Publicações científicas

Abaixo encontra-se uma lista cronológica de algumas das investigações realizadas utilizando os nossos equipamentos de teste.

2026

Análise experimental da eficiência de impulso e das características do rasto de hélices toroidais para UAVs híbridos

KA Bowers, SJ Rovani, JT Hrynuk e H Hu, 2026 - AIAA.org

As hélices toroidais têm-se revelado uma alternativa promissora aos designs convencionais de pás, devido ao seu potencial para reduzir o ruído e melhorar o desempenho aerodinâmico. Este estudo investiga a viabilidade das hélices toroidais para UAVs de asa fixa através de testes experimentais de três variantes de hélices: um design convencional de 4 pás, uma configuração toroidal e uma hélice toroidal modificada com um ângulo de ponta concebido para manter um ângulo de ataque eficaz nas pontas das pás...

Investigação do papel da geometria e das características da superfície da hélice na acumulação de gelo em UAVs: um estudo experimental

Manaf Muhammed, Derek Harvey, Hassan Abbas Khawaja, Muhammad Shakeel Virk e Gelareh Momen, 2026 - sciencedirect.com

Foi realizado um estudo experimental de laboratório sobre a acumulação de gelo atmosférico nas hélices de UAVs com diferentes características geométricas e de superfície, a fim de estudar a física da acumulação de gelo e as alterações resultantes no impulso e no consumo de energia elétrica da hélice. Estes experimentos foram realizados no túnel de vento de gelo (IWT) do Laboratório Internacional de Materiais Antigelo (AMIL), na Université du Québec à Chicoutimi (UQAC), Canadá...

Um estudo experimental para caracterizar o efeito de geometrias semelhantes a winglets no desempenho das hélices de UAVs

Abdallah Samad, Izhar Ullah e Naef A.A. Qasem, 2026 - sciencedirect.com

As geometrias das pontas das pás influenciam fortemente o desempenho aerodinâmico das hélices de pequenos veículos aéreos não tripulados (UAVs) que operam a baixos números de Reynolds (Re), onde as perdas induzidas pelos vórtices de ponta se tornam significativas. Inspirado na eficácia dos winglets nas aeronaves de asa fixa, este estudo investiga experimentalmente o impacto aerodinâmico de geometrias de ponta semelhantes a winglets aplicadas às hélices de UAVs...

Redução do ruído de UAS: os materiais acústicos podem fornecer uma solução?

Daniel Urban, Tomas Tluchor e Simon Konjevic, 2026 - sciencedirect.com

A crescente utilização de sistemas de aeronaves não tripuladas (UAS) introduz novos desafios associados à sua pegada acústica. O ruído excessivo gerado pelas unidades de propulsão dos UAS não só é percebido como uma perturbação indesejada, como também pode representar riscos para a saúde humana e limitar a adoção mais ampla destas tecnologias...

2025

Avaliação experimental do sistema de propulsão elétrica para veículos aéreos não tripulados

Srikanth Goli, Dilek Funda Kurtuluş, Imil Hamda Imran, Taiba Kouser, Abdulrahman Aliyu, Luai M. Alhems e Azhar M. Memon, 2025 - wiley.com

Com o crescente uso de veículos aéreos não tripulados (UAVs) em aplicações civis e militares, a otimização dos sistemas de propulsão elétrica é essencial para melhorar a autonomia, a eficiência (), e a adaptabilidade à missão. Este estudo explora o impacto das variações de hélices disponíveis comercialmente no desempenho do sistema de propulsão do UAV, mantendo fixos a bateria, o ESC e o motor DC sem escovas. A hipótese é que a geometria da hélice desempenha um papel crítico na produção de impulso e na autonomia de voo...

Acumulação de gelo dentro de nuvens e degradação do desempenho das hélices de UAVs em voo para a frente: um estudo experimental

Manaf Muhammed, Derek Harvey, Hassan Abbas Khawaja, Muhammad Shakeel Virk e Gelareh Momen, 2025 - sciencedirect.com

Foi realizado um estudo experimental sobre a acumulação de gelo numa pá rotativa de UAV sob diversas condições ambientais. Esta investigação teve como objetivo estudar os efeitos da variação dos parâmetros ambientais independentes nas características e morfologia do gelo acumulado, bem como a sua influência no desempenho da hélice...

Expansão do software de código aberto para drones para incluir análise de vento

Israel Leuenberg, Pietro Lehmann e Andre Schmid, 2025 - eprint.ost.ch

Este projeto visa desenvolver um sistema portátil e de baixo custo para medir o vento e a turbulência utilizando um pequeno veículo aéreo não tripulado (UAV). Os métodos tradicionais de medição do vento e da turbulência (por exemplo, estações meteorológicas ou anemómetros) são frequentemente dispendiosos e não portáteis, o que limita a sua utilidade em atividades como o parapente. Os pilotos de parapente dependem muito de dados precisos de vento e turbulência por motivos de segurança, uma vez que ventos fortes e turbulência podem criar condições de voo perigosas...

Sinergia entre a mistura ativa do rasto da hélice e o guincho dinâmico: um estudo exploratório utilizando discos porosos num túnel de vento

Jonas Gutknecht, Anne Van Den Homberg, Jelle Linke, Jeroen Van Der Marel, Jesper Van Der Meulen, Raul Hendriks, Axelle Viré e Jan-Willem Van Wingerden, 2025 - iopscience.iop.org

O agrupamento de várias turbinas em proximidade próxima dá origem a perdas de eficiência devido à extração de energia pelas turbinas a montante, um fenómeno conhecido como efeito de rasto. O risco de perdas de potência induzidas pelo rasto para a viabilidade económica dos projetos de parques eólicos motivou várias metodologias destinadas a mitigar o efeito de rasto através da excitação dinâmica de um parâmetro operacional da turbina a montante...

Análise experimental dos efeitos do fluxo de cisalhamento na aerodinâmica e no desempenho de uma hélice

Elia Pio Mottola, 2025 - webthesis.biblio.polito.it

No campo da aerodinâmica de helicópteros, a caracterização adequada do ambiente operacional é essencial para prever a interação entre a aeronave e o fluxo aerodinâmico circundante. Este requisito torna-se ainda mais crítico para os drones multirotores, cujas dimensões reduzidas os tornam mais sensíveis à turbulência atmosférica e aos gradientes de velocidade...

Investigação acústica experimental da direcionalidade e atenuação do ruído do rotor em várias configurações

Giovanni Fasulo, Giosue Longobardo, Fabrizio De Gregorio e Mattia Barbarino, 2025 - mdpi.com

No âmbito do projeto MATIM, foi realizada uma campanha de testes acústicos numa plataforma derivada de um quadcopter de classe comercial dentro da câmara semiecoante CIRA. Um conjunto de rotor dedicado permitiu medições sistemáticas de impulso, binário e velocidade do eixo juntamente com o ruído de campo próximo e de campo distante utilizando dez microfones de precisão calibrados de 1/2 polegada. Foram examinadas três configurações: um rotor isolado, o mesmo rotor montado numa placa de alumínio de quadcopter e o conjunto completo de quatro rotores...

Um sistema de hélice de passo variável para UAVs de meio duplo: design, modelação e validação

Andrei Copaci; Mikołaj Dźwigało; Paweł Kowalczyk; Krzysztof Sierocki; Mads V. Bram; Petar Durdevic, 2025 - IEEE.org

Os UAVs anfíbios estão a atrair um interesse significativo devido às suas aplicações potenciais em busca e salvamento, monitorização ambiental e reconhecimento militar. No entanto, conceber um sistema de propulsão que funcione eficientemente tanto no ar como na água continua a ser um desafio formidável, dados os requisitos aerodinâmicos e hidrodinâmicos divergentes...

Efeitos interacionais aerodinâmicos e aeroacústicos para um µUAV

G. Longobardo, G. Fasulo, T. Astarita e F. De Gregorio, 2025 - iopscience.iop.org

Foi realizada uma campanha experimental no Centro Italiano de Investigação Aeroespacial para quantificar os efeitos interacionais causados pela interação rotor-rotor numa plataforma µUAV disponível comercialmente. Foram realizadas medições aerodinâmicas e aeroacústicas para diferentes configurações: os dados obtidos para o rotor isolado, ou seja, a configuração de base, foram comparados com a configuração de quadcopter...

Aproveitamento de algoritmos genéticos e redes neuronais para a otimização da rigidez e do peso de um braço de suporte de um veículo aéreo não tripulado (UAV)

Iuri H. Müller, José Humberto S. Almeida Jr, Sandro C. Amico, Maikson L.P. Tonatto, 2025 - sciencedirect.com

A crescente procura por estruturas leves e de alto desempenho em aplicações aeroespaciais impulsionou o desenvolvimento de estruturas de design avançadas para componentes compósitos impressos em 3D. Este estudo propõe uma abordagem de otimização multiobjetivo que integra o Algoritmo Genético de Ordenação Não Dominada II (NSGA-II) com uma Rede Neuronal Artificial (ANN) para otimizar o design de um braço de suporte de UAV....

