Aunque los multi-rotores reciben la mayor parte de la atención en el mundo de los drones, no son la única opción. Si se toma en serio el mapeo aéreo, debe considerar un avión de ala fija, y los hélices de rotor único también son una gran solución para algunas aplicaciones de nicho. Aquí hay un resumen de los cuatro tipos principales de plataformas aéreas de drones, y las fortalezas y debilidades de cada una.

Multi-Rotor

Si desea tener una cámara pequeña en el aire durante un corto período de tiempo, es difícil discutir con un multi-rotor. Son la opción más fácil y barata para obtener un «ojo en el cielo», y debido a que le brindan un gran control sobre la posición y el encuadre, son perfectos para el trabajo de fotografía aérea.

La desventaja de los rotores múltiples es su resistencia y velocidad limitadas, lo que los hace inadecuados para el mapeo aéreo a gran escala, el monitoreo de larga resistencia y la inspección de larga distancia, como tuberías, carreteras y líneas eléctricas.

Aunque la tecnología está mejorando todo el tiempo, los multi-rotores son fundamentalmente muy ineficientes y requieren mucha energía solo para combatir la gravedad y mantenerlos en el aire. Con la tecnología de batería actual, se limitan a unos 20-30 minutos cuando se transporta una carga útil ligera de la cámara. Los multi-rotores de carga pesada son capaces de llevar más peso, pero a cambio de tiempos de vuelo mucho más cortos. Debido a la necesidad de cambios de acelerador rápidos y de alta precisión para mantenerlos estabilizados, no es práctico usar un motor de gas para alimentar múltiples rotores, por lo que están restringidos a motores eléctricos. Así que hasta que aparezca una nueva fuente de energía, solo podemos esperar ganancias muy pequeñas en el tiempo de vuelo.

Aviones teledirigidos

Los drones de ala fija (a diferencia del «ala giratoria», es decir, los helicópteros) utilizan un ala como un avión normal para proporcionar la elevación en lugar de rotores de elevación vertical. Debido a esto, solo necesitan usar energía para avanzar, no mantenerse en el aire, por lo que son mucho más eficientes.

Por esta razón, pueden cubrir distancias más largas, mapear áreas mucho más grandes y merodear durante mucho tiempo monitoreando su punto de interés. Además de la mayor eficiencia, también es posible usar motores de gas como fuente de energía, y con la mayor densidad de energía del combustible, muchos UAV de ala fija pueden permanecer en el aire durante 16 horas o más.

El principal inconveniente de un avión es, obviamente, su incapacidad para flotar en un solo lugar, lo que los descarta para cualquier trabajo de fotografía aérea general. Esto también hace que lanzarlos y aterrizarlos sea mucho más complicado, ya que dependiendo de su tamaño, puede necesitar un lanzador de pista o catapulta para llevarlos al aire, y una pista, un paracaídas o una red para recuperarlos de forma segura al final. Solo los drones de ala fija más pequeños son adecuados para el lanzamiento manual y el «aterrizaje abdominal» en un campo abierto.

Otras desventajas son su mayor costo, y que es mucho más difícil aprender las cuerdas con drones de ala fija. Una de las razones por las que los multi-rotores se han extendido tanto es que es fácil comenzar: cualquiera puede comprar un quad-helicóptero barato y comenzar a flotar en su patio trasero, practicar las habilidades y obtener gradualmente más y más confianza antes de volar más lejos, más alto y más rápido. Ese no es el caso de los drones de ala fija: la primera vez que lanzas uno, debes confiar en tus habilidades para controlarlo desde el lanzamiento, durante el vuelo y luego llevarlo de vuelta a un aterrizaje suave. No tienes la oportunidad de ponerlo en un flotador y pensar, poner los palos en el medio no lo mantendrá en su lugar: un dron de ala fija siempre se mueve hacia adelante y se mueven mucho más rápido que un rotor múltiple.

Otra consideración del trabajo con drones de ala fija es que se trata mucho más de los datos, no solo de tomar fotos bonitas. Con una sesión de varios rotores, generalmente termina el trabajo cuando el vuelo termina, solo necesita entregar las imágenes. Con el trabajo de ala fija, el vuelo es solo el comienzo, ya ha capturado las imágenes, pero aún no son los datos que los clientes están buscando. Las imágenes se alimentan a través del procesamiento de la primera etapa para unir los cientos (o miles) de imágenes separadas en una gran imagen en mosaico, pero puede haber mucho más por hacer después de esto en la realización de análisis de datos, como los cálculos de volumen de existencias, recuentos de árboles, superposición de otros datos en los mapas, etc.

Finalmente, un gran desafío al operar drones de ala fija en Australia son nuestras águilas de cola cuña. No los encontrarás en la ciudad, y a menudo no atacarán un rotor múltiple volando bajo, pero para el trabajo de ala fija promedio más lejos de la ciudad y volando a 100 metros de altura, estas enormes aves son una amenaza. Muchas personas han tenido sus nuevos drones arrancados del cielo por estas increíbles pero increíblemente agresivas aves rapaces. Manténgase atento y prepárese para realizar maniobras evasivas rápidas.

Helicóptero de rotor único

Mientras que un rotor múltiple tiene muchos rotores diferentes para sostenerlo, un rotor único tiene solo uno, más un rotor de cola para controlar su rumbo. Los helicópteros son muy populares en la aviación tripulada, pero actualmente solo ocupan un pequeño nicho en el mundo de los drones.

Un helicóptero de un solo rotor tiene la ventaja de una eficiencia mucho mayor que un helicóptero de varios rotores, y también de que pueden ser impulsados por un motor de gas para una resistencia aún más larga. Es una regla general de aerodinámica que cuanto más grande es la pala del rotor y más lenta gira, más eficiente es. Esta es la razón por la que un cuadricóptero es más eficiente que un octocóptero, y los cuadricópteros especiales de larga resistencia tienen un gran diámetro de hélice. Un hélice de un solo rotor permite palas muy largas que se parecen más a un ala giratoria que a una hélice, lo que proporciona una gran eficiencia.

Si necesita flotar con una carga útil pesada (por ejemplo, un escáner láser LIDAR aéreo) o tener una mezcla de flotación con vuelo de larga resistencia o de avance rápido, entonces un heli de un solo rotor es realmente su mejor opción.

Las desventajas son su complejidad, costo, vibración y también el peligro de sus grandes cuchillas giratorias. Si bien un hélice de varios rotores sin duda puede dejar una cicatriz, es poco probable que haga mucho más que eso. Las largas cuchillas afiladas de un heli pueden causar daños más graves si se interpone en su camino, y ha habido varias muertes de helicópteros RC hobby y drones.

En términos de dificultad, los drones heli de un solo rotor se encuentran en algún lugar entre los rotores múltiples y los aviones de ala fija. Por un lado, pueden flotar en el lugar, por lo que es posible comenzar con facilidad y ascender, pero por otro lado no son tan estables ni perdonadores en caso de un mal aterrizaje, y también requieren mucho mantenimiento y cuidado debido a su complejidad mecánica.

VTOL Híbrido de ala fija

La fusión de los beneficios de los UAV de ala fija con la capacidad de flotar es una nueva categoría de híbridos que también puede despegar y aterrizar verticalmente.

Hay varios tipos en desarrollo, algunos de los cuales son básicamente diseños de ala fija existentes con motores de elevación vertical atornillados. Otros son aviones de «cola» que se parecen a un avión normal, pero que descansan sobre sus colas en el suelo, apuntando hacia arriba para despegar antes de lanzarse para volar normalmente, o tipos de «rotor basculante» donde los rotores o incluso todo el ala con hélices unidas pueden girar desde apuntar hacia arriba para despegar hasta apuntar horizontalmente para el vuelo hacia adelante.

Muchas de estas configuraciones se probaron en las décadas de 1950 y 60 para aviones tripulados, pero resultaron demasiado complejas y difíciles de volar, con algunos resultados desastrosos. Con la llegada de los modernos pilotos automáticos, giroscopios y acelerómetros, de repente estos tipos locos son factibles porque el piloto automático puede hacer todo el trabajo duro de mantenerlos estables, dejando al piloto humano la tarea más fácil de guiarlos por el cielo.

Actualmente solo hay un puñado de aviones híbridos de ala fija en el mercado, pero puede esperar que esta sea una opción mucho más popular en los próximos años a medida que se perfeccione la tecnología. Un ejemplo que recibe mucha atención es el dron de entrega Prime Air de Amazon, que se muestra a continuación.

Pros y los Contras de la Tabla