Drones sem hélices: mecanismo, prós e contras (atualizado em 2024)

Quando você pensa em um drone, provavelmente pensa em um quadricóptero com quatro hélices. Mas na verdade existem vários tipos de zangões, e nem todos precisam de hélices para voar. Fiz algumas pesquisas para descobrir quais tipos de drones não precisam de hélices e como eles permanecem no ar.

As hélices são o detalhe icônico dos drones em nossas mentes, mas não são a única maneira de um drone permanecer no ar. Na verdade, alguns dos drones mais avançados em desenvolvimento nem usam hélices. Esses designs alternativos incluem asas batendo, motores a jato e até balões.

Um tipo de drone que não precisa de hélices é o drone de asas batendo. Esses drones usam uma envergadura que sobe e desce para criar sustentação, semelhante à forma como um pássaro ou morcego voa. Este tipo de design tem várias vantagens em relação aos drones tradicionais baseados em hélices.

Neste artigo, veremos mais de perto os drones sem hélices que não usam hélices e como eles permanecem no ar. Também veremos as vantagens e desvantagens dos drones sem hélice. Então, sem mais delongas, vamos começar!

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Mecanismo de hélices de drones

Todos nós já vimos como funcionam as hélices de um helicóptero. O giro das pás cria sustentação que, por sua vez, mantém o helicóptero no ar. Os drones funcionam com um princípio semelhante. As hélices de um drone giram para criar impulso, que levanta o drone do chão.

No entanto, existem algumas diferenças importantes entre o funcionamento das pás de um helicóptero e das hélices de um drone. Primeiro, as hélices do helicóptero são fixadas a um eixo central que passa pelo centro do helicóptero. As lâminas giram em torno deste eixo.

Por outro lado, os drones têm as suas hélices montadas em braços que se estendem para fora do corpo principal do drone. Este design permite que os drones tenham mais de duas hélices. Na verdade, a maioria dos drones possui quatro hélices.

A segunda diferença importante está na maneira como as lâminas giram. Em um helicóptero, as pás giram em direções opostas para anular o torque do motor. Isso evita que o helicóptero gire incontrolavelmente.

Os drones também têm suas hélices girando em direções opostas, mas por um motivo diferente. Este projeto garante que o empuxo de cada hélice anule o empuxo das outras hélices. Isso torna mais fácil para o drone voar em linha reta.

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Drones que podem voar sem hélices

Existem dois tipos de drones que não precisam de hélices para permanecer no ar. O primeiro tipo é o drone impulsor e o segundo tipo é o drone sem lâmina.

Vamos dar uma olhada em cada tipo de drone.

Drones impulsores

Drones conhecidos como drones de impulsor geram sustentação usando um impulsor em vez de hélices. Um impulsor é um dispositivo giratório semelhante a um ventilador usado para produzir fluxo de ar. A sustentação produzida por esse fluxo de ar é então utilizada para manter o drone no ar.

Embora os drones impulsores ainda estejam em fase de desenvolvimento, eles já estão disponíveis comercialmente. A Imello, uma empresa, criou um protótipo de drone com impulsor que pode voar por até 15 minutos.

Os drones com impulsor têm o benefício principal de serem significativamente mais silenciosos do que os drones com hélices. Isto se deve à ausência de quaisquer partes móveis. A única coisa que se move é o ar que ele empurra e a bateria alimenta o impulsor.

Os drones com impulsor também têm a vantagem de serem mais seguros do que os drones com hélices como sistema de propulsão. Isso ocorre porque não existem lâminas rotativas que possam machucar as pessoas.

A principal desvantagem dos drones impulsores é que eles ainda não estão amplamente disponíveis no comércio. Isso indica que eles ainda estão em desenvolvimento e não podem ser confiáveis.

Os drones de impulsor também têm a desvantagem de não serem tão eficientes em termos energéticos quanto os drones baseados em hélice. Isto se deve ao fato de que eles devem exercer mais força para girar o impulsor.

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Drones sem lâmina

O Bladeless Drone possui quatro hélices sem pás: as duas principais para propulsão e as outras duas para estabilidade. As hélices principais são movidas por motor elétrico, enquanto as demais são passivas e proporcionam resistência ao movimento, mantendo o drone estável no ar.

Ele também possui quatro válvulas principais de admissão de ar para levar o ar para o impulsor central. Este impulsor então empurra o ar para fora através do escapamento, proporcionando sustentação ao drone.

O design sem lâmina deste drone torna sua operação muito silenciosa e elimina quaisquer possíveis ferimentos que as hélices possam causar. Este drone também possui um design elegante, tornando-o mais aerodinâmico e, portanto, mais eficiente no consumo de energia.

Embora este conceito de drone tenha ganhado um prémio e sido coberto por muitos meios de comunicação, ainda não está disponível comercialmente.

O material e o design das hélices são importantes?

O material, o design e até mesmo o comprimento das pás da hélice afetam o quão bem um drone voa. Em geral, hélices mais longas e largas são mais eficientes do que hélices mais curtas e estreitas. Isso ocorre porque eles podem mover mais ar por rotação.

