No âmbito nacional a Agência Nacional de Aviação Civil (ANAC), se encontra no processo de desenvolvimento da resolução de Requisitos Gerais Para Veículos Aéreos Não Tripulados e Aeromodelos (ANAC, 2015). Entre elas pode-se prever diferentes categorias (Tabela 1).
Tabela 1 - Categorias
Setor
Civil Militar
Uso
Recreativo Não recreativo
Navegação
Autônomo Não autônomo
Fonte: ANAC (2005) adaptado pelo autor
Além destas o equipamento deverá ser classificado segundo sua classe, a fim de respeitar normas específicas da mesma:
Classe 1: VANT com peso máximo de decolagem (PMD) maior que 150 kg;
Classe 2: VANT com PMD maior que 25 kg e menor ou igual a 150 kg;
Neste documento também se encontram uma série de regras em relação ao uso e manipulação do produto, muitas das quais foram inspiradas em documentos internacionais, como as normas da administração federal de aviação americana. O principal objetivo é regulamentar o uso destes aparelhos, nacional ou internacionalmente, assim como determinar normas específicas tendo em vista seu uso (recreativo ou comercial) e configuração.
Ainda assim sob um olhar amplo, o Comando da Aeronáutica do Ministério da Defesa por sua vez é claro ao estabelecer:
A principal premissa básica é que uma Aeronave Remotamente Pilotada é uma aeronave e, por conseguinte, para voar no espaço aéreo sob responsabilidade do Brasil, deverá seguir as normas estabelecidas pelas autoridades competentes da aviação nacional. (DECEA, 2015)
É importante ressaltar que apesar dos esforços das entidades legislativas para regulamentação da categoria, a liberdade criativa das aplicações das aeronaves expõe diferentes cenários de uso em que se faz necessário constantemente uma avaliação crítica das ações. Entre os cenários já conhecidos, são alguns:
Combate a incêndios;
Assistência e gerenciamento em desastres;
Resgate e salvamento;
Vigilância de fronteiras;
Policiamento;
Operações contraterrorismo;
Vigilância de eventos públicos de larga escala;
Vigilância de tráfego terrestre e marítimo;
Monitoramento e controle ambiental;
Telecomunicações;
Vigilância da fauna;
Proteção aquicultura;
3 ANÁLISE DE MERCADO
A análise de mercado se faz necessária para poder identificar soluções concorrentes ou semelhantes ofertadas, assim como dados que possam servir de referência para o projeto. Apesar do mercado global ser jovem, a América do Sul assim como o Brasil não acompanha do mesmo progresso que os demais países do resto do mundo. Tendo isto em vista a análise será feita com soluções encontradas também mundo afora.
É possível identificar em primeira instância que o resultado deste mercado ainda jovem reflete na falta de soluções e projetos desenvolvidos para o setor segurança, onde por consequência, empresas, cidadãos e órgãos governamentais acabam por apropriar-se de VANTs para hobby ou outros setores de serviço. Este cenário se torna ainda mais evidente sob a ótica nacional, onde são raras as empresas de VANTs de fabricação totalmente nacional, assim como os consumidores destes produtos, sendo eles entidades privadas ou governamentais, atendidos com modelos de hobby fabricados por empresas estrangeiras (CAPUTO, 2012; AZEVEDO, 2016). O ponto de partida para escolha e análise desses últimos é o ranking das 20 empresas mais conceituadas no mercado (Figura 20), desenvolvido pela empresa Droneii (2016), com base em número de buscas no buscador google.com, número de empregados nas empresas, menções em jornais, notícias entre outros parâmetros de avaliação.
Se optou também para o desenvolvimento desta etapa de análise e nas seguintes, a escolha pelos modelos quadrirrotor apontados na Figura 4. Isto se justifica por ser o modelo mais adequado para os diferentes cenários ao ser comparado com os demais modelos que apresentam características de voo pouco ou menos flexíveis.
Modelos de asa fixa (estrutura de aeroplano) são mais adequados para varreduras de longa distância em área rural, como requerem também uma velocidade
mínima elevada para sustentação, podendo oferecer grandes riscos no cenário urbano.
Modelos híbridos e de rotor central apresentam uma complexidade de voo superior ao multirrotor, onde há a necessidade de grandes ajustes dos componentes como os mesmos também são de valor superior (ALLEN, 1969).
Os demais exemplares com mais de quatro rotores também foram descartados pois não apresentam vantagens significativas que justifiquem a necessidade um maior número de componentes, tendo em foco as demandas a serem atendidas neste projeto.
Foram selecionados modelos das empresas “DJI”, “Parrot”, “3DRobotics” e “Ehang”, tendo em vista que são empresas pioneiras no desenvolvimento de novas funcionalidades para os modelos de hobby assim como peças e componentes de reposição são de fácil acesso no mercado.