Influência do efeito de solo no impulso da hélice de UAV: validação experimental e CFD

Madalin Dombrovschi, Gabriel-Petre Badea, Tiberius-Florian Frigioescu, Maria Caldarar e Daniel-Eugenie Crunteanu, 2025 - mdpi.com

Este trabalho investiga a influência do efeito de solo no desempenho de uma hélice de UAV através de uma abordagem combinada experimental, analítica e numérica. Foi concebido e construído um banco de ensaios dedicado para permitir medições controladas de impulso e potência em condições estáticas...

Desenvolvimento e validação de um banco de ensaios acústicos inovador para hélice de drone AAM

Valentin Bauchinger, 2025 - tuwien.at

O campo de aplicação dos drones expandiu-se significativamente nos últimos anos. Existe um nível crescente de interesse por esses veículos aéreos, particularmente no setor de retalho, devido à tendência crescente do mercado para drones de entrega para envio de encomendas...

Conjunto de propulsão: uma plataforma de teste de medição de desempenho de multirotor

Guy Hasewinkel e Arnold Pretorius, 2025 - matec-conferences.org

Os componentes do sistema de propulsão de multirotor disponíveis no mercado podem produzir um desempenho estático e dinâmico incerto. Comercialmente, existem soluções para caracterizar o desempenho inexato do sistema de propulsão, no entanto, são proibitivamente dispendiosas...

Modelação preditiva do desempenho do motor BLDC em sistemas UAV utilizando aprendizagem de conjunto

Ushaben Patel, Ajit Kumar e Jagat Jyoti Rath, 2025 - sagepub.com

A previsão precisa do impulso e do binário é essencial para otimizar o desempenho, a eficiência energética e o controlo dos motores de corrente contínua sem escovas (BLDC) em veículos aéreos não tripulados (UAVs)...

Investigação de pás de passo variável passivamente com localizações de pivô variáveis sobre o desequilíbrio de carga do rotor

Karunakalage Karunaratne, Giulia Mandarano, Fei Fei Webster e Abdulghani Mohamed, 2025 - AIAA.org

Ocorre um desequilíbrio de sustentação significativo entre a pá de avanço e a pá de recuo dos táxis aéreos em modo de pairagem durante o voo para a frente. Tal fenómeno leva ao aumento das vibrações no sistema e à subsequente redução da eficiência. O problema é mais visível nos designs de hélices de passo fixo comumente apresentados em aeronaves rotativas de transporte de passageiros de grande escala...

2024

Análise do desempenho de hélices de pequena escala: perspetivas sobre RPM, velocidade do fluxo livre e eficiência

Ali Akber Mollick, 2024 - proquest.com

O objetivo deste trabalho é investigar experimentalmente o desempenho de hélices de pequena escala a várias velocidades angulares e de fluxo livre. A necessidade de dados precisos de desempenho de hélices de pequena escala é crítica no mundo em constante expansão dos Veículos Aéreos Não Tripulados (UAVs) e Micro Veículos Aéreos (MAVs)... 

Guiamento de mobilidade aérea urbana com o método de painéis: avaliação experimental sob perturbações de vento

Zeynep Bilgin, Ilkay Yavrucuk e Murak Bronz, 2024 - AIAA.org

Neste artigo, é proposto um algoritmo de guiamento inspirado na natureza baseado no método de painéis. O método de painéis é uma ferramenta numérica emprestada do domínio da aerodinâmica para calcular o campo potencial de um fluxo de fluido em torno de objetos de formas arbitrárias... 

Testes em túnel de vento de estratégias de controlo de turbinas eólicas e parques eólicos para regulação de potência ativa

J. Gonzalez Silva, D. van der Hoek, R. Ferrari e J. W. van Wingerden, 2024 - AIP.org

A energia eólica emergiu como uma fonte de energia alternativa proeminente, captando energia através de turbinas para contribuir de forma sustentável para a rede elétrica. O controlo eficaz destas turbinas é crucial para regular a geração de energia, com estratégias de controlo de parques eólicos orientadas para maximizar a geração de energia sob demanda. 

Investigação das características de desempenho de rotores coaxiais desiguais

Max Miles e Stephen D. Prior, 2024 - preprints.org

Os rotores coaxiais são um método de propulsão bem compreendido, que são especialmente práticos para grandes Veículos Aéreos Não Tripulados (UAVs), devido ao seu aumento de impulso sem alterar a pegada do veículo. No entanto, para sistemas coaxiais com diâmetros de hélice variáveis entre os dois discos, a investigação disponível é mais limitada...

