Quando una nuova tecnologia arriva nella consapevolezza del pubblico, gli articoli di giornale e gli sbocchi scientifici spesso parlano di come la nuova tecnologia supererà e rovescerà quella vecchia. I droni non erano diversi. Nei primi anni 2000, la tecnologia dei droni è diventata più economica e accessibile, e molte persone hanno iniziato a fare ricerche sulla tecnologia dei droni come sostituto degli elicotteri.
I droni possono potenzialmente sostituire gli elicotteri in situazioni come la ricerca e il salvataggio, il monitoraggio della fauna selvatica, l’ispezione delle infrastrutture e alcune applicazioni fotografiche come la fotografia immobiliare. Se vuoi percorrere lunghe distanze e sollevare oggetti pesanti, gli elicotteri sono l’unica opzione.
Prima dei droni, gli elicotteri erano il mezzo principale per catturare filmati e fotografie aeree a bassa quota. Hanno anche fornito il trasporto per vari servizi e hanno agito come un modo rapido di trasportare le merci.
Si trattava di un’operazione di trasporto di merci.
In questo articolo, esamineremo il potenziale dei droni per sostituire gli elicotteri in una varietà di compiti e situazioni.
Indice dei contenuti
Tutti i modi in cui i droni possono sostituire gli elicotteri
Come la tecnologia dei droni diventa più economica per le aziende, vari compiti che prima erano adatti solo agli elicotteri sono diventati più facili da fare grazie ai droni. A volte la nuova applicazione era semplicemente un’iperbole, e la realtà non è stata all’altezza della tempesta mediatica che circonda il potenziale della tecnologia dei droni. Tuttavia, in altri modi, la tecnologia dei droni era di gran lunga superiore agli elicotteri. Per esempio, la ricerca e il salvataggio, il monitoraggio della fauna selvatica e l’avvicinamento alle infrastrutture critiche per le reti energetiche e altre industrie.
Ricerca e salvataggio
L’esercito statunitense utilizza veicoli aerei senza equipaggio per completare la maggior parte delle sue missioni di ricerca e distruzione. Questi veicoli aerei senza equipaggio (droni ad ala fissa) potrebbero anche scansionare grandi aree selvagge alla ricerca di persone in luoghi come i grandi parchi nazionali.
In un esempio, pubblicato da new scientist, gli scienziati della Brigham Young University hanno preso un aereo ad elica disponibile in commercio con un’apertura alare fissa di 1,2 m ottimizzata per un volo a bassa velocità. Lo hanno adattato per volare e cercare autonomamente.
La loro missione era quella di fornire alle squadre di ricerca e soccorso un’alternativa economica agli elicotteri e poteva essere utilizzato in alta quota e in condizioni meteorologiche più avverse. Il bello di usare un drone per le missioni di ricerca e soccorso è che le squadre di ricerca e soccorso possono cercare in grandi aree senza esperienza di pilotaggio. Cliccano sullo schermo di una mappa computerizzata, e l’aereo lavorerà autonomamente per cercare queste aree.
Nelle prove, gli operatori hanno usato il velivolo per un tempo compreso tra 35 e 150 minuti. Sono stati in grado di trovare un manichino che era stato abbandonato nella natura.
In un altro esempio che utilizza un drone quadcopter – pubblicato nella letteratura scientifica – un drone di consumo è stato in grado di localizzare un alpinista. Lui e il suo compagno di cordata sono stati separati mentre scalavano la 12esimavetta più alta del mondo – il Broad Peak nelle montagne del Karakoram nel nord-est del Pakistan.
In questo salvataggio, un drone DJI Mavic Pro è stato utilizzato per volare fino a 8400 m, ben oltre il tetto massimo di servizio di 5000 metri indicato nelle specifiche del drone.
Non solo il drone ha raggiunto un’altezza incredibile, ma il vento era di circa 40 km/h e la temperatura dell’aria era di -10 gradi Celsius.
Una volta trovata la vittima, il drone poteva librarsi fino a quando la vittima riconosceva la presenza del drone con un gesto. La vittima aveva goduto di 36 ore a 7600 m vicino alla zona della morte a causa dell’alto tasso di mortalità causato dall’aria sottile.
