UAV-lentoon osallistuvien voimien ymmärtäminen on olennaista miehittämättömien UAV-ilma-alusten (Unter-Wing and Multirotor Unternatable Air Vehicles) suunnittelussa ja käytössä. Hissin ja työntövoiman laskeminen auttaa varmistamaan lennon vakauden, tehokkuuden ja turvallisuuden.

Kiinteäsiipisten ja monitoimisten UAV-laitteiden nosto

Hissi on voima, joka vastustaa painovoimaa ja sallii UAV pysyä ilmassa. Kiinteäsiipisissä UAV:issa hissi syntyy ilmavirtauksesta siivet yli, kun ilma liikkuu eteenpäin. Hissimäärä riippuu siiven alueesta, lentonopeudesta, ilman tiheydestä ja hyökkäyskulmasta.

Multiroottori UAV:issä hissiä tuottavat roottorit pyörivät suurella nopeudella. Jokainen roottori toimii kuin pieni helikopteriroottori, joka tuottaa noston lapojen pyörimisen kautta. Kokonaisnosto on kaikkien roottoreiden tuottaman hissin summa.

Työntövoima kiinteäsiipisissä ja monitoimisissa UAV-järjestelmissä

Työntövoima on voima, joka työntää UAV eteenpäin. Kiinteiden lentokoneiden työntövoima syntyy moottoreista tai moottoreista, jotka kääntävät potkureita, ohittavat veto- ja ilmanopeuden. Oikea työntövoima takaa riittävän noston ja ohjattavuuden.

Multiroottori UAV:issä työntövoimaa tuottavat suoraan roottoreita pyörivät moottorit. Työntövektori on pystysuora, pääasiassa nostoon käytettävä, mutta pyörillä kallistuminen tai moottorin kierrosnopeuksien muuttaminen voi tuottaa vaakasuuntaista työntövoimaa liikettä ja suunnanhallintaa varten.

Lasketaan nosto- ja työntövoima

Laskelmissa on erityisiä kaavoja kunkin voiman. Nostaa kiinteäsiipisissä UAV: issa, kaava on:

]L = 0,5 × ρ × V2 × S × Cl

Jos L on hissi, ρ[ on ilmantiheys, V on lentonopeus, S[] on siipialue ja [Cl[] on hissikerroin.

Monisuoritin-UAV:ien työntövoiman osalta likimääräinen kaava on:

]T = C T × ρ × n2 × D4

Jos T on työntövoima, C T on työntövoimakerroin, n[ on roottorin nopeus (RPM), ja D on roottorin halkaisija.