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I droni volanti o SAPR, le classi. I droni “volanti” possono essere di due tipi
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I droni volanti o SAPR, le classi

I droni “volanti” possono essere principalmente di due tipi:

ad Ala Fissa (p.e. Parrot) od ad Ala Rotante (p.e. DJI).

Dronitaly 2016
I droni ad ala fissa

I droni ad ala fissa sono molto simili a dei piccoli aerei e sono caratterizzati da una struttura relativamente semplice e leggera e un’aerodinamica, con un’ala più o meno rigida.

Per fare sì che il drone possa muoversi in avanti i droni ad ala fissa sono generalmente equipaggiati con motori elettrici. Uno dei modelli più conosciuti, ma non di grande successo, è il Parrot Disco con un’apertura alare di 1150 mm ed un peso di 780 g.

 

Per le loro caratteristiche, una struttura relativamente più semplice, leggera ed aerodinamica, i droni ad ala fissa presentano alcuni vantaggi:

 

  • maggiore autonomia di volo, sono in grado di volare per oltre 45 minuti, modelli sperimentali di grandi dimensioni hanno superato le 2 ore di autonomia;
  • superfici coperte in minor tempo, i droni ad ala fissa consentono di coprire superfici fino a circa 1 Km quadrato con un unico volo;
  • a parità di peso i droni ad ala fissa possono trasportare pesi superiori per distanze maggiori utilizzando meno potenza.

Nonostante i droni ad ala fissa abbiano alcuni vantaggi, sono molto più rari rispetto ai “cugini rotanti”. Il loro utilizzo è infatti frenato da alcuni svantaggi principali:

 

  • i droni ad ala fissa sono più costosi;
  • impossibilità di rimanere stazionari in “hovering” come fanno invece i droni a rotori in maniera eccellente;
  • la necessità di disporre di una breve pista per decolli e atterraggi o di un macchinario per il lancio, rende questa tipologia di droni molto meno pratica rispetto a quelli ad ala rotante che invece possono decollare praticamente da qualunque posto.
    Attualmente si stanno realizzando dei modelli VTOL (Vertical take off and Landing), anche detti convertiplani o gli STOL (short take off/Landing) in grado di unire le doti di flessibilità dei multicotteri a quelle di durata dei droni ad ala fissa.
    Tali droni sono in grado di ruotare le eliche propulsive e passare da un decollo verticale ad un volo traslato per poi ritornare ad un atterraggio verticale.

DroniWorld, il mondo ripreso da un altro punto di vista, da un drone

I Droni ad Ala Rotante

I droni ad ala rotante sono molto più flessibili e sono anche ideali per volare in aree ristrette e possono porare dei carichi “payload” (un gimbal con una telecamera) o dei veri e propri contenitori (per le consegne, ..) di molto superiori a quelli di un’ala fissa.

Come vedremo, su alcuni modelli, è possibile utilizzare delle telecamere professionali per riprese video e fotografiche ed altri sensori “specializzati” come telecamere infrarossi o multispettrali per applicazioni tecniche, industriali o agricole.

Tra quelli ad ala rotante sono molto diffusi i modelli a quattro eliche (quadricotteri) che hanno un “payload” ( possibilità di carico/trasporto ) sino a circa 1,5/2 Kg.

Esacotteri (sei eliche) od ottacotteri (otto eliche) garantiscono un “payload” di telecamere professionali, medicinali, sistemi di soccorso, prodotti vari (Amazon, ..) od altra attrezzatura con pesi superiori anche ai 15 chili.

Il telaio, il numero e la potenza dei motori e delle batterie, fanno la differenza per i settori di utilizzo e per il “payload” che un drone multirotore è in grado di alzare e trasportare.

Le classi/categorie dei Droni ad ala rotante
Micro e Mini droni (non serve patentino):
  • Micro droni, l’ultima frontiera per campi di applicazione molto particolari come le api robotiche;
  • Mini droni a basso costo e non più pesanti di 150 grammi, più o meno dei giocattoli senza telecamere od altro, telaio con diametro massimo 250 mm.;
  • Mini droni per gare FPV (first person view), gare di abilità e velocità. Recentemente la FAI (Federazione Aeronautica Internazionale di sport di volo) ne ha richiesto l’inserimento nelle Olimpiadi.
Micro e Mini droni (non serve patentino)

Anche sui Mini Droni si sviluppano tecnologie che forse ne cambieranno uso e definizione e ne faranno a tutti gli effetti degli strumenti di ricerca e lavoro.

