bajos ángulos de incidencia y para configuraciones con la bancada en posición vertical se aprecia como los perfiles de la hélice llegan a sustentar provocando resistencia negativas, es decir sustentación. Basándose en los estudios llevados a cabo por Raimundo Blanco[1], se ha decido utilizar los datos de resitencia que corresponden al ensayo sin la hélice montada. Estando la hélice en estático, los perfiles de la misma están sometidos a una configuración que no se corresponde con la que tendrá durante el ensayo. Por este motivo la resistencia medida durante los ensayos con la hélice montada no pueden ser extrapolados al caso de que la hélice este rotando. Sin rotación, el ángulo de atque de los perfiles es cercano a -90º. Durante los ensayos, la hélice gira por lo que el flujo de aire relativo que incide en los perfiles se modifica por efecto de la rotación. El nuevo flujo relativo hace que el ángulo de ataque de los perfiles se encuentre en el rango que genera sustentación. Se conoce por aerodinámica que la resistencia en la primera configuración es bastante mayor que en la segunda por lo que los ensayos de caracterización con la hélice montada no se ajustan al modelo de resistencia buscado. Este es el motivo de que se haya decidido utilizar los datos de resistencia que corresponden a los ensayos con la estructuctura de la bancada sin hélice. Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable 80 Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable CAPÍTULO 5. RESULTADOS Desde el inicio de este proyecto se marcó como uno de los objetivos la obtención de unos resultados que permitieran caracterizar el comportamiento de las hélices en diferentes condiciones de vuelo. En este capítulo se muestra cómo evolucionan algunos de los parámetros que ayudan a comprender el efecto que tienen las condiciones de vuelo sobre el sistema propulsivo eléctrico montado en la bancada. 5.1. Parámetros de caracterización Para la caracterización de un sistema propulsivo que permita conocer sus prestaciones bajo las diferentes condiciones de vuelo, es importante seleccionar de forma correcta los parámetros que se han de analizar en busca de resultados. La campaña de ensayos realizada en este proyecto ha sido extensa, obteniendo una gran cantidad de datos asociados a los ensayos que es necesario reducir para obtener una idea clara de las tendencias de los parámetros, que indican las prestaciones de la aeronave con las variables: velocidad del flujo incidente, ángulo de incidencia y RPM. Con la intención de que el lector comprenda de manera más clara la evolución de los parámetros, se ha decidido incluir en este apartado los resultados de una de las hélices que se han testado. Concretamente, se ha seleccionado la hélice 13x6.5, por lo que los resultados que se van a mostrar en este capítulo son exclusivamente de esta hélice. El empuje neto y el par son dos de las variables importantes en el estudio del comportamiento de un grupo de hélice y motor eléctrico. El empuje, T y el par, Q, son dos de las variables imprescindibles a la hora de estudiar las prestaciones que da el sistema propulsor y apreciar cómo cambia el comportamiento con las condiciones de vuelo. Se tratan de parámetros asociados principalmente al elemento propulsor. Otros dos parámetros importantes son el voltaje,V e intensidad que absorbe el motor mientras está en funcionamiento. A partir de estas variables básicas se definen dos rendimientos, el rendimiento mecánico y el propulsor. Se definen: 𝜂𝑚𝑒𝑐 =𝑃𝑚𝑒𝑐 á 𝑛𝑖𝑐𝑎 𝑃𝑒𝑙 é 𝑐𝑡𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎 𝜂𝑃=𝑃𝑝𝑟𝑜𝑝𝑢𝑙𝑠𝑖𝑣𝑎 𝑃 𝑚𝑒𝑐 Como se aprecia en su definición el rendimiento mecánico asocia la potencia mecánica, 𝑃𝑚𝑒𝑐á𝑛𝑖𝑐𝑎, que proporciona el motor con la potencia eléctrica, 𝑃𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎, que consume. El rendimiento propulsivo en cambio relaciona la potencia mecánica que proporciona el motor a la hélice con la potencia útil propulsiva, 𝑃𝑝𝑟𝑜𝑝𝑢𝑙𝑠𝑖𝑣𝑎. Como se verá durante la sección de análisis de resultados, definiciones clásicas como el rendimiento propulsivo deja de tener sentido para ángulo de incidencia elevados al estar este definido para el caso en el que la velocidad del flujo incidente está en