Drone desenvolvido na UFRN pode ser ferramenta para exploração em outros planetas

Tendo como principal diferencial ser equipado com uma tecnologia híbrida para a geração de energia, a qual permite sua utilização em grandes distâncias como uma possível locomoção até o planeta Marte, um grupo de inventores da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) e do Instituto Tecnológico da Aeronáutica (ITA) criou um drone. O mecanismo tem capacidade autônoma que concilia as características de uma asa voadora e um multirrotor com apenas um conjunto motopropulsor coaxial, ou seja, ora funciona como um avião, ora utiliza a lógica de funcionamento de um helicóptero, mas usando o mesmo conjunto de motores no voo.

Alysson Nascimento de Lucena identifica que somente essas duas características já conferem ao equipamento, tecnicamente um Veículo Aéreo Não Tripulado Híbrido (Vant), a capacidade de decolagem e pouso vertical pelo multirrotor e de deslocamento para longas distâncias em voo horizontal com sustentação pela asa. “Contudo, nesse projeto desenvolvemos uma tecnologia híbrida para a geração de energia, que pode ser tanto por células fotovoltaicas que cobrem a superfície superior da asa quanto pelo conjunto motopropulsor, também híbrido, capaz de gerar empuxo durante o voo ou gerar energia quando em repouso”, situa o hoje pós-doutorando no Programa de Pós-graduação de Engenharia Eletrônica e Computação no Instituto Tecnológico da Aeronáutica (ITA).

 

Ainda segundo o pesquisador, o que dá capacidade ao conjunto motopropulsor para gerar energia é o controle de passo das hélices de cada motor. Esse comando permite, quando a aeronave estiver em repouso, posicionar uma pá perpendicularmente à direção do vento, enquanto a pá oposta está paralela, proporcionando melhor aproveitamento na geração de energia eólica.

“Esse Vant nos coloca em uma nova categoria de aplicação, a de longas distâncias por vários dias, devido a essa capacidade de recarregar a matriz energética. O tempo de operação está condicionado à vida útil da bateria e ela pode ser eficiente por anos. Essa característica nos possibilita operar em outros planetas, como Marte, bastando existir a oferta de ventos ou raios solares”, frisa Alysson Lucena.

 

Luiz Marcos Garcia Gonçalves, orientador do projeto quando do seu início, então vinculado aos programas de Pós-graduação em Engenharia Elétrica e de Computação da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), explica que os dispositivos enviados para outros planetas normalmente geram energia somente por células fotovoltaicas. Nesse caso, o acúmulo de poeira é um problema que implica a diminuição da sua eficiência com o tempo.

Ele lista alguns exemplos. Um deles foi enfrentado pela Nasa, em 2021, quando a sonda InSight deixou de receber a energia necessária devido ao acúmulo de poeira nos painéis fotovoltaicos. Outra situação aconteceu recentemente, quando o Vant Ingenuity ficou sem contato com a base na Terra devido ao mesmo problema.

 

“A nossa tecnologia permite o recarregamento por meio das células fotovoltaicas e por energia eólica durante o tempo em que a aeronave permanece em repouso, evitando a falha da missão por falta de energia. Além disso, durante o voo vertical, o fluxo de ar incidente nos painéis fotovoltaicos que cobrem a asa atua fazendo uma faxina na poeira”, pontua o professor do Departamento de Engenharia de Computação e Automação.

Além dos dois, o desenvolvimento da tecnologia contou com as contribuições intelectuais de Neusa Maria Franco de Oliveira e Raimundo Carlos Silvério Freire Júnior. O depósito de pedido de patente aconteceu no mês de dezembro e recebeu o nome: Veículo aéreo não tripulado com sustentação híbrida e conjunto motopropulsor híbrido com hélice de passo variado para operação em atmosfera terrestre e não terrestre.

 

A tecnologia está na fase de elaboração do primeiro protótipo, mais precisamente no desenvolvimento do conjunto motopropulsor, que vai necessitar de usinagem de alta precisão para evitar folgas e vibrações. Paralelamente, os inventores estão trabalhando no sistema autônomo de controle da aeronave. Esses dois sistemas são os mais complexos para o projeto. Quando dominados, será o momento de os ensaios de voo ocorrerem.

“Os conhecimentos que estão sendo adquiridos no desenvolvimento do Vant híbrido no pós-doutorado em que estou agora serão muito importantes para a aeronave entrar em operação. Outro projeto em desenvolvimento com potencial de inovação é um Vant com asas de geometria variável”, destaca Alysson Lucena. O pós-doutorado citado é feito sob orientação da professora Neusa Franco e é fruto de uma chamada pública da Agência Financiadora de Estudos e Projetos (Finep), ligada ao Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação.