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Os sistemas de propulsão para UAVs (veículos aéreos não tripulados) e outros sistemas não tripulados, como UGVs (veículos terrestres não tripulados), AUVs (veículos subaquáticos autónomos) e USVs (veículos de superfície não tripulados), normalmente dependem de uma fonte de combustível ou de uma fonte de bateria elétrica. No caso de veículos aéreos e aquáticos não tripulados, esta fonte de energia aciona uma ou mais hélices ou ventiladores canalizados que fornecem impulso para o movimento para a frente ou para pairar. Os UGVs são acionados por motores tradicionais, sistemas elétricos ou uma combinação dos dois.
Os sistemas de propulsão elétrica alimentados por bateria utilizam um motor para acionar hélices, ventiladores ou rodas. Motores de drones podem ser encontrados em drones multirotores, UAVs de asa fixa que dependem do voo para a frente, bem como em veículos não tripulados de superfície, terrestres e subaquáticos. Os motores elétricos para UAVs e outros veículos não tripulados podem ser com escovas, que são mais simples, mas mais barulhentos e mais propensos ao desgaste, ou motores sem escovas, que são mais eficientes, mas geralmente mais caros.
Unidades de propulsão elétrica (EPU) eVector da CR Flight
Os sistemas de propulsão elétrica são essenciais para UAVs multirotores devido ao controlo mais preciso e ao tempo de resposta necessário para ajustar o controlo de impulso diferencial necessário para pairar. São mais adequados para aeronaves menores devido ao tamanho relativamente grande e ao peso extra dos motores e combustível líquido, além de serem mais confiáveis.
Nos sistemas de propulsão elétrica para UAVs, o vetor de impulso permite o controlo direcional do impulso através do ajuste mecânico da orientação do motor ou do escape. A vetorização de impulso melhora a manobrabilidade e a estabilidade em plataformas multirotor e de asa fixa, especialmente durante a decolagem e aterragem vertical ou operações de alta agilidade.
A desvantagem dos sistemas de propulsão elétrica é que as baterias oferecem uma relação energia/peso menor do que o combustível e, portanto, oferecem tempos de voo significativamente mais curtos. As baterias também levam tempo para recarregar, portanto, a preparação para missões subsequentes levará mais tempo do que simplesmente reabastecer um tanque de combustível, se várias baterias não estiverem disponíveis.
Motor a gás SkyPower de 2 cilindros para UAV
Os motores UAV podem ser motores de combustão interna acionados por pistão, motores rotativos ou motores de turbina a gás. Os motores UAV geralmente incorporam sistemas como sistemas avançados de injeção de combustível e sistemas de gestão do motor para proporcionar maior eficiência.
Os motores rotativos para UAV, incluindo os motores Wankel, utilizam um rotor dentro de uma carcaça para realizar o ciclo de combustão. Produzem menos vibração do que os motores acionados por pistão e apresentam uma relação potência/peso favorável, mas podem ser menos económicos e exigir mais manutenção. Os motores de turbina a gás são mais fiáveis e proporcionam uma relação potência/peso maior do que os motores a pistão e rotativos, mas são mais caros de desenvolver e, atualmente, só são viáveis para UAVs maiores.
Sistema de propulsão híbrido para UAV da Northwest
Foram desenvolvidos drones híbridos a gás e elétricos que utilizam tanto um motor de combustão como baterias. A carga energética é partilhada entre os dois sistemas, o que significa que pode ser utilizado um motor mais pequeno e eficiente.
Estes sistemas híbridos oferecem um tempo de voo superior em comparação com drones de tamanho semelhante movidos exclusivamente a bateria ou combustível, permitindo assim aplicações como a entrega autónoma de encomendas e missões de vigilância e inspeção melhoradas.
Módulos de célula de combustível da Intelligent Energy
Tecnologias de propulsão por célula de combustível também estão a ser desenvolvidas para UAVs e UGVs. As células de combustível utilizam hidrogénio para gerar uma corrente elétrica que pode ser utilizada para alimentar um motor. O hidrogénio tem uma densidade energética superior à tecnologia atual das baterias e produz apenas água como emissão. No entanto, a tecnologia é atualmente muito dispendiosa e o hidrogénio pode ser difícil de armazenar e transportar.
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