 

Chiunque abbia visto un drone, non professionale, sa benissimo che si tratta di dispositivi particolarmente delicati e sensibili anche a folate di vento. Si chiede come sia possibile che quelli, che sono in fondo aeromodelli, possano trasportare pacchi pesanti alcuni chili.

 

Il problema se lo devono essere posto anche gli scienziati della Stanford University e dell’École Polytechnique Fédérale di Losanna in Svizzera, che hanno studiato le dinamiche utilizzate dagli insetti in modo da realizzare il FlyCroTug, uno speciale prototipo di micro-drone equipaggiato con ventose a presa rapida e con uno speciale verricello integrato. Questo mini-drone, del peso di soli 100 grammi, è in grado di sollevare oggetti pesanti fino a 4 chilogrammi, cioè 40 volte più del suo peso, e di aprire porte, anche pesanti, spingendole.

Altro esempio sono le ricerche alla Delft University of Technology sui micro droni, nei Paesi Bassi, ove un gruppo di scienziati, che lavorano su soluzioni a lungo termine ad alcuni dei problemi più spinosi del mondo, ha sviluppato una soluzione che potrebbe essere tratta da un romanzo di fantascienza: api robotiche.

Si dice che i metodi di agricoltura moderna intensiva e le conseguenze disastrose del cambiamento climatico globale abbiano messo in pericolo il futuro dell’ape comune come mai prima d’ora.

Riproducendo alcuni dei complessi schemi di movimento delle ali e l’aerodinamica dei moscerini della frutta, i ricercatori della Robohouse dell’università, un centro per le competenze olandesi, credono di essere in grado di creare sciami di droni ape per impollinare le piante quando il gli insetti della vita reale saranno estinti.

Le ali del DelFly robotico battono 17 volte al secondo, per generare l’ascensore necessario per rimanere in volo e controllare il suo volo, attraverso piccole regolazioni nel loro movimento alare.

I nuovi micro droni, che possono viaggiare fino a 15 miglia all’ora, sono anche più efficienti nel loro volo rispetto a quelli con pale, stile elicottero, il che significa che le loro batterie possono durare più a lungo. Possono essere dotati di sensori spaziali in modo che volino autonomamente da una pianta all’altra, evitando l’un l’altro e altri ostacoli.

 

Matěj Karásek, un ricercatore che lavora al progetto, ha dichiarato: “L’uso che vediamo per questo è l’impollinazione nelle serre. L’ape è in pericolo a causa dei nostri metodi di coltivazione e non sappiamo quale sarà il loro futuro. Questa è una soluzione.

 

L’insetto robotico ha un’apertura alare di 33 cm e pesa 29 g, rendendolo 55 volte più grande di una mosca della frutta. Può anche volare solo per sei minuti, o alla distanza di 1 km con l’attuale batteria. Ma il piano, dice l’università, è di ridurre la dimensione a quella degli insetti che stanno cercando di emulare mentre sviluppano il robot.

 

I Paesi Bassi sono uno dei maggiori esportatori al mondo di prodotti agricoli e alimentari al mondo. Le api sono responsabili per l’impollinazione dell’80% delle colture commestibili coltivate nel paese. Tuttavia, delle 360 ​​diverse specie di api nei Paesi Bassi, circa la metà di esse sono minacciate. A livello globale, il numero drammaticamente in calo di impollinatori negli ultimi anni è stato dovuto, in parte, dell’uso diffuso dei pesticidi.

I droni multirotore professionali sono normalmente equipaggiati con gimbal a due o tre assi (giunto cardanico) in grado di supportare una telecamera orientabile e stabilizzata per riprese video e fotografiche.

I nostri droni e … non solo

Possono essere equipaggiati con speciali telecamere infrarossi o multispettrali per rilevamenti in ambito agricolo, civile od industriale. Vengono inoltre utilizzati in diversissime situazioni per il trasporto di sangue, medicinali, salvataggio, ecc.

 

Oggi, particolarmente negli USA, aziende come Amazon o Uber hanno brevettato e stanno sperimentando sistemi di consegna di prodotti ed anche di cibo (UberFood). Oltre ai giganti della distribuzione anche realtà come la consegna della pizza a domicilio (Nuova Zelanda) sono già una realtà.

