Optimización secuencial de alas volantes: distribución de sustentación en campana con trimado óptimo para la estabilidad

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.29105/ingenierias29.101-994

Palabras clave:

Algoritmo evolutivo, ala volante, optimización aerodinámica, distribución de campana

Resumen

En esta investigación se presenta el desarrollo e implementación de un algoritmo evolutivo con la capacidad de generar configuraciones óptimas de alas volantes. Este enfoque está basado en el concepto de algoritmos evolutivos, los cuales cuentan con la capacidad de generar soluciones candidatas, evaluar su efectividad, y converger hacia una solución optimizada. En el funcionamiento interno del algoritmo se definen funciones objetivo las cuales evalúan la calidad de la solución, en este caso, se consideran parámetros aerodinámicos como la eficiencia y la distribución de carga; además de las características de estabilidad estática de las alas candidatas. Lo anterior, buscando converger en una solución con distribución de carga aerodinámica de tipo campana, y parámetros de estabilidad estática en rangos estables.

Para la validación del algoritmo se realiza un análisis comparativo utilizando como referencia el ala de una aeronave de aviación general, y una solución óptima generada con el algoritmo. Como resultado de esta comparación se demuestra la efectividad de la propuesta por medio de la mejora en los parámetros de referencia en comparación con la aeronave original.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Biografía del autor/a

Erik Gilberto Rojo Rodríguez, Universidad Autónoma de Nuevo León

Titulado de Ingeniería en Mecatrónica en 2015, con una Maestría en Ingeniería Aeronáutica con Orientación de Dinámica de Vuelo en 2017, y un Doctorado en Ciencias de la Ingeniería Aeronáutica en 2021, esto en la FIME-UANL. Actualmente se desempeña como Jefe del Programa Educativo de Ingeniero en Aeronáutica de la FIME-UANL. Es miembro del SNII nivel Candidato, realizando actividades de investigación en aerodinámica teórica y práctica, optimización de desempeño de aeronaves, diseño de vehículos aéreos autónomos y aplicaciones de sistemas autónomos.

Gabriel Jérôme Vargas Moya, Universidad Autónoma de Nuevo León

Recibió el título de Ingeniero en Aeronáutica en 2025 por parte de la Facultad de Ingeniería y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León. Como estudiante participó en diversas actividades de investigación orientadas en el desarrollo de nuevos diseños aerodinámicos con enfoque en la optimización de desempeño y dinámicas de vuelo estables.

Edgar Ulises Rojo Rodríguez, Universidad Autónoma de Nuevo León

Titulado de Ingeniero en Mecatrónica en 2019, y el grado de Maestro en Ciencias en Ingeniería Aeronáutica en 2022, ambos por la UANL. Actualmente, se encuentra finalizando sus estudios de Doctorado en Ingeniería Aeronáutica en el CIIIA-FIME-UANL. Su labor de investigación se especializa en la caracterización aerodinámica de aeronaves convertibles, destacando el desarrollo de algoritmos de identificación dispersa de dinámicas no lineales (SINDy) y la aplicación de redes neuronales para el modelado y control avanzado de vehículos aéreos no tripulados.

Octavio García Salazar, Universidad Autónoma de Nuevo León

Ingeniero Electrónico (2000) del ITL, Maestro en Ciencias en Ingeniería Eléctrica (2003) del ITL. Doctor en Control de Sistemas de la Universidad Tecnológica de Compiègne (2009). Postdoctorado CNRS en LAFMIA-CINVESTAV (2011). Investigador visitante CINVESTAV Monterrey (2012). Desde enero de 2013 es Profesor de Tiempo Completo en la FIME-UANL. Es SNII 2 y su investigación es sobre drones, sistemas aéreos no tripulados, y dinámica de vuelo.

Citas

1. Raymer, D. (2018). Aircraft Design: A Conceptual Approach, Sixth edition. In American Institute of Aeronautics and Astronautics, Inc. eBooks. https://doi.org/10.2514/4.104909. DOI: https://doi.org/10.2514/4.104909

2. Nickel, K., & Wohlfahrt, M. (1994). Tailless aircraft in theory and practice. American Institute of Aeronautics and Astronautics. ISBN: 1563470942.

