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Quais São as Diferenças Entre Aeronaves Remotamente Pilotadas de Asa Fixa e Multirotores?


Quando o assunto é a utilização de drones para imageamento aéreo, uma das maiores dúvidas é sobre as vantagens e desvantagens de cada tipo de sistema, porém é difícil fazer uma comparação direta e afirmar qual tipo de aeronave é melhor, pois são concebidos para fins diferentes. Em outras palavras, deve-se dizer que multirotores e RPAs de asa fixa não são concorrentes diretos, sendo normalmente otimizados para aplicações específicas.

Pensando em sanar essas dúvidas, separamos alguns tópicos com as principais características que diferenciam uma aeronave da outra, também destacamos quais são as aplicações mais comuns para cada modelo

Os Multirotores

Os multirotores são os drones mais populares da atualidade, pois além de se mostrarem versáteis e de fácil operação, seus preços estão cada vez mais acessíveis. A aparência desses aparelhos é bem conhecida, normalmente uma estrutura simples com alguns braços e motores elétricos nas pontas. Quanto ao número de motores, existem variações, pois no geral vão de três a oito, sendo os quadricópteros (quatro motores) os mais comuns.

Devido a facilidade de operação e capacidade de operar com baixas velocidades ou completamente parados no ar, as aplicações mais compatíveis deste equipamento são a geração de imagens artísticas, bem como vídeos, vigilância ou inspeções de segurança. O mapeamento aéreo com multirotores pode ser realizado, porém existe uma limitação significativa na quantidade de área que a aeronave é capaz de cobrir, sendo possível realizar esse tipo de serviço apenas para mapeamento de áreas pequenas.

Figura 1: 3DR Solo, exemplo de quadricóptero

Asa Fixa

Mais conhecidas como aviões, as aeronaves de asa fixa ou aeroplanos têm essa denominação por gerarem sustentação utilizando asas fixas (não rotativas) em relação a estrutura principal da aeronave (conhecida como fuselagem em aviões convencionais). Essa geração de sustentação ocorre através da conversão do movimento de avanço da aeronave em reações aerodinâmicas (forças de sustentação, arrasto e momento).

Normalmente as configurações utilizadas para ARPs de asa fixa com fins de mapeamento são do tipo convencional (fuselagem, motor, asa e cauda) ou do tipo asa voadora (apenas uma asa e motor, sem cauda ou fuselagem).

Figura 2: AT120 (Auster Tecnologia), exemplo de asa voadora

A operação das RPAs de asa fixa é um pouco mais complicada e exige um nível maior de atenção e capacidade técnica dos pilotos, pois voam em altas velocidades e normalmente em elevadas altitudes. A aplicação mais comum para essa categoria são os mapeamentos de áreas grandes ou monitoramentos que exigem autonomias de voo ou cargas maiores, pois uma vez atingida a velocidade e altitude da missão, o consumo de energia se torna muito baixo se comparado aos multirotores.

Figura 3: Auster AT 190, exemplo de aeronave convencional

Comparação Direta

Para comparar de forma mais objetiva as características de cada tipo de equipamento, escolhemos alguns fatores que influenciam na escolha final de um sistema, tais como: autonomia, velocidade de voo, facilidade de operação, teto de serviço (altura), versatilidade, capacidade de carga, confiabilidade, nível de automação e alcance.

- Autonomia: aeronaves de asa fixa possuem autonomia muito superior aos multirotores, podemos dizer que se compararmos duas aeronaves diferentes com faixa de peso e carga de baterias iguais, certamente o multirotor terá no máximo 30% da autonomia de voo da aeronave de asa fixa;

- Velocidade de voo: multirotores podem voar a baixas velocidades ou até mesmo ficar parados em pontos específicos, ao passo que aeronaves de asa fixa precisam estar em movimento para que o voo seja mantido, porém os multirotores não são capazes de voar a velocidades elevadas, diferente das asas fixas que podem facilmente ultrapassar os 90 km/h;

- Facilidade de operação: normalmente para operar aeronaves de asa fixa é necessária uma capacitação mais completa para que o operador esteja totalmente a par das limitações e riscos envolvidos na operação do aparelho, já os multirotores, mesmo que os riscos também sejam reais, são de fácil adaptação para o operador, exigindo menores níveis de habilidade;

- Teto de serviço: em geral as aeronaves de asa fixa costumam ter maior capacidade de atingir altitudes de voo elevadas, uma vez que os multirotores normalmente gastam boa parte do tempo de voo nas operações de subida e descida, sendo bastante arriscado atingir grandes alturas operando aeronaves que não são capazes de planar (voar sem qualquer tração), que é o caso das asas fixas;

- Versatilidade: quando falamos de manobrabilidade e operações em espaços limitados, obviamente os multirotores são mais versáteis, sendo capazes de decolar e pousar em espaços muito menores. Algumas RPAs de asa fixa podem contornar esse problema com soluções alternativas para pouso e decolagem, como o uso de catapultas, sistemas de pouso e decolagem verticais (VTOL) ou o uso de paraquedas;

- Capacidade de carga: é possível embarcar cargas mais pesadas em aeronaves de asa fixa sem prejudicar muito seu desempenho, diferente dos multirotores, que costumam consumir uma quantidade exagerada de energia, caso a carga embarcada seja muito pesada;

- Confiabilidade: em caso de falhas do operador, os multirotores são mais confiáveis devido a capacidade de pairar se o operador soltar os controles, porém são mais sensíveis a problemas mecânicos, como por exemplo a falha de algum dos motores, que normalmente resulta em queda caso não tenha qualquer tipo de redundância de motores (seis ou mais motores). As aeronaves de asa fixa são capazes de planar sem dificuldades e até realizar um pouso seguro em caso de falha do sistema de motopropulsor, mas podemos dizer que em confiabilidade do equipamento ambos os tipos de sistemas dependem diretamente da atenção dada no momento da montagem e manutenção, resultando mesmo em um empate;

- Nível de automação: por possuírem estabilidade natural, as aeronaves de asa fixa (a maioria delas) não dependem muito dos sistemas eletrônicos embarcados para realizar o controle de voo, podendo ser controladas por processadores mais simples, porém os softwares de voo totalmente automático são mais complexos e possuem mais variáveis envolvidas no funcionamento correto do sistema. Já nos multirotores há uma dependência total da eletrônica para que o equipamento permaneça em voo, sendo normalmente necessários controladores mais sofisticados, porém seus sistemas de voo automático são relativamente simples, se comparados a algoritmos de controle de asa fixa;

- Alcance: os voos em velocidades mais elevadas das aeronaves de asa fixa, bem como sua eficiência aerodinâmica, permitem que esse tipo de equipamento percorra distâncias maiores, normalmente limitadas apenas pelo alcance dos links de comunicação, uma vez que estes dependem diretamente de transmissões de ondas de rádio, ao passo que os multirotores não possuem autonomia ou velocidade suficientes para percorrer longas distâncias de forma segura.

São muitas as diferenças entre os dois tipos de sistemas, mas pode-se dizer que para cada situação existe um equipamento ideal para ser utilizado, tudo dependerá da demanda, requisitos mínimos e limitações impostas pela aplicação.

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