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Abstract(s)
The Human Being increasingly depends on electricity for everyday life. The availability of electricity therefore becomes a key factor for any population development. For this, it is necessary that the network is constantly maintained in good condition, through constant inspections, ensuring less failures at any point in the energy transmission chain. Using Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) it is possible to mitigate current inspection problems, which are the cost of inspection and its associated risk. Equipping a multirotor with relevant sensors and designing inspection maneuvers can solve many of these problems. However, the problem of low aircraft autonomy is raised. A Vertical take-off and landing aircraft (VTOL) consists of a vehicle with characteristics of multirotor and fixed wing, it seeks to exploit the advantages of each, thus mitigating the problem of flight autonomy. A VTOL solution was developed to respond to these problems, potentially capable of inspecting large extensions of high and medium voltage power lines. This solution was also designed to operate autonomously, reducing the need for human intervention. In addition to the developed aircraft, new inspection maneuvers were also investigated and applied to transmission lines. These maneuvers were designed to take advantage of the benefits of a VTOL. Using both conventional multirotor inspection methods and fixed wing inspection maneuvers, it was possible to obtain promising results for future applications. The final result consists of several simulations of the implemented maneuvers and data collection that justify the use of a VTOL for large-scale inspections, all in an autonomous way. Finally, the prototype of an aircraft developed with the characteristics of a VTOL is also presented.
O Ser Humano está cada vez mais depende de eletricidade para o seu dia a dia. A abrangência da eletricidade torna-se um fator fulcral para qualquer desenvolvimento populacional. Para isto, é necessário que a rede seja mantida em boas condições operacionais, através de inspeções constantes, não podendo existir falhas em qualquer ponto da cadeia de transmissão de energia. Com recurso a UAVs é possível mitigar os problemas de inspeção atuais, sendo estes o custo de inspeção ou o risco da mesma. Equipando um multirotor com sensores relevantes e projetando manobras de inspeção pode resolver muitos dos problemas das mesmas. No entanto, ´e levantado o problema da baixa autonomia das aeronaves. Um VTOL híbrido consiste num veículo com características de multirotor e fixed wing, e procura explorar vantagens de cada um, mitigando assim o problema da autonomia de voo. Foi desenvolvida uma solução VTOL para responder a estes problemas, potencialmente capaz de inspecionar grandes extensões de linhas de alta e média tensão. Esta solução também foi pensada para operar de forma autónoma, reduzindo a necessidade de intervenção Humana. A par da aeronave desenvolvida, foram também investigadas e aplicadas novas manobras de inspeção a linhas de transmissão. Estas manobras foram projetadas de modo a tirar partido das vantagens de um VTOL. Recorrendo tanto a métodos convencionais de inspeção com multirotor e a manobras de inspeção de fixed wing, foi possível obter resultados promissores para aplicações futuras. O resultado final consiste na simulação de possíveis manobras implementadas e no levantamento de dados que justificam o uso de um VTOL para inspeções em grande escala, tudo de forma autónoma. Por fim, também ´e apresentado o protótipo de uma aeronave desenvolvida com as características de um VTOL.
O Ser Humano está cada vez mais depende de eletricidade para o seu dia a dia. A abrangência da eletricidade torna-se um fator fulcral para qualquer desenvolvimento populacional. Para isto, é necessário que a rede seja mantida em boas condições operacionais, através de inspeções constantes, não podendo existir falhas em qualquer ponto da cadeia de transmissão de energia. Com recurso a UAVs é possível mitigar os problemas de inspeção atuais, sendo estes o custo de inspeção ou o risco da mesma. Equipando um multirotor com sensores relevantes e projetando manobras de inspeção pode resolver muitos dos problemas das mesmas. No entanto, ´e levantado o problema da baixa autonomia das aeronaves. Um VTOL híbrido consiste num veículo com características de multirotor e fixed wing, e procura explorar vantagens de cada um, mitigando assim o problema da autonomia de voo. Foi desenvolvida uma solução VTOL para responder a estes problemas, potencialmente capaz de inspecionar grandes extensões de linhas de alta e média tensão. Esta solução também foi pensada para operar de forma autónoma, reduzindo a necessidade de intervenção Humana. A par da aeronave desenvolvida, foram também investigadas e aplicadas novas manobras de inspeção a linhas de transmissão. Estas manobras foram projetadas de modo a tirar partido das vantagens de um VTOL. Recorrendo tanto a métodos convencionais de inspeção com multirotor e a manobras de inspeção de fixed wing, foi possível obter resultados promissores para aplicações futuras. O resultado final consiste na simulação de possíveis manobras implementadas e no levantamento de dados que justificam o uso de um VTOL para inspeções em grande escala, tudo de forma autónoma. Por fim, também ´e apresentado o protótipo de uma aeronave desenvolvida com as características de um VTOL.
Description
Keywords
UAV VTOL Linhas elétricas Planeamento de trajetórias Power lines Path planning