Agricoltura, monitoraggio, petrolio e gas, sicurezza, forze dell’ordine, gestione delle catastrofi, logistica, intrattenimento, media, mappatura, networking per le regioni isolate, droni ambientali, agenzie immobiliari, costruzioni e ingegneria e monitoraggio di  opere infrastrutturali sono solo alcune delle voci in cui i droni sono già utilizzate.

Per volare per divertimento “aereomodellismo” non è necessario avere un patentino nè una assicurazione anche se consigliabile (si può utilizzarlo in zone extraurbane lontane da edifici ecc. e ove non sussistano restrizioni, leggi questo articolo).

Per utilizzarli, come in Droni World, per attività professionali (commerciali) bisogna aver sostenuto diversi esami ed aver ottenuto vari brevetti riconosciuti dell’Enac, il drone  deve essere regolarmente registrato e l’operatore possedere una polizza assicurativa professionale.

Elencare i campi di applicazione di un drone è ormai quasi impossibile, oltre al grande numero numero di modelli “consumer” e professionali in commercio, negli ultimi anni sono stati progettate soluzioni ad hoc per diversissimi settori.

Nei prossimi anni, come evidenziato nel filmato della Dezeen, i droni, piccoli o grandi, rivoluzioneranno il trasporto di persone o cose e i servizi alla comunità. Ma non solo, droni “professionisti” eseguiranno lavori oggi impensabili e verranno utilizzati in situazioni oggi inimmaginabili.

Nelle prossime righe qualche esempio di quello che sta succedendo e quali saranno i probabili scenari futuri.

Sciami di droni per l’agricoltura, un’applicazione specializzata.

 

Il progetto SAGA (Swarm Robotics for Agricultural Applications) sta sviluppando sciami di robot per il monitoraggio e la mappatura delle infestanti. Traendo ispirazione dal comportamento delle api da miele, uno sciame di piccoli veicoli aerei senza equipaggio (UAV) sorvolerà ettari di campi coltivati ​​alla ricerca di erbe infestanti.

Sciami di droni per l’agricoltura, un’applicazione specializzata.

I droni rappresentano una soluzione valida e si prevede che abbiano un grande impatto sull’agricoltura di precisione. Un singolo UAV che attraversa e ispeziona il campo potrebbe fornire all’agricoltore enormi flussi di dati. Uno sciame non solo garantisce lo stesso risultato in una frazione del tempo ma, grazie agli algoritmi distribuiti, aumenta drasticamente precisione e precisione.

Uber EATS, consegna di cibo a domicilio.

 

Fattorini che consegnano cibo dopo averlo prelevato da un ristorante? Storia vecchia. Alla Uber Elevate Asia Pacific Expo svoltosi in Giappone, l’azienda ha svelato il futuro delle consegne: i droni. Il progetto della Uber Elevate, team specializzato che ha ottenuto l’esperienza necessaria grazie a quanto appreso sui velivoli senza pilota dalla UberAir, prevede consegne più veloci, più economiche e più affidabili.

La Uber aveva già intrapreso colloqui serrati con la statunitense Federal Aviation Administration (FAA) per quanto riguarda l’UberAir; quindi, appare scontato che i colloqui siano adesso incentrati su questo nuovo progetto sulla consegna a domicilio dei droni. In attesa di ricevere risposte positive, il team della Uber Elevate ha già testato alcuni droni a San Diego nell’ambito di una programma pilota per la consegna urbana in alcuni punti della città.

Amazon Prime Air, il futuro sistema di consegna.

 

Amazon Prime Air è un futuro sistema di consegna che farà arrivare i pacchetti ai clienti in 30 minuti o meno mediante il ricorso a piccoli veicoli aerei senza piloti a bordo. Lavorando a Prime Air, stiamo sviluppando un sistema che è sicuro, rispetta l’ambiente e potenzia i servizi che forniamo già a milioni di clienti.

Oggi stiamo effettuando rapide sperimentazioni e iterazioni su Prime Air nei nostri laboratori di ricerca e sviluppo di nuova generazione, lavorando per realizzare la nostra visione. Può sembrare fantascienza, ma è realtà. Ci vorrà qualche tempo per mettere in servizio il sistema, ma un giorno vedere veicoli Prime Air sarà normale come vedere dei camion per strada.

I nostri Droni e non solo,
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telecamere Sony, stabilizzatori DJI …

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