CFD and Wind Tunnel Aerodynamic Study for the longitudinal and lateral-directional characterization of a V-tail with deflections. EMERGENTIa ProVANT Project

Unmanned aerial vehicles (UAVs) have immense potential in both public and civil applications, particularly in situations where human lives may be at risk. Large fixed-wing UAVs, known for their long-range flight capabilities and high payload capacities, find utility in anti-terrorism operations, disaster surveillance, and emergency supply delivery. This study centers on the aerodynamics of a V-tail configuration for UAV, with a focus on analyzing the effects of varying angles of attack from -30 to 30 degrees and different control surface deflections to simulate diverse flying conditions. The research combines wind tunnel experiments to establish initial insights with computational fluid dynamics (CFD) simulations to validate the findings.The key performance parameters under investigation include lift, drag, pitch moment,stall conditions as well as some aspects related to side force, yaw and roll moments. This work reveals that the V-tail shape offers advantageous features in terms of the combination of achievable aerodynamic characteristics.

Unamanned Aerial Vehicle (UAV) possiedono un enorme potenziale nelle applicazioni pubbliche e civili, soprattutto in situazioni in cui la sicurezza umana è in gioco. Gli UAV ad ala fissa di grandi dimensioni, noti per la loro capacità di volare a lungo raggio e trasportare carichi significativi, trovano impiego in operazioni antiterrorismo, sorveglianza di eventi catastrofici e consegna di aiuti d'emergenza. Questa ricerca si concentra sull'aerodinamica di una configurazione con coda a V per UAV, mettendo particolare enfasi sull'analisi degli effetti di angoli di attacco variabili da -30 a 30 gradi e diverse deflessioni delle superfici di controllo, allo scopo di simulare varie condizioni di volo. Il lavoro combina esperimenti condotti in galleria del vento per stabilire una base di conoscenza iniziale con simulazioni di fluidodinamica computazionale (CFD) per convalidare i risultati ottenuti. Gli aspetti chiave delle prestazioni esaminate includono la portanza, la resistenza, il momento di beccheggio, la forza laterale, il momento di imbardata e rollio, nonché le condizioni di stallo. Questo lavoro rivela che la forma a V della coda offre caratteristiche vantaggiose in termini di com binazione delle caratteristiche aerodinamiche ottenibili.