I principi di base dei droni includono aerodinamica, meccanica ed elettronica. L’aerodinamica è la base cruciale per il volo dei droni.
Principi di aerodinamica
L'aerodinamica è lo studio dei modelli di movimento e delle forze che agiscono sugli aerei nell'aria. Il volo e la stabilità dei droni dipendono principalmente da quattro forze: portanza, gravità, spinta e resistenza.
La portanza è la forza che fa salire un aereo. A causa delle diverse forme e inclinazioni delle ali di un aereo, l'aria che passa sopra le ali genera quantità variabili di portanza, che sostengono il peso dell'aereo e lo mantengono in alto.
La gravità è l'attrazione della Terra verso gli oggetti, una forza che un aereo deve superare. Un aereo genera una portanza sufficiente per contrastare la gravità accelerando o inclinando le ali, mantenendo così l'equilibrio nell'aria.
La spinta è la forza che spinge in avanti un aereo, generalmente fornita dal motore. La spinta è correlata alla velocità dell'aereo; velocità più elevate richiedono una maggiore spinta.
La resistenza è la forza che si oppone alla spinta, creando la resistenza dell'aria sperimentata da un aereo mentre si muove nell'aria. Pertanto, un aereo deve avere una spinta sufficiente per superare questa resistenza.
Principi meccanici
I principi meccanici si riferiscono alla struttura meccanica e ai metodi di controllo richiesti per il volo dei droni. Un drone è tipicamente costituito da fusoliera, ali, coda e superfici di controllo. La fusoliera è il corpo principale dell'aereo, le ali generano la portanza e la coda stabilizza e controlla la direzione dell'aereo.
I metodi di controllo dei droni includono tipicamente il controllo remoto e il controllo autonomo. Il controllo remoto prevede il controllo del volo e del funzionamento dell'aereo utilizzando un telecomando-basato a terra, mentre il controllo autonomo consente all'aereo di eseguire autonomamente le missioni secondo programmi pre-impostati.
Principi elettronici
I principi elettronici si riferiscono al sistema di controllo elettronico e all'elettronica del drone. L'elettronica di un drone comprende sensori, controller, apparecchiature di comunicazione e apparecchiature di navigazione. Questi dispositivi consentono il controllo autonomo, la stabilizzazione dell'assetto, la navigazione, il posizionamento e la trasmissione dei dati.
I sensori sono gli "occhi" e le "orecchie" del drone e rilevano informazioni sull'ambiente circostante, inclusi parametri quali altitudine, velocità, assetto, temperatura, umidità e pressione atmosferica. Il controller è il "cervello" del drone, elabora i dati raccolti dai sensori e controlla i movimenti del velivolo secondo programmi pre-impostati.
Le apparecchiature di comunicazione possono trasmettere i dati raccolti dal drone al centro di controllo a terra o ad altre apparecchiature e possono anche ricevere istruzioni a terra per eseguire attività. Le apparecchiature di navigazione vengono utilizzate per il posizionamento e la navigazione, inclusi GPS, sistema di navigazione inerziale, ecc.
