Dissertação
Development and testing of a novel tri-rotor configuration for application in a fixed wing VTOL aircraft EVALUATED
A versatilidade das aeronaves de descolagem e aterragem vertical (VTOL) tem levado a um aumento da procura de novas configurações destes veículos, nomeadamente nas áreas de Mobilidade Aérea Urbana e militar. Nesta última, os sistemas VTOL são particularmente interessantes quando aplicados a Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs), permitindo a sua operação independentemente da localização ou infraestruturas existentes. Nesta tese, é apresentada uma nova configuração de aeronave tri-rotor, sendo feita a prova de conceito das capacidades de voo pairado e horizontal, de modo a determinar a sua aeronavegabilidade e a viabilidade da sua aplicação num futuro VANT VTOL de asa fixa. Primeiramente, o modelo da dinâmica de voo (FDM) do veículo foi deduzido, um controlador projetado em Simulink e estudos paramétricos realizados para determinar condições de trim em voo pairado. Seguidamente, um controlador foi obtido em PX4 e afinado. Depois, foi projetado um veículo de teste, com enfoque nos mecanismos de inclinação dos rotores dianteiros e traseiro, cujo desempenho foi depois avaliado e a sua atuação mapeada. Foi também feito um estudo sobre a perda de eficiência (∼19% em voo pairado) decorrente da introdução de uma caixa de velocidades no sistema do rotor traseiro. Posteriormente, testes de voo que levaram à prova de conceito e à recolha de dados foram feitos. Por fim, dois métodos de identificação de sistemas (abordagem baseada em tempo e em resposta em frequência) foram usados para obter modelos. A primeira abordagem conseguiu replicar apenas 2s do voo de validação, enquanto a posterior conseguiu replicá-lo inteiramente.
dezembro 6, 2022, 16:0
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