ITBR20120004U1

ITBR20120004U1 - PLANE WITHOUT TRIELIC PILOT AT TAKE OFF AND VERTICAL LAND AND ENDURANCE LANDED WITH A FUELED CELLS AND COMBINED VISUAL - OLFACTORY TECHNOLOGY, FPV AND ADJUSTABLE BOOM CONTROL SYSTEM

Info

Publication number: ITBR20120004U1
Authority: IT
Inventors: Giuseppe Alemanno; Michele Fazio; Dario Ricci; Alessandro Superbo
Original assignee: Michele Fazio
Priority date: 2012-02-27
Filing date: 2012-02-27
Publication date: 2013-08-28

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Il monitoraggio del territorio richiede un'innovazione costante nei processi e nelle tecnologie di rilevamento dei parametri ambientali. Il telerilevamento, inteso come la ripresa a distanza di un soggetto attraverso dei sensori, è in rapida evoluzione sia nelle tecnologie che nelle metodologie, soprattutto per quanto riguarda la ripresa del territorio: sensori sempre più specializzati e geometricamente più performanti lo rendono un segmento di ricerca sempre in rinnovamento. The monitoring of the territory requires constant innovation in the processes and technologies for detecting environmental parameters. Remote sensing, understood as the remote shooting of a subject through sensors, is rapidly evolving both in technologies and methodologies, especially with regard to territorial imaging: increasingly specialized and geometrically more performing sensors make it a research segment. always in renewal.

Sul seguente UAV è possibile installare diversi sensori che lo rendono impiegabile per attività di monitoraggio del territorio. Il velivolo presenta una soluzione a costo relativamente basso per la creazione di quadri conoscitivi condivisi. On the following UAV it is possible to install various sensors that make it usable for territorial monitoring activities. The aircraft presents a relatively low cost solution for the creation of shared cognitive frameworks.

Numerosi sono gli accorgimenti che pongono il nostro velivolo nel settore dell'innovazione: 1. l'adozione di una sensoristica odorigena e visiva di ultima generazione in grado di lavorare in maniera combinata; There are numerous measures that place our aircraft in the field of innovation: 1. the adoption of a latest generation odorous and visual sensors capable of working in a combined manner;

2. l'utilizzo di un dispositivo FPV (First Person View) (Fig.1 - A / Fig. 3 - F) per il controllo del velivolo attraverso un paio di occhiali; 2. the use of an FPV (First Person View) device (Fig.1 - A / Fig. 3 - F) to control the aircraft through a pair of goggles;

3. l'utilizzo di un boom di lunghezza variabile (Fig.l - B) per il piano di coda al fine di gestire al meglio la posizione del baricentro. 3. the use of a boom of variable length (Fig.l - B) for the tail plane in order to better manage the position of the center of gravity.

I principali campi di applicazione di una tecnologia di questo tipo sono: The main fields of application of this type of technology are:

• Sorveglianza di zone colpite da calamità naturali (Vigili del Fuoco, Protezione Civile) • Surveillance of areas affected by natural disasters (Fire Brigade, Civil Protection)

• Prevenzione/monitoraggio degli incendi • Fire prevention / monitoring

• Ricognizione di aree pericolose • Reconnaissance of dangerous areas

Rilevamento di parametri atmosferici e ambientali Detection of atmospheric and environmental parameters

• Monitoraggio di monti, parchi, zone boschive, laghi, fiumi e paludi • Monitoring of mountains, parks, wooded areas, lakes, rivers and swamps

• Conservazione ambientale • Environmental conservation

• Controllo delle emissioni di biossido di carbonio (CO2) • Control of carbon dioxide (CO2) emissions

1. CARATTERISTICHE E PERFORMANCE 1. FEATURES AND PERFORMANCE

Peso: 21-25 kg Weight: 21-25 kg

Apertura alare : 5 m Wingspan: 5 m

Autonomia oraria: 10+ ore Hourly autonomy: 10+ hours

Velocità di crociera: 12.2 m/s (44 Cruising speed: 12.2 m / s (44

km/h) km / h)

Si tratta di un aereo senza pilota a decollo verticale (UAV - VTOL) ad alta endurance ed estremamente versatile: è stato infatti progettato in modo tale che sia in grado di poter effettuare diversi tipi di missione e di trasportare payload differenti. It is an unmanned vertical take-off aircraft (UAV - VTOL) with high endurance and extremely versatile: it has in fact been designed in such a way that it is capable of carrying out different types of missions and carrying different payloads.

