Calculando o elevador e o impulso para Uavs de asa fixa vs Multirotor

Compreender as forças envolvidas no voo UAV é essencial para projetar e operar veículos aéreos não tripulados de asa fixa e multirotor (UAVs). Calcular o elevador e o impulso ajuda a garantir estabilidade, eficiência e segurança durante as operações de voo.

Elevador em UAVs de ala fixa e multirotor

O elevador é a força que se opõe à gravidade e permite que um VANT permaneça no ar. Em VANTs de asa fixa, o elevador é gerado pelo fluxo de ar sobre as asas quando a aeronave avança. A quantidade de elevador depende da área da asa, velocidade do ar, densidade do ar e o ângulo de ataque.

Em UAVs multirotores, o elevador é produzido pelos rotores que giram em altas velocidades. Cada rotor atua como um pequeno rotor de helicóptero, gerando elevação através da rotação de lâminas. O elevador total é a soma do elevador produzido por todos os rotores.

Empurra em UAVs de ala fixa e multirotor

O impulso é a força que impulsiona o VANT para a frente. Para aeronaves de asa fixa, o impulso é gerado por motores ou motores que giram hélices, superando o arrasto e mantendo a velocidade do ar.

Em UAVs multirotores, o impulso é produzido diretamente pelos motores girando os rotores. O vetor de impulso é vertical, usado principalmente para elevação, mas, inclinando os rotores ou mudando velocidades do motor, multirotores podem gerar impulso horizontal para o movimento e controle direcional.

Calculando o Lift e o Thrust

Os cálculos envolvem fórmulas específicas para cada força. Para o elevador em VANTs de asa fixa, a fórmula é:

L = 0,5 × ρ × V2 × S × Cl

Quando L é elevador, ρ é densidade do ar, V[ é velocidade do ar, S[] é área das asas, e Cl[[] é coeficiente de elevação.

Para impulso em UAVs multirotores, a fórmula aproximada é:

T = C T × ρ × n2 × D4

Quando T é impulso, C T] é um coeficiente de impulso, n é velocidade do rotor (RPM), e D[ é diâmetro do rotor.