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dron de tipo multicóptero con cuatro rotores De Wikipedia, la enciclopedia libre
El quadcopter, también llamado un helicóptero quadrotor o cuadrirrotor,[1] es un helicóptero multirrotor que es levantado y propulsado por cuatro rotores. Los cuatro rotores están generalmente colocados en las extremidades de una cruz. A fin de evitar que el aparato se tumbe respecto a su eje de orientación es necesario que dos hélices giren en un sentido y las otras dos en el otro sentido.
Los cuadricópteros se clasifican como helicópteros, a diferencia de las aeronaves de ala fija, debido a que su elevación es generada por cuatro hélices orientadas verticalmente.
A diferencia de la mayoría de los helicópteros, los QuadCopter utilizan dos conjuntos de hélices fijas idénticas, dos que giran en el sentido de las agujas del reloj y dos en sentido contrario. Estas hélices utilizan una variación de RPM para controlar la elevación y la dirección de desplazamiento. El control del movimiento del vehículo se consigue modificando la velocidad de rotación de uno o más discos de rotor, cambiando así su carga de par y las características de empuje y elevación.[2][3]
Al principio de la historia de la aviación, la configuración del QuadCopter fue vista como una posible solución a algunos de los problemas persistentes en el vuelo vertical: los problemas de control del par de torsión, así como la inestabilidad del rotor de cola de los helicópteros convencionales. Estos problemas pueden ser eliminados por contrarrotación. Varios diseños tripulados aparecieron en los años 1920 y 1930. Estos vehículos fueron de los primeros en despegar y aterrizar.[4] Sin embargo, los primeros prototipos tenían un mal desempeño,[4] al igual que una fuerte carga de trabajo del piloto a causa de la mala estabilidad[5] y las limitaciones de los controles.
Los diseños más recientes de cuadricópteros han sido más populares debido a su amplia investigación en el terreno de los vehículos aéreos no tripulados. Estos vehículos utilizan un sistema electrónico de control y sensores para estabilizar la aeronave. Gracias a su pequeño tamaño y ágil maniobrabilidad se puede volar tanto en interiores como en exteriores.[6]
Hay varias ventajas de los cuadricópteros sobre los helicópteros a escala. En primer lugar, el cuadricóptero no requiere conexiones mecánicas para variar el ángulo de las palas del rotor a medida que giran. Esto simplifica el diseño y mantenimiento del vehículo.[7] En segundo lugar, el uso de cuatro rotores permite que cada rotor sea autónomo al tener un diámetro menor que el rotor de helicóptero.
Algunos cuadricópteros tienen marcos que encierran los rotores, permitiendo vuelos a través de entornos más difíciles, con un menor riesgo de dañar el vehículo o sus alrededores.[1][8]
Debido a su facilidad de la construcción y control, se utilizan frecuentemente cuadricópteros como proyectos de aeronaves modelo para aficionados.[9][10]
En las últimas décadas, los vehículos aéreos no tripulados (UAV pequeña escala) se han utilizado de manera más regular para muchas aplicaciones. La necesidad de aviones con mayor capacidad de maniobra y autonomía ha llevado al aumento de la investigación con Quadcopter. El diseño de cuatro rotores permite que los quadcopters sean relativamente simples en su diseño pero muy fiables y fáciles de manejar. La investigación de vanguardia sigue aumentando la viabilidad de quadcopters haciendo avances en la comunicación multinave, exploración del medio ambiente y la maniobrabilidad. Si todas estas cualidades en desarrollo se pudieran combinar entre sí, los quadcopters serían capaces de realizar misiones autónomas avanzadas, que en la actualidad no son posibles con ningún otro vehículo.[13]
Los principales componentes mecánicos necesarios para la construcción son el marco, las hélices y los motores eléctricos. También se necesitan algoritmos de control simples, y los motores y las hélices deben ser colocados a la misma distancia.[14][15]
Los componentes eléctricos necesarios para construir un Quadcopter de trabajo son similares a los que se requieren para un moderno helicóptero a control remoto. Estos son el control de velocidad electrónico, módulo, ordenador a bordo y la batería. Normalmente, se utiliza también un transmisor para permitir la participación humana.
Los Quadcopters y otros multicopters a menudo pueden volar de forma autónoma. Muchos controladores de vuelo modernos utilizan un software que permite al usuario marcar "way-points" en el mapa, a los que el Quadcopter volará y realizará tareas determinadas, tales como el aterrizaje o ganar altura.[16] Otras aplicaciones de vuelo incluyen el control entre varios quadcopters donde se utilizan datos visuales del dispositivo para predecir dónde la multitud se moverá y a su vez dirigir los quadcopters al siguiente way-point.
La seguridad es la asignatura pendiente de los quadcopters. La medida más extendida es el uso de anillos protectores para las hélices que protegen tanto al quadcopter como a las personas en caso de choque. DJI ha desarrollado un sistema que permite que sus drones regresen automáticamente en caso de perder la señal de radio control.[17] También hay sistemas que avisan cuando el quadcopter alcanza una determinada altura. A pesar de ello, los fabricantes siguen trabajando para cumplir las normativas de seguridad.
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