O material da hélice também é importante. Fibra de carbono as hélices são o tipo de hélice mais popular porque são leves e fortes. No entanto, hélices de madeira também são utilizadas por serem mais baratas e fáceis de produzir.

O design da hélice também afeta o quão bem um drone voa. O tipo mais comum de hélice é a hélice de quatro pás. Este tipo de hélice é mais eficiente do que hélices de duas ou três pás.

Por exemplo, você deve ter notado que alguns drones possuem dois conjuntos de hélices. Isso ocorre porque eles possuem hélices de quatro pás de cada lado. Esta configuração é mais eficiente do que ter hélices de duas ou três pás em cada lado.

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Desvantagens dos drones que não possuem hélices

Embora existam algumas vantagens em os drones não terem hélices, também existem algumas desvantagens. A principal desvantagem é que eles não são tão eficientes quanto os drones baseados em hélice.

Isso ocorre porque eles precisam usar mais energia para permanecer no ar. Por exemplo, os drones sem lâmina precisam usar muita energia para soprar o ar para baixo. Isso os torna muito intensivos em energia e só podem permanecer no ar por um curto período de tempo.

Outra desvantagem dos drones sem hélices é que a quantidade de energia necessária para tirar o drone do solo seria enorme, assim como os drones com ventiladores canalizados, que não são muito práticos.

É por isso que a maioria dos drones ainda possui hélices. Drones baseados em hélice são mais eficientes e podem permanecer no ar por longos períodos de tempo. No entanto, existem algumas vantagens nos drones sem hélices. Drones sem hélices são mais silenciosos e seguros do que drones baseados em hélices.

Então, realmente depende da finalidade para a qual você deseja usar o drone. Um drone baseado em hélice é a melhor escolha se você precisa de um drone que possa permanecer no ar por muito tempo. No entanto, se você precisa de um drone silencioso e seguro, então um drone sem hélices é a melhor escolha.

Um Quadcopter pode voar com apenas 3 hélices?

Um quadricóptero é um tipo de drone que possui quatro hélices. Essas hélices são dispostas em dois pares, sendo cada par oposto ao outro. Essa configuração é o que dá ao quadricóptero sustentação e estabilidade.

Então, um quadricóptero pode voar com apenas três hélices? A resposta é sim. Em muitos casos, um drone quadricóptero pode voar com apenas 3 hélices. No entanto, existem algumas desvantagens em pilotar um quadricóptero com apenas três hélices.

A principal desvantagem é que é menos estável. Isso ocorre porque o quadricóptero não terá o mesmo nível de sustentação e estabilidade que teria com quatro hélices.

Outra desvantagem é que será menos eficiente. Isso ocorre porque o quadricóptero terá que trabalhar mais para permanecer no ar.

Por último, é importante observar que não é recomendado voar em um quadricóptero com apenas três hélices. Isso ocorre porque pode ser perigoso. Se uma das hélices falhar, o quadricóptero poderá perder o controle e cair.

Portanto, embora um quadricóptero possa tecnicamente voar com apenas três hélices, isso não é recomendado. É muito melhor usar todas as quatro hélices para garantir que o quadricóptero seja estável e eficiente.

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Um drone pode voar com apenas uma hélice?

Portanto, sabemos que um drone pode voar com apenas três hélices, mas e quanto a apenas uma? Um drone pode voar com apenas uma hélice? A resposta é sim. Em alguns casos, um drone pode voar com apenas uma hélice.

Bem, um drone de aparência estranha que foi desenvolvido no Instituto de Sistemas Dinâmicos e Controle da ETH Zurique pode realmente fazer isso. O drone é chamado de “monospinner” e possui apenas uma hélice.

O monospinner é um drone à prova de conceito e não é muito prático. No entanto, mostra que um drone pode voar com apenas uma hélice. O monospinner funciona fazendo com que a hélice gire a uma velocidade muito alta. Isto faz com que o ar flua sobre o drone de tal forma que cria sustentação.

Portanto, embora um drone possa tecnicamente voar com apenas uma hélice, não é muito prático. É muito melhor usar múltiplas hélices para garantir que o drone seja estável e eficiente.

Conclusão

Se você está procurando um drone eficiente que possa permanecer no ar por longos períodos, então um drone baseado em hélice é a melhor escolha. No entanto, se você precisa de um drone silencioso e seguro, então um drone sem hélices é a melhor escolha. Embora um quadricóptero possa tecnicamente voar com apenas três hélices, isso não é recomendado.

É muito melhor usar todas as quatro hélices para garantir que o quadricóptero seja estável e eficiente. Embora um drone possa tecnicamente voar com apenas uma hélice, não é muito prático. É muito melhor usar múltiplas hélices para garantir que o drone seja estável e eficiente.

Neste artigo, respondemos à pergunta: os drones podem voar sem hélices? Também analisamos as vantagens e desvantagens de voar drones sem hélices. Esperamos que este artigo tenha sido útil. Obrigado por ler!