la misma dirección que la tracción. A partir de las variables básicas y las definiciones de las potencias se puede llegar a las siguientes expresiones: 𝑃𝑒𝑙 é 𝑐𝑡𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎 =𝑉𝑜𝑙𝑡𝑎𝑗𝑒 ∙𝐼𝑛𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑃𝑚𝑒𝑐 á 𝑛𝑖𝑐𝑎 =𝛺 ∙ 𝑄 𝑃𝑝𝑟𝑜𝑝𝑢𝑙𝑠𝑖𝑣𝑎 =𝑇 ∙ 𝑉 Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable Donde 𝛺 son radianes por segundos y V velocidad del flujo incidente. A las variables anteriormente comentadas hay que sumarle las variables los parámetros adimensionales: coeficiente de traccion, Ct, coeficiente de torque, Cq, y coeficiente de potencia Cp. El hecho de adimensionalizar es muy importante ya que permite comparar variables sin tener en cuenta el régimen de revoluciones o las condiciones ambientales en el momento del ensayo. La definición de los parámetros adimensionales anteriormente descritos: 𝐶𝑡 =𝑇 𝜌 ∞ 𝑛2 𝐷4 𝐶𝑞 =𝑄 𝜌 ∞ 𝑛2 𝐷5 𝐶𝑝 =𝑃𝑚𝑒𝑐 á 𝑛𝑖𝑐𝑎 𝜌 ∞ 𝑛 3 𝐷 5 Para tracción y par se ha decidido representar su evolución frente a RPM para diferentes ángulos de incidencia dejando fijado la velocidad del flujo incidente. Para hacer más visual la tendencia con la velocidad del flujo incidente y RPM se han representado superficies con la terna de valores {T, V, RPM} teniendo el mismo compotamiento para el par. Para las variables adimensionales se han representado los coeficientes y rendimientos frente al parámetro de avance, J , comparando los diferentes comportamientos con los ángulos de incidencia de la bancada. La definición del parámetro de avance: 𝐽= 𝑉 𝑛 𝐷 𝜂𝑚𝑒𝑐 =𝛺 ∙ 𝑄 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑎𝑗𝑒 ∙𝐼𝑛𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝜂𝑃=𝑇 ∙ 𝑉 𝛺 ∙ 𝑄 82 Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable 5.1.1. Tracción Figura 5.1. Curvas de tracción Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable Figura 5.2. Curvas tridimensionales de tracción 84 Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable 5.1.2. Par Figura 5.3. Curvas de par Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable los valores de tracción y velocidad medidas en la misma dirección. En la configuración con ángulos de ataque elevados la velocidad utilizada no se corresponde con la velocidad en la dirección del empuje por lo que puede provocar valores que se consideran anormales como por ejemplo rendimientos mayores que la unidad. La curva del rendimiento propulsivo crece de forma monótona con el parámetro de avance llegando a valores mayores que uno por las razones comentadas anteriormente. 92 Ensayos de Planta Propulsora de Motor Eléctrico y Hélice en túnel de viento con Ángulo de Incidencia Variable REFERENCIAS [1] Raimundo Blanco Hacar, Desarrollo de un equipo para la caracterización en túnel de viento de plantas propulsoras de motor eléctrico y hélice con ángulo de incidencia variable, Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos, Escuela Superior de Ingenieros, Universidad de Sevilla, 2015. [2] Juan Manuel Moral Gámez, Diseño y creación de herramientas y aplicaciones para la gestión automatizada de experimentos de plantas propulsoras de motor eléctrico y hélice en túnel de viento, Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos, Escuela Técnica Superior de Ingenieros, Universidad de Sevilla, 2014. [3] Hugo López Pérez. Diseño y construcción de una bancada para caracterización de plantas propulsoras por hélice con motor eléctrico, Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos, Escuela Técnica Superior de Ingenieros, Universidad de Sevilla, 2012. [4] Isabel Gómez Fuster. Plataforma para la medición de fuerzas y momentos aerodinámicos de modelos a escala de un túnel de viento, Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos, Escuela Técnica Superior de Ingenieros, Universidad de Sevilla, 2013. [5] Elio Carrasco Guerrero. Caracterización y estudio de las actuaciones experimentales de un sistema de propulsión por hélice con motor eléctrico. Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos, Escuela Técnica Superior de Ingenieros, Universidad de Sevilla, 2012. [6] John B. Brandt & Michael S. Selig. Propeller Performance Data at Low Reynolds Number. University of Illinois at Urbana-Champagn, USA, 2011. 83