Controle de transição para veículo de decolagem e aterrissagem vertical - VTOL - Spadão, João Pedro [UNESP] (2024)
No contexto de veículos aéreos tripulados e não tripulados, o eVTOLs são aeronaves que vêm se destacando no século XXI, com projeções promissoras para o futuro. Com aplicabilidades desde o transporte de carga até o de pessoas, essas aeronaves unem a versatilidade de um helicóptero com a eficiência e autonomia de um asa fixa. Uma fase importante presente no voo dessas aeronaves é a transição da condição de voo pairado para o voo de cruzeiro, onde forças provenientes dos lifters e da asa fixa coexistem e geram desafios de controle para os sistemas de automatismo. Com o objetivo de estudar, desenvolver e aprimorar os conceitos de controle da fase de transição, o presente trabalho adaptou e modelou uma aeronave radio controlada eVTOL de pequeno porte. Controles de voo pairado e de voo asa fixa foram propostos para atuarem nas diferentes fases de voo. Para comandar a interação entre ambos, um sistema de switch foi proposto e estratégias diferentes de controle foram estudadas e testadas, como por exemplo a função sigmoide para o switch entre controladores. Verificou-se que dependendo dos parâmetros escolhidos, é facilmente provocado o fenômeno de estol durante a fase de transição, realçando a alta dependência nas forças de tração dos lifters para velocidades iguais ou ligeiramente superiores à velocidade de estol, de forma a proporcionar sucesso na transição. Os melhores resultados foram obtidos para configurações em que ainda havia pouca ou alguma força gerada pelos Lifters em velocidades até 10 % acima da velocidade de estol da aeronave.