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UAV VTOL e ad ala fissa, piloti automatici, GCS, componenti e carichi utili per UAS
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Estendere l’autonomia dei veicoli aerei senza pilota elettrici (droni, UAV, UAS, RPAS) è una considerazione importante per molti produttori di droni, UAV e veicoli autonomi. Sebbene ciò sia possibile aggiungendo batterie, il peso e lo spazio aggiuntivi spesso rendono questa soluzione controproducente. Gli sviluppi nella tecnologia dell’energia solare hanno reso la tecnologia fotovoltaica (PV) una possibile alternativa per alimentare UAV, droni e altri velivoli senza pilota.
UAV HALE a energia solare di UAVOS
Gli UAV rotanti generalmente non dispongono di spazio sufficiente sull’aeromobile per posizionare i pannelli solari. Sono meno efficienti nella generazione di portanza rispetto agli aeromobili ad ala fissa, il che significa che aumentare le dimensioni rappresenta una sfida ingegneristica significativa. Un team dell’Università di Singapore ha sviluppato un quadricottero sperimentale alimentato al 100% a energia solare, tuttavia è estremamente sottile e attualmente non è in grado di trasportare un carico utile significativo.
I piccoli UAS ad ala fissa possono avere una superficie sufficiente per integrare pannelli solari che aumenteranno la resistenza del velivolo. Per le piattaforme UAV esistenti, se si seleziona una tecnologia solare sufficientemente sottile e flessibile, ciò può essere fatto anche senza riprogettare la struttura dell’UAV.
UAVOS ApusDuo UAV ad alta quota e lunga autonomia
Gli HALE UAS, noti anche come HAPS (High-Altitude Pseudo-Satellites), sono progettati per mantenere un funzionamento stratosferico continuo per periodi di molti mesi. Le applicazioni degli UAV HALE includono la sorveglianza persistente e la fornitura di comunicazioni in aree in cui l’infrastruttura di rete è scadente o inesistente.
Attualmente, nessun UAS HALE è in grado di svolgere missioni durante tutto l’anno. Tuttavia, grazie alla crescita dei settori dell’industria solare e della tecnologia dei sistemi senza pilota, la ricerca e lo sviluppo delle piattaforme HALE sono in aumento e le prestazioni continuano a migliorare.
Le batterie da sole non sono in grado di sostenere il funzionamento continuo di questi UAV ad alta quota e lunga autonomia, pertanto le celle solari sono una parte fondamentale dei loro sistemi di alimentazione.
A causa delle altitudini alle quali operano, gli UAS HALE devono affrontare condizioni particolari. Altitudini più elevate significano temperature più basse, che in realtà aumentano la potenza erogata dalle celle solari. Il fattore che determina l’aumento delle prestazioni dipende dal coefficiente di temperatura del materiale, che a sua volta può variare negli ampi intervalli di temperatura che si riscontrano a queste altitudini.
Gli UAS HALE operano tipicamente ad altitudini comprese tra 15 e 24 km, il che garantisce loro un’irradiazione solare senza ostacoli e un certo grado di protezione dai raggi ultravioletti grazie allo strato di ozono. Oltre alla temperatura, le prestazioni solari di queste celle dipendono anche dall’irraggiamento spettrale, che a sua volta varia a seconda dell’ora del giorno, del periodo dell’anno e dell’angolo di incidenza della cella solare rispetto al sole.
A causa delle loro dimensioni, il peso è una preoccupazione in crescita esponenziale per gli UAV HALE. Le celle solari per gli UAS HALE devono essere leggere e flessibili per consentire una facile integrazione nella struttura alare. A causa degli ambienti difficili in cui operano questi velivoli, le celle solari degli UAV e il loro sistema di incapsulamento devono essere altamente resistenti a temperature estreme, vibrazioni e flessioni.
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