Progetto e analisi preliminare di un drone VTOL applicazione per il trasporto di medicinali e campioni medici

Nel corso del presente lavoro di tesi si indaga la possibilità di trasportare farmaci e materiali biomedicali per mezzo di un drone VTOL a propulsione elettrica e guida autonoma. Questa soluzione presenta molti vantaggi, tra i quali citiamo: la riduzione dei gas serra, la contrazione dei tempi di trasporto, grazie alla possibilità di evitare il traffico e compiere percorsi più brevi (quasi rettilinei), l’abbassamento dei costi e la possibilità di raggiungere luoghi altrimenti difficilmente accessibili. Il trasporto di medicinali tramite droni, inoltre, porta dei vantaggi anche sotto il profilo di una crisi sanitaria come quella che stiamo ancora vivendo; in questo modo, infatti, si riducono i contatti diretti tra le persone, riducendo di conseguenza anche il rischio di contagio. Lo studio parte fornendo una breve panoramica sulle principali soluzioni attualmente esistenti, nonché sulle loro differenze e criticità a seconda dell’utilizzo specifico (regione del mondo, distanze percorribili e capacità di carico). Proseguendo, si tratta la scelta della configurazione migliore da adottare nel nostro caso, che risulta essere quella di un APR ad ala fissa munito di propulsori per il decollo e l’atterraggio verticale. Viene poi analizzato il progetto dell’ala principale sotto il profilo aerodinamico, confrontando differenti profili e valutandone le prestazioni. Il risultato delle analisi sull’ala finita porta ad una dimensione di 2 metri di apertura alare e 35 cm di corda aerodinamica. Ci si occupa inoltre del sistema propulsivo e delle batterie. In particolare, analizzando il profilo di missione, si ricava la spinta necessaria per ogni fase di volo, che viene utilizzata per risalire al consumo totale di corrente; a seguito delle dovute maggiorazioni si arriva all’identificazione di una batteria da 14 Ah con tasso di scarica nominale di 15 C. Successivamente, si approfondisce il sistema di controllo d’assetto, e si descrive un esempio di implementazione di un controllore PID applicato al controllo angolare lungo un asse. Infine, si tratta l’aspetto della guida autonoma, chiarendo quali sono i suoi compiti e in che modo vengono espletati.