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Publicação
Development of a Long Range Tail-sitter VTOL UAV
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
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Resumo(s)
Currently, the aerospace industry is undergoing constant evolution, continuously seeking new concepts and technological solutions that enable Unmanned Aerial Vehicle (UAV) operators to carry out their missions more efficiently, with greater versatility, and less constrained by the geographical limitations of their base of operations. In this context, aircraft with Vertical Take-Off and Landing (VTOL) capabilities emerge as one of the most promising alternatives, combining the operational flexibility of helicopters with the cruising efficiency of fixed-wing aircraft. Within the scope of this dissertation, the design of a VTOL unmanned aerial vehicle was developed, aimed at long-range missions with extended endurance. The development process was supported by the construction of two prototypes: one at a 1:2 scale and another at full scale (1:1), allowing for the experimental validation of key design parameters. To support the sizing and system analysis, computational tools were employed, such as Microsoft Excel spreadsheets for preliminary calculations and performance estimates, as well as Computer-Aided Design (CAD) and Computer-Aided Manufacturing (CAM) software, which were essential for the design, fabrication, and assembly of the prototype. This work thus aimed not only to validate the proposed concept but also to explore practical methodologies applicable to the development of UAVs with VTOL capabilities.
Atualmente, a indústria aeronáutica encontra-se em constante evolução, procurando de forma contínua novos conceitos e soluções tecnológicas que permitam aos operadores de UAVs (Veículos Aéreos Não Tripulados) executar as suas missões de forma mais eficiente, versátil e menos condicionada pelas limitações geográficas associadas à base de operações. Neste contexto, as aeronaves com capacidade de descolagem e aterragem vertical (VTOL – Vertical Take-Off and Landing) surgem como uma das alternativas mais promissoras, ao aliarem a flexibilidade operacional de helicópteros à eficiência em cruzeiro de aeronaves de asa fixa. No âmbito desta dissertação, foi desenvolvido o projeto de uma aeronave não tripulada com capacidade VTOL, concebida para missões de longo alcance e elevada autonomia. O processo de desenvolvimento foi sustentado pela construção de dois protótipos, um á escala de 1:2 e outro à escala real (1:1), permitindo validar experimentalmente os principais parâmetros de projeto. Para apoiar o dimensionamento e a análise do sistema, foram utilizadas ferramentas computacionais como folhas de cálculo em Microsoft Excel, para cálculos preliminares e estimativas de desempenho, bem como softwares de CAD (Desenho Assistido por Computador) e CAM (Fabricação Assistida por Computador), essenciais para o desenho, fabrico e montagem do protótipo. Este trabalho visou, assim, não só validar o conceito proposto, mas também explorar metodologias práticas aplicáveis ao desenvolvimento de UAVs com capacidades VTOL.
Atualmente, a indústria aeronáutica encontra-se em constante evolução, procurando de forma contínua novos conceitos e soluções tecnológicas que permitam aos operadores de UAVs (Veículos Aéreos Não Tripulados) executar as suas missões de forma mais eficiente, versátil e menos condicionada pelas limitações geográficas associadas à base de operações. Neste contexto, as aeronaves com capacidade de descolagem e aterragem vertical (VTOL – Vertical Take-Off and Landing) surgem como uma das alternativas mais promissoras, ao aliarem a flexibilidade operacional de helicópteros à eficiência em cruzeiro de aeronaves de asa fixa. No âmbito desta dissertação, foi desenvolvido o projeto de uma aeronave não tripulada com capacidade VTOL, concebida para missões de longo alcance e elevada autonomia. O processo de desenvolvimento foi sustentado pela construção de dois protótipos, um á escala de 1:2 e outro à escala real (1:1), permitindo validar experimentalmente os principais parâmetros de projeto. Para apoiar o dimensionamento e a análise do sistema, foram utilizadas ferramentas computacionais como folhas de cálculo em Microsoft Excel, para cálculos preliminares e estimativas de desempenho, bem como softwares de CAD (Desenho Assistido por Computador) e CAM (Fabricação Assistida por Computador), essenciais para o desenho, fabrico e montagem do protótipo. Este trabalho visou, assim, não só validar o conceito proposto, mas também explorar metodologias práticas aplicáveis ao desenvolvimento de UAVs com capacidades VTOL.
Descrição
Palavras-chave
UAV - Veículos Aéreos Não Tripulados VTOL - Vertical Take-Off and Landing Ponto de Projeto Envelope de Voo Autonomia Alcance HPT Hibrído Design Point Flight Envelope Endurance Range Hybrid