Da qualche tempo e per certe missioni, molti operatori e molti piloti di droni, stanno scegliendo soluzioni di UAS ad ala fissa. Ovvero aerei a pilotaggio remoto e non i classici droni multirotori.
Il motivo? Molto semplice, maggiore autonomia, maggiore velocità e sempre più spesso maggiori capacità di carico.
Droni a decollo verticale, una scelta vantaggiosa in molte operazioni, ma non per tutte
Il problema dei droni ad ala fissa consiste negli ampi spazi necessari per le fasi di decollo ed atterraggio che ovviamente, ne penalizzano l’uso.
Copiando quindi dalla aviazione tradizionale, ecco comparire molteplici soluzioni di droni ad ala fissa denominati VTOL: Vertical Take Off and Landing.
Cioè droni o aerei che possono decollare ed atterrare sulla verticale, come fanno gli elicotteri per intenderci.
Tra i vari VTOL, ci sono ancora i Tail-Sitter, particolari aerei remotamente pilotati che appoggiano sulla propria coda (Tail) e decollano o atterranno da una posizione in verticale; come un missile su una rampa di lancio.
Stamparsi un drone VTOL in configurazione Tail-Sitter a basso costo, da oggi è possibile
Sono moltissimi i progetti che riguardano queste tipologie di droni, e uno in particolare ci ha colpito per la sua forma di Open Source, ovvero con i sorgenti di modellazione 3D e di stampa disponibili.
Oltre al fatto di avere i files pronti per essere prodotti con la tecnologia 3D, cosa da non sottovalutare, siamo rimasti attratti perché l’intero progetto è presentato e collaudato da un esperto del settore droni italiani.
Parliamo di Marco Robustini, già noto nell’ambiente per le sue capacità di pilotaggio, di progettazione e costruzione, ma anche e soprattutto per le sue elevate conoscenze di collaudatore e sviluppatore in ambiente ArduPilot.
Inutile dire che è anche un amministratore di un gruppo facebook denominato European Drone Expert.
Non potevamo fare a meno di fargli qualche domanda “esplorativa”, per conoscere meglio il suo progetto Open.
Marco, come nasce il vostro “eXplora”?
“eXplora è stato il primo UAS tailsitter “non-vectored” interamente stampato in 3D.
Nasce come drone dimostratore e banco di test per la piattaforma “Ardupilot” su questa tipologia di frame.
Consci del fatto che durante le prove di volo qualcosa sarebbe potuto andar storto avevamo la necessità di poter ricostruire abbastanza velocemente l’UAS in caso di crash, e non sono ovviamente mancati.
Quando si effettuano sperimentazioni su parti del codice beta non è detto che tutta possa funzionare come pianificato da subito, quindi avere la possibilità di autoprodursi frame è fantastico.
Inoltre essendo un nostro progetto abbiamo in tal contesto la possibilità di stravolgerlo a piacimento, effettuare modifiche e renderle operative in pochissimo tempo.
Si modifica qualcosa, si stampa e si vola.”
Perché avete scelto la stampa 3D invece di un classico frame in materiale composito?
“Sicuramente l’impiego di materiali compositi avrebbe diminuito il peso in ODV (ordine di volo), ma la stampa 3D applicata agli UAS ad ala fissa è stupefacente, in particolar modo sulla prototipazione.
Inoltre il frame è tremendamente resistente e durevole anche se l’involucro, o per meglio dire il profilo, è composto da un singolo perimetro con spessore inferiore a mezzo millimetro, come visibile in foto.
Quel che ne garantisce un’assoluta solidità è il tipo di riempimento, in gergo “infill”, che abbiamo impiegato: il Gyroid.”
“Viene dalla Natura, le farfalle hanno una struttura assolutamente similare all’interno delle loro ali, e la Natura a differenza nostra non sbaglia mai.
Leggerezza, solidità e resistenza.
Sono salito in piedi su un’ala appoggiata al terreno, non ha minimamente ceduto, qualche ovvio scricchiolio ma nulla di drammatico, un video sul mio canale Youtube lo documenta.”
Parlando di costi del frame, quando si potrebbe spendere per stampare eXplora in ogni sua parte? E’ complicato per chi non è esperto di stampa 3D?
“Tralasciando i costi della stampante 3D e dell’elettricità per farla funzionare eXplora si stampa con meno di 20€ di plastica, impiegando filamenti comuni come il PLA, il TPU e l’ABS.
Un frame analogo in composito potrebbe costare oltre 2000€ all’utente finale.
Una stampante economica riesce tranquillamente a produrre qualsiasi parte del progetto, a patto ovviamente che sia ben settata.
Migliore è la qualità di stampa e maggiore sarà la solidità.”
Avete scelto di condividere il vostro progetto pubblicamente e gratuitamente, dopo anni di lavoro sulla progettazione ed i vari test; come mai questa scelta?
“eXplora è stato il banco di prova per possibili evoluzioni commerciali, abbiamo pensato che sarebbe stato utile alla community UAS poter effetuare sperimentazione a basso costo su questa tipologia di macchina volante.”
Che ci dici circa la stabilità e bontà del codice Ardupilot per i VTOL TailSitter?
“Come ben sai, sono un developer e tester di Ardupilot, posso dirti con tranquillità che il codice ArduPilot per VTOL Tail-Sitter è in continua evoluzione e miglioramento, ma che eXplora, se stampato con criterio, vola tranquillamente.”
Non avete ancora dichiarato specifiche tecniche sul vostro repository, scelta voluta?
“La sperimentazione non è ancora ultimata, ma posso fornire qualche dato: può volare in traslato dai 30 ai 60 minuti, può trasportare payload quali camere per fotogrammetria, FPV ed altre tipologie d’impiego.
In VTOL non ama il vento forte, quindi la fase d’atterraggio anche se del tutto automatica può richiedere l’intervento del pilota nel momento che tocca il suolo.
Non è complicato costruirlo ma non è banale tararlo bene.
Abbiamo fornito anche ogni parte del progetto in formato STEP: (Standard for the Exchange of Product Data) ed è anche noto come ISO 10303.
Questo tipo di file è comunemente usato per la modellazione e la stampa 3D ed è un formato di scambio standard ISO.
Quindi chi è in grado di effettuare modifiche può apportarle a suo piacimento, questo è un enorme vantaggio.
Chiunque può collaborare all’evoluzione di eXplora, e l’augurio è che possa succedere, ad esempio si potrebbe progettare una modifica per renderlo vectored.”
Cliccare qui per visualizzare i files e le altre specifiche del progetto eXplora su GitHub
