Robôs híbridos ar-água : um veículo não tripulado do tipo quadricóptero com foco na eficiência energética

Abstract

Nas últimas décadas, alguns tipos de veículos híbridos do tipo ar-água foram propostos para uma série de diferentes aplicações. Inspeções de estruturas parcialmente submersas e o mapeamento de regiões em ambientes alagadiços são alguns exemplos. Porém, o tempo gasto na realização de tais operações é relativamente elevado, sendo normalmente necessário sistemas com grande autonomia operacional. Apesar das vantagens no uso de sistemas do tipo quadricópteros, sua autonomia ainda é bem limitada devido a restrições das baterias disponíveis. Focando na questão energética, neste trabalho inicialmente são apresentadas análises das diferentes configurações de veículos híbridos do tipo ar-água existentes. Na sequência são realizadas avaliações com diferentes configurações de motores e hélices. Nesses ensaios identifica-se diferentes formas de aumentar a eficiência do sistema propulsor do veículo, reduzir o arrasto e também diminuir a massa adicional do veículo em operações subaquáticas. Dessa forma, este trabalho propõe uma nova plataforma híbrida do tipo quadrirrotor, focada em um melhor desempenho e uma melhor eficiência do consumo energético

In the last few decades, some types of hybrid air-water vehicles have been proposed in the literature for several diverse applications. Inspection of partially submerged structures and mapping of marshy regions are examples of such applications. However, the time spent in carrying out such missions is relatively high, and systems with a high operating autonomy are normally required. Such autonomy is still quite limited in quadrotor-like platforms due to restrictions of the available batteries. This work initially presents analyzes of the different configurations of existing hybrid air-water vehicles to assist in this problem. Following, we evaluated engine and propeller configurations. These tests identify different ways to increase the efficiency of the vehicle's propulsion system, reduce drag and also decrease the additional mass of the vehicle in underwater operations. In this way, this work proposes a new hybrid platform of the quadrotor-like vehicle, focused on a better performance and a better efficiency of the energy consumption.