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Los sistemas de propulsión para UAV (vehículos aéreos no tripulados) y otros sistemas no tripulados, como los UGV (vehículos terrestres no tripulados), AUV (vehículos submarinos autónomos) y USV (vehículos de superficie no tripulados), suelen depender de una fuente de combustible o de una fuente de batería eléctrica. En el caso de los vehículos aéreos y acuáticos no tripulados, esta fuente de energía acciona una o varias hélices o ventiladores canalizados que proporcionan el empuje necesario para el movimiento hacia adelante o el vuelo estacionario. Los UGV se accionan mediante motores tradicionales, sistemas eléctricos o una combinación de ambos.
Los sistemas de propulsión eléctrica alimentados por baterías utilizan un motor para accionar hélices, ventiladores o ruedas. Los motores de drones se pueden encontrar en drones multirrotores, UAV de ala fija que dependen del vuelo hacia adelante, así como en vehículos no tripulados de superficie, terrestres y submarinos. Los motores eléctricos para UAV y otros vehículos no tripulados pueden ser con escobillas, que son más sencillos pero más ruidosos y más propensos al desgaste, o motores sin escobillas, que son más eficientes pero a menudo más costosos.
Unidades de propulsión eléctrica (EPU) eVector de CR Flight
Los sistemas de propulsión eléctrica son esenciales para los UAV multirrotores debido al control más preciso y al tiempo de respuesta que se requiere para ajustar el control del empuje diferencial necesario para el vuelo estacionario. Son más adecuados para aeronaves más pequeñas debido al volumen relativo y al peso adicional de los motores y el combustible líquido, y también son más fiables.
La desventaja de los sistemas de propulsión eléctrica es que las baterías ofrecen una relación energía-peso inferior a la del combustible, por lo que ofrecen tiempos de vuelo significativamente más cortos. Las baterías también tardan en recargarse, por lo que prepararse para misiones posteriores llevará más tiempo que simplemente rellenar un depósito de combustible, si no se dispone de varias baterías.
Motor de gas de 2 cilindros SkyPower para UAV
Los motores para UAV pueden ser motores de combustión interna con pistones, motores rotativos o motores de turbina de gas. Los motores para UAV suelen incorporar sistemas avanzados de inyección de combustible y sistemas de gestión del motor para proporcionar una mayor eficiencia.
Los motores rotativos para UAV, incluidos los diseños de motor Wankel, utilizan un rotor dentro de una carcasa para llevar a cabo el ciclo de combustión. Producen menos vibraciones que los motores de pistón y presentan una relación potencia-peso favorable, pero pueden ser menos económicos y requerir más mantenimiento. Los motores de turbina de gas son más fiables y proporcionan una mayor relación potencia-peso que los motores de pistón y rotativos, pero su desarrollo es más caro y, en la actualidad, solo son viables para UAV de mayor tamaño.
Sistema de propulsión híbrido para UAV de Northwest
Se han desarrollado drones híbridos de gasolina y electricidad que utilizan tanto un motor de combustión como baterías. La carga energética se reparte entre los dos sistemas, lo que permite utilizar un motor más pequeño y eficiente.
Estos sistemas híbridos ofrecen un mayor tiempo de vuelo en comparación con los drones del mismo tamaño que funcionan únicamente con batería o combustible, lo que permite aplicaciones como la entrega autónoma de paquetes y misiones de vigilancia e inspección mejoradas.
Módulos de pilas de combustible de Intelligent Energy
También se están desarrollando tecnologías de propulsión por pilas de combustible para UAV y UGV. Las pilas de combustible utilizan hidrógeno para generar una corriente eléctrica que puede utilizarse para alimentar un motor. El hidrógeno tiene una densidad energética superior a la de la tecnología actual de las baterías y solo produce agua como emisión. Sin embargo, esta tecnología es actualmente muy costosa y el hidrógeno puede ser difícil de almacenar y transportar.
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