Figura 20: Ranking TOP20 empresas de drones
Dentro da delimitação citada anteriormente, as soluções encontradas, que fossem projetados para as demandas dos setores de segurança pública, privada e nacional, estão os modelos das empresas americanas “Lockheed Martin” e “AeroVironment”. Outros modelos de referência para análise são modelos da empresa chinesa “AEE” e da empresa canadense “Aeryon Labs”. No âmbito nacional foram identificadas as empresas “Sky Drones”, “Drones Brasil”, “Trox” e “Gyrofly. As três primeiras, no entanto, dependem de peças e hardware importadas para montagem de seus VANTs, sendo o único modelo totalmente nacional oferecido pela a Gyrofly.
Os dados escolhidos para serem analisados são relacionados a fatores comuns a todos os modelos, os quais as empresas fornecem em seus websites ou folheto técnico virtual. Ao serem comparados, os mesmos estabelecem quais modelos desempenham melhor determinada função que os demais, podendo ser tomada como uma referência adequada.
Tabela 2 - Phantom 3 Series
Peso 1.280 gramas
Dimensão 350mm diagonal entre eixos Alcance 6.000 metros
Autonomia 23 minutos aproximadamente
Bateria Lipo 4 células, 4480mAh, 15.2V, 365 gramas Câmera Sony EXMOR 1/2.3”, 12,4M, 4K, com gimbal Preço U$500, U$800 e U$1.000 dependendo da versão
Motor -
Hélice 240mm de diâmetro; 127mm de passo Uso Hobby e filmagens profissionais
Tabela 3 - Mavic
Peso 743 gramas
Dimensão 335mm diagonal entre eixos
Alcance 5.000 metros de rádio controle; 7000 metros de vídeo transmissão
Autonomia 21 a 24 minutos
Bateria Lipo 3 células, 3830 mAh, 11.4V,240g Câmera CMOS 1/2.3”, 12,35M, C4K com gimbal
Preço U$1.000
Motor -
Hélice -
Uso Hobby
Fonte: DJI - adaptado pelo autor
Tabela 4 - Inspire 1 V2.0
Peso 2.935 gramas
Dimensão 438x451x301mm Alcance 3.500~5.000m
Autonomia 18min aproximadamente
Bateria Lipo 6 células 4500 mAh 22,2V -570g
Câmera X3- FC 305 1/2.3” - 12,4M, UHD - com gimbal
Preço U$2.000
Motor -
Hélice -
Uso Filmagem profissional
Tabela 5 - Solo Peso 1.800 gramas Dimensão 250x460mm Alcance 1.000m Autonomia 15 a 20 minutos Bateria 5.200mAh 14.8V
Câmera GoPro gimbal 3 eixos ou Sony R10C gimbal 2 eixos Preço U$1.000 com gimbal de 3-eixos; U$800 câmera fixa
Motor 880Kv
Hélice -
Uso Hobby
Fonte: 3DR - adaptado pelo autor
Tabela 6 - Qube Peso 2.500g Dimensão 900mm de comprimento Alcance 1.000m Autonomia 40min Bateria -
Câmera Câmera de alta resolução colorida e infravermelho
Preço U$2.000
Motor -
Hélice -
Uso Segurança privada, pública e nacional Fonte: AeroVironment - adaptado pelo autor
Tabela 7 - F100
Peso 7.600g
Dimensão 863x862x237mm
Alcance 10.000m de controle, 10.000m de vídeo Autonomia 60min
Bateria 20.000mAh
Câmera Câmera de alta resolução zoom 20X com gimbal 3- eixos
Preço U$58.000
Motor -
Hélice Fibra de carbono
Uso Profissional
Fonte: AEE - adaptado pelo autor
Tabela 8 - Indago UAS
Peso 2.200g Dimensão 810x810x170mm Alcance 3.000m Autonomia 50min Bateria 20.000mAh Câmera - Preço U$25.000 Motor -
Hélice Fibra de carbono
Uso Segurança pública, privada e nacional Fonte: Lockheed Martin - adaptado pelo autor
Tabela 9 - Falcon
Peso 9.600g
Dimensão 912mm diagonal entre rotores
Alcance 2.000m
Autonomia 37 a 18min
Bateria Lipo 12 células 4100mAh 44.4V
Câmera -
Preço U$25.000
Motor -
Hélice Fibra de carbono
Uso Profissional
Fonte: Ehang - adaptado pelo autor
Tabela 10 - F50
Peso Menos de 2.000 gramas
Dimensão -
Alcance 2.000m a 6.000m
Autonomia 20min, 25min e 30min, conforme bateria Bateria 4.000mAh, 6.000mAh e 8.000mAh
Câmera 1080P de 1 eixo
Preço -
Motor -
Hélice -
Uso Hobby
Tabela 11 - SkyRanger
Peso 2.400g
Dimensão 1.020mm diâmetro
Alcance 3.000m
Autonomía 50min
Batería Lipo 12 células 4100mAh 44.4V
Câmera HD e IR
Preço -
Motor -
Hélice -
Uso Profissional
Fonte: Aeryon - adaptado pelo autor
Tabela 12 - Bebop 2
Peso 500g
Dimensão 328x382
Alcance 300m aproximadamente Autonomía 25min
Batería Lipo 2.700Ah
Câmera 1080P - lentes fisheye
Preço U$400,00
Motor -
Hélice 150mm
Uso Hobby
Fonte: Parrot - adaptado pelo autor
Para visualização e análise visual dos modelos escolhidos anteriormente, a Figura 21 reúne as imagens dos modelos citados, apontados pelo seu número de tabela.