Questo esempio è un’eccellente dimostrazione di quanto in alto possa volare un drone per svolgere una missione di volo.
Un altro studio ha esaminato l’uso dei droni nei disastri delle operazioni minerarie a cielo aperto. Hanno studiato ed esaminato il tempo di volo operativo, il carico di lavoro e la distanza che i droni possono volare per accelerare l’operazione di salvataggio.
Si
Ci sono certamente molte prove che suggeriscono che usare un drone al posto di un elicottero per la ricerca e il salvataggio può aiutare gli equipaggi a localizzare le persone più velocemente e con alcuni dei compiti e dei sollevamenti necessari per l’estrazione sicura delle persone.
Monitoraggio della fauna selvatica
I droni sono anche superiori agli elicotteri nel monitoraggio della fauna selvatica. La superiorità è dovuta al fatto che sono molto portatili, hanno la capacità di zoomare su aree specifiche dell’ambiente, hanno un basso rumore rispetto a un elicottero.
Se vuoi saperne di più sul miglior drone per filmare la fauna selvatica controlla il mio altro articolo dove passo attraverso i migliori droni attuali per monitorare la fauna selvatica senza infastidirli – clicca qui.
In uno studio pubblicato da ricercatori australiani, hanno esaminato veicoli aerei senza equipaggio ed elicotteri con equipaggio per monitorare le popolazioni di macropodi. Le indagini in elicottero erano un metodo collaudato, affidabile e ripetibile per il monitoraggio su larga scala delle popolazioni di canguri. Ma la disponibilità di droni a lungo raggio e il loro basso costo hanno offerto un’opportunità che hanno voluto testare.
Hanno usato un drone ad ala fissa a lungo raggio per sorvegliare i canguri e altre popolazioni di animali selvatici su scala paesaggistica e convalidare i risultati rispetto a quelli delle attuali indagini in elicottero.
Hanno inviato degli osservatori sui sedili posteriori di un elicottero e li hanno confrontati con l’utilizzo della tecnologia del drone.
Hanno scoperto che il tasso di incontro con la fauna selvatica era significativamente più basso nella tecnologia del drone rispetto all’indagine con l’elicottero. Questo esperimento ha portato a una bassa stima della densità dei macropodi rispetto all’approccio con l’elicottero.
Il risultato è stato che il tasso di incontro con la fauna selvatica è stato significativamente più basso con la tecnologia del drone rispetto all’uso del drone.
Hanno notato che erano necessari miglioramenti significativi nella tecnologia delle telecamere per il rilevamento dei canguri e del drone.
Uno studio più recente ha esaminato i droni e gli elicotteri per le indagini su larga scala sugli animali condotte regolarmente. Ancora una volta, è stato fatto in Australia. Hanno avuto un risultato simile e hanno scoperto che il drone poteva rilevare solo la metà dell’area richiesta, e non era in grado di distinguere tra le diverse specie. Ha registrato meno del 13% della densità delle specie osservate durante l’indagine con l’elicottero.
Potrebbe volerci ancora qualche anno perché la tecnologia dei droni raggiunga la capacità degli elicotteri di percorrere aree più grandi e la precisione e la capacità dell’occhio umano di individuare più animali di una telecamera e di un software di intelligenza artificiale.
Guardare le infrastrutture
Una delle cose migliori dei droni è avvicinarsi alle infrastrutture come gli impianti elettrici e i ponti per la fotografia dettagliata e la modellazione 3D per le ispezioni.
I droni possono volare direttamente sotto i ponti e, alcuni droni possono puntare la loro fotocamera direttamente verso l’alto per ottenere una ripresa dettagliata di tutto ciò che si trova sotto il ponte.
Le fattorie del vento sono un’altra area in cui i droni potrebbero sostituire la tecnologia degli elicotteri e altri metodi di ispezione come la discesa in corda doppia e l’arrampicata.
Generatori eolici
L’ispezione delle turbine eoliche richiede tipicamente un ingegnere per scalare l’enorme impianto dall’interno e cercare potenziali danni o problemi di funzionamento futuri. Ci sono molte aziende che offrono l’ispezione delle turbine eoliche con un drone e altre usano anche la termografia per individuare i motori caldi e i punti di attrito.