Avaliação do impacto do vento em aterragem semiautónoma de drones para inspeção em contacto com linhas elétricas

Gendron, Étienne, Marc-Antoine Leclerc, Samuel Hovington, Étienne Perron, David Rancourt, Alexis Lussier-Desbiens, Philippe Hamelin e Alexandre Girard, 2024 - cdnsciencepub.com

Nos últimos anos, a utilização de drones de inspeção tornou-se cada vez mais popular para inspeções de cabos elétricos de alta tensão devido à sua eficiência, custo-benefício e capacidade de aceder a áreas de difícil acesso. No entanto, aterrar drones com segurança em linhas elétricas, especialmente sob condições de vento, continua a ser um desafio significativo. 

Exploração das vibrações das hélices de UAVs: um estudo preliminar para caracterização e deteção de falhas

Karel Hylmar, Daniel Urban e Vladimir Socha, 2024 - IEEE.org

Os sistemas de propulsão de aeronaves não tripuladas, como multicópteros, são muito vulneráveis a qualquer tipo de dano. Assim, o estudo apresentado introduz a possibilidade de utilizar a deteção de vibrações para determinar o estado da hélice rotativa para detetar possíveis danos ou contaminação...

Análise Aerodinâmica e Aeroacústica de Pás de Hélice em Laço

Justin Du plessis e Abdessalem Bouferrouk, 2024 - AIAA.org

Este artigo investiga o potencial das pás de hélice em laço para reduzir o ruído aerodinâmico através da diminuição das interações dos vórtices de ponta da pá. Foram realizadas simulações de fluxo no ANSYS Fluent utilizando LES de alta fidelidade combinado com o modelo Ffowcs William-Hawkings para avaliar a acústica...

Exploração do desempenho de hélices de pequena escala em baixas razões de avanço e baixos números de Reynolds

Ali Akber Mollick, Clement C. Tang e Forrest Ames, 2024 - researchgate.com

O desempenho das hélices de pequena escala foi medido experimentalmente em baixas razões de avanço e números de Reynolds. Os diâmetros das hélices variam de 14 a 19 polegadas, com todas as hélices a terem o mesmo passo de 12...

Validação da Adequação de uma Parede de Vento para Avaliar as Características dos Sistemas de Propulsão de UA.

Urban, Daniel, Karel Hylmar e Stanislav Kušmírek, 2024 - IEEE.org

O assunto deste artigo é a validação da aplicabilidade de uma parede de vento em oposição a um túnel de vento para testar os parâmetros de desempenho de uma unidade de propulsão por hélice...

Morfismo adaptativo da asa e da cauda para voo estável, resiliente e energeticamente eficiente de drones inspirados em aves

Simon Luis Jeger, Valentin Wüest, Charbel Toumieh e Dario Floreano, 2024 - nature.com

Os drones inspirados em aves apresentam superfícies de asa e cauda com morfismo, melhorando a agilidade e a adaptabilidade em voo. Apesar do seu grande potencial, a realização das suas capacidades totais continua a ser um desafio devido à falta de estratégias de controlo generalizadas que acomodem os seus elevados graus de liberdade e os efeitos de acoplamento cruzado entre as suas superfícies de controlo...

Um Estudo da Eficiência dos Designs de Hélices Toroidais

Andrew Alm, William Parker, Victor R. C. Gomes, Caleb H. Harris, Gabriel Troy Shrauger, Caleb Whitacre e Dr. John E. Matsson, 2024 - ASEE.org

Nos últimos anos, os drones tornaram-se cada vez mais populares devido à variedade de tarefas que são capazes de realizar. No entanto, um dos obstáculos ao aumento da utilização de drones comerciais é o ruído gerado pelos vórtices que se desprendem das hélices...

Uma investigação experimental dos vórtices de ponta das pás do rotor de µUAV através de PIV de alta resolução espacial

Giosuè Longobardo1, Tommaso Astarita1 e Fabrizio De Gregorio, 2024 - researchgate.net

O interesse pelas plataformas μUAV com capacidades VTOL aumentou drasticamente na última década devido aos rápidos avanços na eletrónica e no controlo. No entanto, as estruturas vorticosas libertadas pelas asas rotativas -e a sua interação-, que são responsáveis pelo elevado consumo de energia e pelas elevadas emissões de ruído, ainda não são totalmente compreendidas. Neste trabalho, foi conduzida uma campanha experimental de PIV numa hélice disponível comercialmente com um diâmetro de 230 mm...

