Long-range UAV configuration project

Abstract

Este trabalho aborda a operação de Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) de longo alcance pela Força Aérea Portuguesa (FAP) na Zona Económica Portuguesa (ZEP). A análise foca-se nos sistemas não tripulados existentes, visando o projeto de um VANT inovador que preencha uma necessidade, explorando desafios operacionais específicos e propondo soluções inovadoras. A metodologia envolve uma revisão crítica da literatura, análise detalhada dos componentes e sistemas dos VANTs e a aplicação de conceitos fundamentais de projeto, aerodinâmica, performance e materiais, com o uso de ferramentas como o OpenVSP para o dimensionamento da aeronave. O projeto da aeronave abrange o dimensionamento da fuselagem e das superfícies de voo, a análise do sistema propulsivo e trem de aterragem. Por fim, é realizado o refinamento do peso máximo a descolagem, são realizadas análises aerodinâmicas, de estabilidade dinâmica e de distribuição de pressão e escoamento visando garantir a eficiência e viabilidade do design proposto. Esta dissertação contribui para a compreensão aprofundada dos VANTs de longo alcance, oferecendo recomendações valiosas para fortalecer as capacidades operacionais da FAP na ZEP. O trabalho funciona como um guia técnico para o desenvolvimento de VANTs, considerando desafios específicos da missão proposta.

This work addresses the operation of long-range Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) by the Portuguese Air Force (FAP) in the Portuguese Economic Zone (ZEP). The analysis focuses on existing unmanned systems, aiming to design an innovative UAV that meets operational needs, exploring specific operational challenges and proposing innovative solutions. The methodology involves a critical literature review, a detailed analysis of UAV components and systems, and the application of fundamental concepts in design, aerodynamics, performance, and materials, using tools like OpenVSP for aircraft sizing. The aircraft design encompasses the sizing of the fuselage and flight surfaces, analysis of the propulsion system, and landing gear. Finally, a refined estimate of the maximum take-off weight is performed, along with aerodynamic, dynamic stability, and pressure distribution and flow analyses, aiming to ensure the efficiency and viability of the proposed design. This dissertation contributes to a deeper understanding of long-range UAVs, offering valuable recommendations to strengthen the FAP's operational capabilities in the ZEP. The work serves as a technical guide for UAV development, considering specific challenges of the proposed mission.