Il motivo principale è quello di indagare l’integrità delle pale, che è molto difficile da fare convenzionalmente. Le pale di una falciatrice invernale sono lunghe 5200 m, e accedervi è incredibilmente difficile. In passato, le persone hanno provato a guardarle usando un binocolo e una lente telescopica, ma è accurato ed è difficile documentare esattamente quale sia il problema, se se ne identifica uno.
Un’azienda chiamata SkySpecs è un esempio di azienda che ottimizza le operazioni e la manutenzione dei parchi eolici. Hanno sviluppato droni progettati su misura e software e algoritmi di manutenzione predittiva per rispondere a questa specifica domanda.
I ricercatori del Regno Unito hanno fatto un ulteriore passo avanti e sviluppato droni autonomi per ispezionare i siti di energia offshore. Nella ricerca condotta dal Centro di robotica di Edimburgo, hanno mirato ad eliminare la necessità per gli esseri umani di svolgere compiti pericolosi e costosi come calarsi dalle turbine e andare ai parchi eolici offshore con navi o elicotteri.
Spruzzatura in agricoltura
Spruzzare le colture è un uso molto comune della tecnologia dei droni. I droni possono volare direttamente sopra le colture – minimizzando la quantità di overspray nei campi vicini e operando autonomamente – manovrando su e giù per le file di colture senza la continua attenzione del pilota.
I due droni irroratori più popolari sul mercato sono prodotti da DJI e possono coprire circa 30 ac/h.
Le superfici che questi droni possono coprire sono:
- Agras>29,7 acri
- Agras>24,7 acri
La quantità di acri che il tuo drone coprirà dipende da vari fattori, tra cui il tempo, la quantità di liquido e la densità del liquido che sta trasportando, e se il drone deve manovrare intorno alla geografia complicata o evitare ostacoli come le linee degli alberi.
Per massimizzare l’efficienza dell’irrorazione, bisogna prendersi un bel po’ di tempo per pianificare la missione in modo che il drone voli alla minima distanza possibile attraverso i campi.
Spruzzare usando un elicottero o un altro veicolo aereo può essere pericoloso e costoso. L’automazione per l’irrorazione delle colture con un drone permetterà probabilmente agli agricoltori di concentrarsi su altri compiti.
Fotografia di nicchia specifica
Gli elicotteri possono anche essere utilizzati per catturare filmati e fotografie aeree. I droni sostituiranno probabilmente tutte le fotografie aeree da un elicottero, a meno che il drone non abbia limitazioni specifiche di utilizzo.
Fotografia immobiliare
Per esempio, la fotografia immobiliare richiede che il drone catturi vari angoli della casa e le aree circostanti. Questo risultato sarebbe incredibilmente costoso e impossibile con un elicottero a causa della corrente d’aria che sposta gli alberi e causa molto movimento nelle aree circostanti.
Se vuoi saperne di più sui vantaggi dei droni nel settore immobiliare, controlla il mio altro articolo – clicca qui.
La tecnologia dei droni sta diventando più economica, e le telecamere che i droni portano sono molto più ad alta risoluzione e capaci che mai.
Altra fotografia di nicchia include l’uso del lidar dai droni per mappare l’archeologia.
Archeologia
Uno studio pubblicato nel 2018 ha esaminato l’uso del lidar dai droni per aumentare la qualità della documentazione delle caratteristiche archeologiche e delle proprietà fisiche.
Si è riscontrato un modesto miglioramento nei droni, ma non così convincente come forse ci si aspetterebbe, visto il grande aumento in termini di area e punti a terra che il drone può raccogliere. La vegetazione fitta ostruisce i raggi laser dal raggiungere la terra nuda, riducendo la precisione nella documentazione delle caratteristiche archeologiche.
I principali vantaggi dell’uso di un drone sono la sua flessibilità, l’altitudine ridotta, la piccola impronta laser e un campo visivo di vasta portata, che potrebbe significare meglio della scansione da aerei o elicotteri.
Utilizzato correttamente, tuttavia, il lidar dai droni può apportare un miglioramento sostanziale al telerilevamento archeologico.
Nonostante tutti i vantaggi dei droni, i droni non saranno in grado di fare nel prossimo futuro. Diamo una rapida occhiata ora.