Figura 21: Modelos analisados
Fonte: desenvolvido pelo autor
Além de dados técnicos pode-se citar também a capacidade e funcionalidades diferenciadas, de alguns dos modelos analisados. A primeira é a capacidade de programação de voo, na qual é possível programar uma trajetória a ser percorrida pelo VANT assim como pré-determinar ou controlar o direcionamento da câmera.
Semelhante à função anterior, há a possibilidade de ativação do auto piloto, onde a aeronave realiza o retorno para as proximidades do controlador de maneira autônoma, caso a mesma tenha saída do campo de visão. Derivada da mesma, há também a possibilidade de optar por uma aterrissagem de modo autônomo.
Funções como “track and follow” permitem ao usuário definir um objeto a ser seguido de uma distância mínima pelo VANT, utilizando como referência um objeto a ser carregado ou pré-programa por identificação visual.
Em alguns modelos é possível encontrar dispositivos que emitem e recebem os sinais com o objetivo de detectar objetos e calcular sua distância dentro em um raio próximo. Os VANTs podem então realizar movimentos evasivos a fim de evitar acidentes caso detectados diferentes objetos.
Do ponto de vista estético os modelos profissionais apresentam formatos pouco desenvolvidos, de aparência muito robusta, estática e quase totalmente simétrica. A exposição dos elementos estruturais e componentes são recursos que exaltam sua característica robusta, no entanto, dão também um aspecto de “aglomerado de partes” ou “produto técnico”, podendo ser mal interpretado ao analisarmos os aspectos e sinais de qualidade. Já os modelos para hobby apresentam uma fluidez formal, trazendo elegância visual ao produto, atrelados aos recursos de variação de acabamentos de superfície e cores. Entretanto, para os modelos que apresentam sistemas gimbal, pés retráteis ou hastes dobráveis para facilitar o transporte, requerem um maior número de peças, demandam maior desenvolvimento de projeto e podem apresentar fragilidade estrutural.
Ainda assim, é comum a todos os modelos analisados, o elevado número de peças e partes que compõem o corpo e o chassi, fator este, indesejado para o processo de manufatura, por requerer diferentes etapas de montagem, processos e métodos de fabricação.
Em suma, o modelo Bebop 2 da empresa Parrot é interpretado como boa referência para pregnância visual, acabamento de superfície e solução formal pela incorporação da câmera ao corpo. O dimensionamento do produto também chama a atenção por ser o menor modelo encontrado, e ainda assim, apresentar autonomia de voo semelhante aos demais modelos para hobby. Seu alcance, porém, é seu ponto negativo, sendo curto demais. Os modelos da empresa chinesa DJI, por sua vez, são referências positivas pelo raio de alcance do receptor, podendo captar sinal até 6.000 metros de distância.
A bateria por sua vez não se pode executar uma avaliação comparativa, tendo em vista que cada modelo conta com uma bateria que supra e forneça energia demandada pelos componentes, bem como as finalidades do VANT.
As câmeras identificadas atendem ao objetivo da proposta de cada VANT. Aqueles destinados ao hobby apresentem uma qualidade superior da captação da imagem assim como dimensionamento de tela de captura. Modelos para segu
Por fim, um ponto pertinente a ser considerado sobre os valores dos produtos. A diferença entre a soma dos valores dos componentes que compõem a arquitetura básica do quadrirrotor, com o valor dos modelos analisados, expõem, ao serem considerados também as funcionalidades dos produtos, dois fatores que causam grande impacto na diferença desses valores: a incorporação do sistema
4 MATERIAIS E PROCESSOS
Com o intuito de viabilizar a fabricação na unidade fabril da empresa, serão descritos de maneira sucinta o principal processo de fabricação e material disponíveis, sendo eles, a moldagem de polímeros por injeção e o ABS. Integram-se também aos recursos disponíveis, aplicações de logo, detalhes e marcações por tampografia.