3. Lyu, Z., & Martins, J. R. R. A. (2014). Aerodynamic design optimization studies of a blended-wing-body aircraft. Journal of Aircraft, 51(5), 1604–1617. https://doi.org/10.2514/1.C032491. DOI: https://doi.org/10.2514/1.C032491

4. Prandtl, L. (1933). Über die Entstehung des Widerstandes von Tragflügeln [On the origin of the resistance of airfoils]. ZAMM - Journal of Applied Mathematics and Mechanics / Zeitschrift für Angewandte Mathematik und Mechanik, 13(2), 129–133. DOI: https://doi.org/10.1002/zamm.19330130218

5. Hoeijmakers, H. W. M., et al. (2024). Flying wing circulation distributions, aerodynamic performance and wake roll-up. International Council of the Aeronautical Sciences (ICAS).

6. Bowers, A. H., Murillo, A. J., Jensen, C. V., Nelms, B. C., & Fehring, J. P. (2016). On wings of the minimum induced drag: Spanload implications for aircraft and birds (NASA/TP—2016-219072). NASA Armstrong Flight Research Center. https://ntrs.nasa.gov/citations/20160003578.

7. Lyu, Z., Xu, Z., & Martins, J. R. R. A. (2014). Benchmarking optimization algorithms for wing aerodynamic design optimization. In Proceedings of the 8th International Conference on Computational Fluid Dynamics (ICCFD) (Paper No. ICCFD8-2014-0203). Chengdu, China.

8. Tran, D. T., Pham, V. K., Nguyen, A. T., & Nguyen, D. T. (2025). Aerodynamic design optimization for flying wing gliders based on the combination of artificial neural networks and genetic algorithms. Aerospace, 12(9), 818. https://doi.org/10.3390/aerospace12090818. DOI: https://doi.org/10.3390/aerospace12090818

9. Sun, G., Castro, H. G., & De Silva, S. S. (2023). Two-way coupled aero-structural optimization of stable flying wings. Aerospace, 10(4), 346. https://doi.org/10.3390/aerospace10040346.

10. Hoyos, J. D., Echavarría, C., Alvarado, J. P., Suárez, G., Niño, J. A., & García, J. I. (2023). Two-Way coupled Aero-Structural optimization of stable flying wings. Aerospace, 10(4), 346. https://doi.org/10.3390/aerospace10040346. DOI: https://doi.org/10.3390/aerospace10040346

11. Septiyana, A., Rizaldi, A., Hidayat, K., & Wijaya, Y. G. (2020). Comparative study of wing lift distribution analysis using numerical method. Jurnal Teknologi Dirgantara, 18(2), 129–140. https://doi.org/10.30536/j.jtd.2020.v18.a3349. DOI: https://doi.org/10.30536/j.jtd.2020.v18.a3349

12. Melin, T. (2000). User’s guide and reference manual for Tornado. Royal Institute of Technology (KTH), Department of Aeronautics.

13. Chauhan, M. K., Zope, M., & Gorrepati, S. R. (2025). Parametric analysis of wing planforms to determine an optimal wing design. Aviation, 29(1), 11–21. https://doi.org/10.3846/aviation.2025.23126. DOI: https://doi.org/10.3846/aviation.2025.23126

Portada: Cuadrirrotor, Centro de Investigación e Innovación en Ingeniería Aeronáutica (CIIIA) de la UANL.

Descargas

Publicado

28-07-2026

Cómo citar

Rojo Rodríguez, E. G., Vargas Moya, G. J., Rojo Rodríguez, E. U., & García Salazar, O. (2026). Optimización secuencial de alas volantes: distribución de sustentación en campana con trimado óptimo para la estabilidad. Ingenierias, 29(101), 107–122. https://doi.org/10.29105/ingenierias29.101-994

Número

Vol. 29 Núm. 101 (2026): Julio-Diciembre

Sección

Artículos

Licencia

Derechos de autor 2026 Erik Gilberto Rojo Rodríguez, Gabriel Jérôme Vargas Moya, Edgar Ulises Rojo Rodríguez, Octavio García Salazar

Creative Commons License

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.

Datos de los fondos