Cose che solo gli elicotteri possono fare
Ci sono alcune cose che solo gli elicotteri sono adatti a fare. La tecnologia dei droni non può trasportare grandi pesi o viaggiare per grandi distanze.
Portare persone
Gli elicotteri sono molto più adatti al trasporto di persone.
Diverse start-up e aziende stanno facendo del loro meglio per rendere il drone commuting una realtà.
Il drone personale Ehang 184 ha circa le dimensioni di una smart car e sostiene di poter trasportare una persona (fino a 260 libbre) ovunque nel raggio di 10 miglia/23 minuti di volo. Questo è abbastanza impressionante. Questo è più simile a un drone perché è completamente autonomo, con i passeggeri che danno al drone solo una guida molto semplice – il volo lo fa da solo!
Fino a quando la tecnologia dei droni non diventerà più sicura, più accessibile e potrà percorrere distanze molto più grandi, gli elicotteri saranno sempre la modalità di trasporto a decollo verticale dominante per il trasporto di persone.
Viaggiare su lunghe distanze
Gli elicotteri sono molto più adatti a percorrere grandi distanze grazie alla loro fonte di alimentazione primaria, se vuoi percorrere grandi distanze con il tuo veicolo aereo.
La capacità della batteria di un drone è fortemente limitata a causa della tecnologia, e la densità energetica è molto inferiore a quella della benzina.
I droni possono viaggiare solo a circa 10 km di distanza dal loro telecomando, ma probabilmente esauriranno la batteria per tornare a casa in sicurezza. Questi problemi rendono il viaggio medio a lunga distanza da uno a 2 km di distanza dal pilota.
Si tratta di un viaggio che può essere fatto solo da un pilota.
Se si vuole viaggiare su lunghe distanze, non c’è dubbio che gli elicotteri sono molto più capaci dei droni.
Sollevare oggetti pesanti
Il più popolare sul mercato è il DJI Spreading wings e il DJI Agras MG-1 che possono trasportare fino a 11 kg ciascuno. Ma il massimo che un drone commerciale può trasportare al momento è 18 kg. Questa impresa è compiuta dal Freefly Systems ALTA 8.
Le cose migliorano rapidamente, e gli scienziati e gli ingegneri spingono sempre i limiti del possibile. Top Flight Technologies ha sviluppato un ibrido gas/elettrico che può trasportare e volare per più di due ore e mezza! Oltre a questo, la start-up sta tranquillamente sviluppando un drone ibrido da 100 chilowatt che può sollevare 100 chilogrammi – abbastanza per trasportare una o due persone – per un massimo di tre ore.
Può essere difficile sapere cosa un drone può sollevare in natura contro quello che dice il produttore. Ecco un confronto tra alcuni dei più popolari droni commerciali e droni fabbricati per sollevare cose pesanti! Sarete sorpresi di quanto esattamente alcuni dei droni più piccoli possono sollevare!
Se vuoi sollevare carichi pesanti è molto più adatto a usare un elicottero che un drone. Hanno molta più potenza, e alcuni droni possono sollevare fino a 44.000 libbre.
Sommario
In questo articolo, abbiamo esaminato tutto quello che c’è da sapere sul fatto che i droni sostituiranno o meno gli elicotteri. In definitiva, dipende dal compito del drone, ma per grandi pesi, lunghe distanze e trasporto di persone, gli elicotteri vinceranno fino a quando la tecnologia dei droni non migliorerà significativamente.
La tecnologia dei droni può superare gli elicotteri per l’ispezione delle infrastrutture, per applicazioni fotografiche di nicchia, per alcuni compiti di monitoraggio dell’agricoltura e della fauna selvatica e per aiutare le squadre di ricerca e soccorso a trovare le vittime.
Come la tecnologia dei droni continua a migliorare, i droni probabilmente supereranno gli elicotteri in molte aree diverse. La corsa è in corso per le consegne con i droni e altri compiti aerei veloci come la consegna degli organi. Molti imprenditori e start-up in tutto il mondo si stanno concentrando su una serie di problemi diversi.
Non ho dubbi che la tecnologia dei droni, siano essi ad ala fissa, quad o a decollo e atterraggio verticale, si svilupperà lentamente in modo da poter battere gli elicotteri in una serie di compiti e applicazioni di nicchia.