Projeto conceptual de uma aeronave pequena de baixo custo para aplicação em controlo cooperativo

Tendo como objetivo principal a busca por uma estrutura capaz de satisfazer as necessidades previstas para o desenvolvimento do controlo cooperativo, integrado no plano de Investigação e Desenvolvimento do Centro de Investigação da Academia da Força Aérea, encontra-se na presente dissertação um modelo de aeronave proposto e validado. Após serem salientados os requisitos essenciais ao sistema de controlo cooperativo, é apresentado um tipo de arquitetura do qual se destacam os sistemas de voo associados à mesma. Deste modo, após dimensionar o corpo onde estarão presentes os sistemas, opta-se por um design estrutural de asa voadora, em espuma, com uma caixa central fabricada através de manufatura aditiva. Através de uma comparação com outros modelos idênticos e métodos analíticos para valores de carga alar e power loading, desenvolve-se um modelo computacional da aeronave final, justificando os perfis alares a utilizar na sua elaboração. O modelo final desenvolvido é caraterizado por um design de asa voadora, com peso à descolagem de 1,2 kg e uma envergadura de 1 m. Este modelo é validado através de uma ferramenta computacional, executando-se uma caraterização aerodinâmica e uma análise de estabilidade. Posteriormente, é desenvolvido um modelo à escala de 1/1,25 para ser utilizado no túnel aerodinâmico. Os dados obtidos são comparados com a simulação computacional, validando a aeronave segundo este método. Finalmente, é desenvolvido um protótipo real do modelo sujeitando-o a ensaios em voo por forma a ser validado através de um método prático. Esta dissertação satisfaz assim a necessidade da estrutura propondo uma aeronave de construção rápida, baixo custo e capaz de responder às necessidades de um controlo cooperativo, validada segundo uma análise teórica, computacional com base no XFLR5, experimental através do túnel aerodinâmico e prática através de ensaios em voo.This paper presents a validated aircraft structure capable of satisfying the demands of swarm robotics, integrated on the ideas of the Investigation and Development plan of the Portuguese Air Force Academy Research Centre. Once the necessities of a swarm robotics system are presented, associated to a specific electric structure, the flight systems able to fulfil the purpose are revealed. After being capable of sizing and modeling the body where all these systems will be allocated, the flying wing design is in order. This wing is made with foam on the majority of its structure, and the main central body requires an additive manufacturing process. Comparing with other small sized aircraft and analytic methods to calculate the values of wing and power loading, a final computational model is developed justifying the airfoils used on its design. The final project is a flying wing with a take-off weight of 1,2 kg and a wingspan of 1 m. It is validated through a computer aerodynamic tool analyzing its behavior concerning its aerodynamics and stability. Afterwards, a scale model from 1/1,25 is created in order to be used on the wind tunnel. Data from these tests is compared with the computer aerodynamic tool validating the aircraft throughout this method. Subsequently a real size prototype is exposed to flight tests validating once again the project. This being said, the final objective is achieved, suggesting an aircraft, theoretically validated and reinforced with wind tunnel and flight tests, fast-constructed, low budget and able to answer the requirements of a swarm robotics system.N/

The C3UV Testbed for Collaborative Control and Information Acquisition Using UAVs

collaborative information acquisition. The C3UV testbed has been used for demonstrating a wide range of information-oriented applications executed by collaborative teams of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs). This paper presents the C3UV testbed from an architectural stand-point. The testbed includes a estimation and control architecture and a software architecture. The estimation and control architecture is a set of components that can be composed to perform specific missions. The software architecture supports the execution of estimation and control components and implements the Collaborative Sensing Language- a language for highlevel specification of mission-level controllers for mobile sensor networks with ad-hoc resource pool and dynamic network topology. We show the use of different layers of the architecture using examples from our field experiments and demonstrations. Our heterogeneous teams of UAVs perform several types of missions such as environmental monitoring, pedestrian search and tracking, and river mapping. I