2023

Sobre a escalabilidade do modelo aerodinâmico determinado experimentalmente para navegação baseada em modelos num UAV de asa delta

P. Longobardi e J. Skaloud, 2023 - IEEE.org

A navegação baseada em modelos é uma abordagem promissora para a navegação autónoma de pequenos drones em condições desafiantes, tais como cenários de voo sem GNSS. No entanto, a falta de análise da estrutura do modelo aerodinâmico para aplicações de navegação baseada em modelos em UAVs de asa delta, caracterizados por um número reduzido de superfícies de controlo, tem dificultado a sua implementação prática...

Caracterização em Túnel de Vento de um UAV de Asa Delta para Navegação Baseada em Modelos.

Pasquale Longobardi, Guillaume Bonneau e Jan Skaloud, 2023 - epfl.ch

Este artigo apresenta um procedimento experimental para a caracterização aerodinâmica de um UAV de asa delta para aplicações de navegação baseada em modelos. Relatamos o planeamento de experiências, destinado a maximizar a observabilidade dos coeficientes aerodinâmicos ao mesmo tempo que se cumprem os requisitos de restrições temporais, bem como a importância das influências aerodinâmicas secundárias...

Ajuste da camada limite utilizando dados de PIV numa instalação de jato aberto com vários ventiladores para investigação do efeito de solo

Cyprien de Sepibus e Flavio Noca, 2023 - calstate.edu

Uma asa de envergadura finita é testada para aerodinâmica do efeito de solo numa instalação de jato aberto com vários ventiladores sobre um solo estacionário. Uma instalação com vários ventiladores permite um controlo fino da morfologia da camada limite do solo através de uma modulação adequada das velocidades de cada ventilador individual.

Análise Térmica de Motor Refrigerado a Ar para UAV Utilizando Métodos Numéricos e Experimentais

Jae-Beom Kang, Ji-Young Lee, Tung Nguyen, Ji-Heon Lee e Hyeong-Jin Kim, 2023 - IEEE.org

Este artigo trata da análise térmica de um motor refrigerado a ar para UAV utilizando métodos numéricos e experimentais, considerando as estruturas em que o motor está acoplado ao UAV...

Sistema de propulsão de aeronave não tripulada adequado para operações em áreas espacialmente limitadas

Daniel Urban, Karel Hylmar, Stanislav Kusmirek, Lenka Hanakova e Vladimir Socha, 2023 - IEEE.org

O assunto desta investigação é o desenvolvimento de sistemas de propulsão com dutos como substitutos dos sistemas tradicionais de propulsão por hélice destinados a aeronaves não tripuladas (UA). Com o número crescente de UA em operação e o nível da sua automação, estão a surgir novas possibilidades para a utilização de UA em uma série de aplicações...

Identificação de um Sistema de Propulsão Elétrico de UAV em Condições de Gelo

Bogdan Løw-Hansen, Nicolas C. Müller, Erlend M. Coates, Tor Arne Johansen, Richard Hann, 2023 - sae.org

O gelo atmosférico em voo é um perigo grave para veículos aéreos não tripulados (UAVs) movidos a hélice, que pode levar a problemas que vão desde a redução do desempenho de voo até à perda inaceitável de sustentação e controlo...

NetherDrone: um drone multirotor com propulsão em duto e cabo de amarração para inspeções complexas de galerias subterrâneas de mineração

Marc-Antoine Leclerc, John Bass, Mathieu Labbé, David Dozois, Jonathan Delisle, David Rancourt e Alexis Lussier Desbiens, 2023 - cdnsciencepub.com

O mapeamento de galerias subterrâneas é crucial para avaliar a quantidade de rocha detonada e a integridade do local. Nos últimos anos, drones equipados com lidar têm sido utilizados para mapear galerias com maior precisão e sem pontos cegos...

Utilização de Hélice de Passo Variável para Aumentar a Eficiência de Sistemas Aéreos Não Tripulados de Pequena Escala

Alejandro Echanove, Evan Kaullen, Alexandru Crisan, Sam Leib, Reno Marino e Sarah Stobb, 2023 - AIAA.org

Sistema de Propulsão Intrinsicamente Seguro para Drones em Aplicações de Mineração de Carvão Subterrânea: Estudos Computacionais e Experimentais

2022

Modelagem e validação da dinâmica energética de um sistema de veículo aéreo não tripulado multirotor elétrico

Design de Asas Rotativas com Mitigação Passiva do Enrolamento Coerente do Vórtice de Ponta

2021

Desenvolvimento de drone não tripulado de 650 mm para estufas