Desenvolvimento de sistemas táticos cativos baseados em asas rotativas

• Processo: 15/00703-7
• Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Vigência: 01 de abril de 2016 - 31 de dezembro de 2019
• Área do conhecimento: Interdisciplinar
• Pesquisador responsável: Leonardo Mendes Nogueira
• Beneficiário: Leonardo Mendes Nogueira
• Empresa: Altave Serviços de Manutenção e Instalação de Sistemas de Radiocomunicações Ltda. - ME
• Município: São José dos Campos
• Pesquisadores principais: Bruno Avena de Azevedo ; Davi Ferreira de Castro
• Pesq. associados: Davi Antônio dos Santos ; Jonatas Sant'Anna Santos
• Assunto(s): Engenharia aeronáutica Estrutura de aeronaves Asas de aeronaves Sistemas aeroespaciais Aeronaves Aeronaves não tripuladas

Resumo

Os Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) do tipo multicópteros têm atraído a atenção da indústria e dos estudos acadêmicos na última década. Esse interesse pode ser explicado pelo relativo baixo custo e simplicidade em sua construção, quando comparado com outros veículos, tais como: aviões e helicópteros. Os multicópteros são veículos de asas rotativas que possuem a capacidade de pouso e decolagem verticais, voo pairado, boa manobrabilidade e facilidade em ser controlado tanto em atitude quanto em posição. Devido as características citadas, esses veículos são apropriados para aplicações como: monitoramento de trânsito, inspeção de linhas de transmissão de energia elétrica, monitoramento agrícola, inspeção de edifícios, vigilância de edifícios, vigilância de fronteiras, vigilância em áreas urbanas e operações de busca e salvamento. Os multicópteros possuem alguns pontos negativos, como a baixa autonomia (que chega a ser de minutos), capacidade limitada de carga útil e ausência de marco regulatório. Uma nova tecnologia do setor aeroespacial são os veículos de asas rotativas cativos ou ancorados por cabos. Os cabos, apesar de restringirem o voo do veículo a um espaço menor, são utilizados para transmissão de energia elétrica para os veículos durante as operações, fornecendo-lhe uma maior autonomia aos veículos. Poucos são os veículos desse gênero, sendo apenas três os de conhecimento público: dois são israelenses (HoverMast-100 e ETOP) e um americano (LTAP). Até o momento não existe qualquer confirmação de que esses veículos já estejam disponíveis no mercado ou são apenas projetos em andamento, tratando-se, portanto de projetos de desenvolvimento tecnológico. A capacidade de se criar um ponto de observação ou comunicação em alturas da ordem de dezenas de metros em questão de segundos é atrativa para uma diversidade de missões táticas. Dessa forma, entende-se que os multicópteros cativos se colocarão em um nicho do mercado entre aeronaves pilotadas ou não pilotadas e os aeróstatos cativos. As aeronaves, principalmente helicópteros tripulados e todos os tipos de VANTs, são indicadas para rápidos deslocamentos em que as missões possuem pequenas durações. Os aeróstatos cativos são ideais para missões com durações a partir de duas horas indo até meses, em alturas de 100 metros ou superior. Os multicópteros cativos supririam o campo de atuação entre os veículos citados, com tempos de instalação mínimos e capazes de operar de forma eficiente por algumas horas a uma altura de algumas dezenas de metros. Interessada nessa nova solução, a ALTAVE iniciou a partir de maio de 2014, com apoio do programa CNPq RHAE - Pesquisador na Empresa, uma prospecção tecnológica de todos os itens envolvidos na solução, tendo investigado em que condições se apresentam as melhores oportunidades técnicas e mercadológicas. Através dessa análise, a ALTAVE chegou à conclusão de que a melhor configuração a se explorar, seria um multicóptero, em que utiliza-se motores elétricos de alta performance, sendo esse ancorado por um cabo pelo qual recebe energia elétrica. Com base no que é divulgado pelos potenciais concorrentes, a empresa decidiu impor como meta, o projeto de um veículo capaz de carregar cargas úteis com massa da ordem de 5kg e para voos a alturas da ordem de 50m. Foi construído e testado um multicóptero cativo com quatro rotores a fim de demostrar o conceito. A alimentação de energia foi efetuada através do solo, dessa forma dispensou-se baterias embarcadas. Por meio deste protótipo concluiu-se a FASE 1 deste projeto com recursos próprios, com a finalidade de abrir o desenvolvimento e entrada no mercado, para maximizar as chances de sucesso do projeto proposto. Assim, este projeto possui como objetivo desenvolver o primeiro multicóptero cativo nacional. Para isso, muitos estudos deverão ser efetuados a fim de encontrar soluções que otimizem o sistema em termos de massa, consumo energético, estabilidade, sistema de ancoragem e segurança de operação (AU)