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UAV Navigation en profundidad: Software de ala rotatoria: comportamiento de un de helicóptero real

El helicóptero como plataforma ofrece un conjunto muy particular de ventajas sobre su homólogo de ala fija, por lo que se ha utilizado en una amplia variedad de escenarios operacionales en los que se requiere un despegue y un aterrizaje verticales, y a menudo también la capacidad de mantenerse suspendido en el aire. Además, la capacidad de operar desde lugares de aterrizaje no preparados la distingue de las plataformas de ala fija, que en su mayor parte requieren una pista preparada. Esas características de vuelo tan singulares han dado lugar al uso de helicópteros en zonas urbanas, la selva, las montañas, el desierto y en entornos marítimos, por nombrar sólo algunos.

Los retos a los que se enfrentan los fabricantes de sistemas de control de vuelo  para su uso en plataformas de vehículos aéreos no tripulados tipo helicóptero son considerables. En la industria se acepta ampliamente que los aspectos de control de los UAV tipo helicóptero son más difíciles que los de ala fija y, además, la naturaleza de los helicópteros hace que a menudo haya un alto nivel de vibración, unido a un entorno magnético "ruidoso". Sumado a esto, los entornos en los que los helicópteros son frecuentemente utilizados provocan que los subsistemas de UAV helicóptero, incluido el autopiloto, pueden estar sujetos a un amplio rango de temperaturas, condiciones de congelación, altitudes extremas, humedad, salitre, etc.

UAV Navigation ha dedicado muchos años al desarrollo de autopilotos que están diseñados con estas características muy específicas en mente. Mientras que autopilotos de helicópteros supuestamente de "alta calidad" se limitan, como mucho, a ofrecer giros coordinados (muchos ni siquiera lo hacen), el software de los UAV de ala rotatoriadesarrollados por UAV Navigation va mucho más allá y es capaz de lograr el mejor rendimiento aeronáutico posible de una plataforma de helicópteros. Esto comienza por salvaguardar la envolvente de vuelo de la plataforma y permitir un nivel similar de seguridad y eficiencia para la guía y la navegación, algo que es una práctica ampliamente aceptada para los helicópteros tripulados.

Los siguientes ejemplos muestran cómo la solución de control de vuelo de UAV Navigation para los vehículos aéreos no tripulados de ala rotatoria es superior a la de sus competidores en una variedad de formas sutiles pero importantes.

En el siguiente diagrama (Imagen 1) podemos ver cómo un helicóptero hace un giro de 90º a la derecha. A la izquierda, el autopiloto del UAV Navigation controla la cola en un giro inclinado y coordinado que es la forma más eficiente de ejecutar la maniobra.

A la derecha, un autopiloto inferior permite que la cola se desvíe demasiado, o no lo suficiente, para que se ejecute un "giro de deslizamiento". Esto no es eficiente en cuanto a combustible y ejerce un esfuerzo indebido en la plataforma.

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En el siguiente ejemplo vemos cómo un helicóptero UAV vuela en línea recta.

En primer lugar (Foto 2a) no hay viento cruzado y no hay razón para que la cola "salga" o se resbale.

En la imagen 2b, un autopiloto inferior vuela un helicóptero UAV en línea recta con viento cruzado. El autopiloto ordena a la cola que "luche contra el viento" y la mantenga en línea con el rumbo general de la aeronave. Esto no sólo es enormemente ineficiente, sino que también provoca un gran estrés en la estructura y los componentes de la aeronave. Además,  es probable que cree más ruido. Esto definitivamente no es lo que un piloto humano competente haría y es un buen ejemplo de cómo un autopiloto inferior puede a primera vista parecer que controla un helicóptero adecuadamente, mientras que en realidad está haciendo un trabajo deficiente.

En la imagen 2c un autopiloto de UAV Navigation vuela el mismo helicóptero UAV en línea recta en las mismas condiciones de viento cruzado. En este caso, el autopiloto tiene en cuenta las condiciones de viento predominantes y controla el helicóptero para que siga la pista mientras mantiene el perfil más eficiente, apuntando la nariz hacia el viento. De nuevo, esto es lo que un piloto humano haría instintivamente.

Un ejemplo más avanzado de cómo el autopiloto  de UAV Navigation es superior a otros productos es la transición del vuelo suspendido al vuelo hacia adelante en un rumbo determinado que es diferente de la posición de guiñada actual.

 

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En la imagen 3a un autopiloto inferior controla un helicóptero UAV desde la posición suspendida hacia un punto de ruta que está en un rumbo de 90º desde su posición actual. Sin embargo, el helicóptero comienza con su nariz apuntando a aproximadamente 45º. Por lo tanto, el autopiloto se dirige con un rumbo de 45º y sólo más tarde puede hacer coincidir la trayectoria real con la deseada hacia el punto de ruta.

En la imagen 3b, la solución de control de vuelo del UAV Navigation asegura que cuando se aleja de la posición suspendida hacia el punto de ruta, la punta del helicóptero se gira gradualmente para coincidir con el rumbo hacia el punto de ruta. Esto, una vez más, es lo que un piloto humano haría y es la forma más eficiente y directa para que el helicóptero llegue al punto de ruta.

 

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Además de este tipo de características avanzadas de vuelo para las plataformas de helicópteros, los autopilotos de UAV Navigation incluyen otras capacidades especiales, como la protección de la altitud, la programación de la ganancia y la autorrotación totalmente automática.

Para obtener el mejor rendimiento posible de un helicóptero tipo UAV, ya sea de configuración convencional, de rotor entrelazado ("Flettner"), coaxial o en tándem, la gama de autopilotos de UAV Navigation, incluido el VECTOR, ofrece los niveles más altos de rendimiento, fiabilidad y eficiencia.

 

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About

UAV Navigation is a privately-owned company that has specialized in the design of flight control solutions for Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) since 2004. It is used by a variety of Tier 1 aerospace manufacturers in a wide range of UAV - also known as Remotely Piloted Aircraft Systems (RPAS) or 'drones'. These include high-performance tactical unmanned planes, aerial targets, mini-UAVs and helicopters.