Veículo Aéreo Não Tripulado Híbrido para Operação com Multirotor em Grandes Altitudes
Por Wilson Galvão / Especial - UFRN
A Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) recebeu a carta patente de uma invenção que reúne características de foguete e drone multirotor em um único sistema, capaz de alcançar grandes altitudes e realizar operações de monitoramento com elevada precisão e menor custo operacional.
Trata-se do Veículo Aéreo Não Tripulado Híbrido para Operação com Multirotor em Grandes Altitudes (VANTH-GA), tecnologia depositada em 2019 e desenvolvida pelos pesquisadores Luiz Marcos Garcia Gonçalves, Alysson Nascimento de Lucena e Raimundo Carlos Silvério Freire Júnior.
O funcionamento da tecnologia baseia-se na integração entre um módulo lançador, semelhante a um foguete, e um módulo multirotor desacoplável. O sistema utiliza uma tubeira articulável, mecanismo responsável pelo direcionamento do fluxo do motor, para controlar a estabilidade, a altitude e o deslocamento lateral durante o voo. Essa configuração permite que o dispositivo reduza a velocidade até atingir o voo pairado, condição considerada um dos principais diferenciais da invenção.
“O foguete possui um bocal articulado que possibilita controlar o empuxo e a direção. Essas características permitem desacelerar até a situação de voo pairado e se deslocar em qualquer direção”, explica Alysson Lucena. Segundo o pesquisador, o objetivo é preservar integralmente a energia do módulo multirotor para a missão principal. “Conseguimos liberar a aeronave multirotor com 100% de sua matriz energética disponível para executar análises detalhadas no local desejado”, afirma.
Vinculada ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e de Computação (PPGEEC/CT) e ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica (PPGEM/CT) da UFRN, a pesquisa teve como motivação inicial uma visita ao Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), em Natal. Durante a experiência, os pesquisadores identificaram as dificuldades enfrentadas para posicionar balões meteorológicos em locais específicos, especialmente no Rio Grande do Norte, onde os ventos apresentam elevada intensidade. “Percebemos que existia uma limitação importante para operações em grandes altitudes com precisão de posicionamento, e isso motivou o desenvolvimento da solução”, relata Alysson.
Múltipla aplicabilidade
A tecnologia pode ser aplicada em diferentes áreas. Entre as possibilidades estão o monitoramento ambiental e agrícola, por meio da captação de imagens aéreas; a criação temporária de links de comunicação de alta velocidade; ações de vigilância de fronteiras; e pesquisas científicas atmosféricas. O equipamento também poderá contribuir para estudos sobre os chamados ‘rios voadores’, correntes de umidade provenientes da Amazônia, além da coleta de partículas transportadas pelos ventos alísios, como a poeira do Saara que chega anualmente ao Brasil.
Segundo Alysson Lucena, embora muitas dessas atividades já sejam realizadas atualmente por satélites ou aeronaves tripuladas, os custos operacionais permanecem elevados e existem limitações técnicas relevantes. “Nosso dispositivo abre diversas oportunidades para análises precisas e de baixo custo. Diferentemente de aviões convencionais, conseguimos permanecer em um ponto específico durante vários minutos, realizando observações detalhadas”, destaca.
Além da atuação acadêmica, Alysson desenvolve pesquisas no ITA
O pesquisador Allyson Lucena também aponta que o avanço dos sistemas autônomos deve ampliar ainda mais o alcance de tecnologias desse tipo nos próximos anos. “Caminhamos para a popularização dos sistemas de piloto automático. Hoje, já temos algo semelhante ao que ocorre com os computadores domésticos, em que adquirimos um hardware, instalamos os softwares necessários e configuramos conforme nossas necessidades. Os dispositivos não tripulados seguem esse mesmo caminho”, observa Alysson.
Atualmente, a pesquisa já ultrapassou a etapa conceitual e entra na fase de fabricação do primeiro protótipo funcional. Os próximos passos envolvem testes de validação estrutural e o desenvolvimento do sistema de controle do empuxo e do deslocamento lateral. “Estamos ingressando na fabricação do primeiro protótipo para validar tudo o que foi pesquisado até o momento. Depois dessa etapa, iniciaremos os testes de voo”, explica o pesquisador.
Além da atuação acadêmica, Alysson desenvolve atualmente pesquisas no Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), em um projeto financiado pela Finep voltado ao desenvolvimento de aeronaves híbridas com capacidade de decolagem e pouso vertical. Segundo ele, a experiência acumulada ao longo da trajetória científica vem sendo aplicada diretamente na indústria aeroespacial. “Todo o conhecimento construído na caminhada como pesquisador está sendo utilizado profissionalmente no desenvolvimento de aeronaves não tripuladas”, conclui.
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