• Il sistema VTOL (vertical take off / landing) permette di decollare e atterrare ovunque senza la necessità di una pista (Fig. 4 - I visualizza la configurazione a decollo verticale, Fig. 4 - L visualizza la configurazione da regime verticale a regime di crociera). • The VTOL (vertical take off / landing) system allows you to take off and land anywhere without the need for a runway (Fig. 4 - I displays the vertical take-off configuration, Fig. 4 - L displays the configuration from vertical to cruise).

In più si è scelta una configurazione senza carrelli, che avrebbero comportato solo un aggravio di peso e di prestazioni aerodinamiche, che sfrutta come base di appoggio la parte inferiore della fusoliera. In addition, a configuration without carriages was chosen, which would only have resulted in an increase in weight and aerodynamic performance, which uses the lower part of the fuselage as a support base.

• La grande endurance raggiungibile da questo velivolo è sostanzialmente dovuta a due fattori: la grande superficie alare (Fig.2 - D) comporta un'efficienza molto elevata e permette al velivolo di volare a velocità molto basse, minimizzando i consumi; questo consente anche di rilevare dati e immagini evitando ulteriori fasi di hovering. • The great endurance reachable by this aircraft is essentially due to two factors: the large wing area (Fig.2 - D) results in a very high efficiency and allows the aircraft to fly at very low speeds, minimizing consumption; this also allows to detect data and images avoiding further hovering phases.

• L'altro fattore è la scelta di utilizzare di un sistema a celle combustibili (fuel cell) altamente efficiente ed innovativo che permette di immagazzinare grandi quantità di energia con pesi e ingombri relativamente contenuti. Altro vantaggio delle fuel celi è il basso livello di rumore che le caratterizza. • The other factor is the choice to use a highly efficient and innovative fuel cell system which allows to store large quantities of energy with relatively low weight and overall dimensions. Another advantage of fuel celi is the low noise level that characterizes them.

• Si è scelto di usare motori elettrici, e non motori a combustione, per evitare i conseguenti serbatoi a tenuta stagna per il carburante, la presenza di alternatori per alimentare le utenze elettriche, e la conseguente presenza di trasmissioni meccaniche. • It was decided to use electric motors, and not combustion engines, to avoid the consequent watertight tanks for the fuel, the presence of alternators to power the electric users, and the consequent presence of mechanical transmissions.

• L'energia necessaria al decollo e all'atterraggio verticale è fornita da batterie LiPo. Le batterie sono dimensionate per dare energia per il decollo, l'atterraggio e una breve fase di hovering durante il volo, senza essere ricaricate; c'è comunque la possibilità di ricaricarle durante la missione utilizzando le fuel celi. • The energy required for vertical take-off and landing is supplied by LiPo batteries. The batteries are sized to provide energy for take-off, landing and a short hovering phase during the flight, without being recharged; however, there is the possibility of recharging them during the mission using the fuel celi.

• Per quanto riguarda la conformazione geometrica, l'utilizzo di un boom di lunghezza variabile per il collegamento della coda alla fusoliera permette una maggiore tolleranza sul problema della stabilità longitudinale del velivolo, in quanto permette, se necessario, un arretramento del punto neutro semplicemente estraendo una porzione di boom (Fig.l - B). Il velivolo è inoltre dotato di una deriva a V (Fig.3 - G). • As regards the geometric conformation, the use of a boom of variable length for connecting the tail to the fuselage allows greater tolerance on the problem of the longitudinal stability of the aircraft, as it allows, if necessary, a retraction of the neutral point simply by extracting a portion of the boom (Fig.l - B). The aircraft is also equipped with a V-shaped fin (Fig. 3 - G).

• La scelta di una configurazione a tre eliche (Fig.2 - C/E / Fig.3 - H) , poste tutte lontane dal baricentro, permette la controllabilità attorno a tutti e tre gli assi di rotazione durante la fase di hovering con piccoli sbilanciamenti di forza. Con questa configurazione, rendendo l'elica posteriore (Fig.2 - C) "tiltabile", sarebbe possibile supplire (durante il volo) alla rottura di uno o di entrambi i motori elettrici anteriori. In caso di mancato funzionamento di uno dei due, l'altro può essere spento e la crociera continuata solo con la forza propulsiva dell'elica posteriore. L'atterraggio è poi possibile in modalità "belly-landing". • The choice of a configuration with three propellers (Fig.2 - C / E / Fig.3 - H), all placed far from the center of gravity, allows controllability around all three rotation axes during the hovering phase with small force imbalances. With this configuration, making the rear propeller (Fig.2 - C) "tiltable", it would be possible to compensate (during flight) for the failure of one or both of the front electric motors. In case of failure of one of the two, the other can be switched off and the cruise continued only with the propulsive force of the rear propeller. Landing is then possible in "belly-landing" mode.

• La scelta di un payload intercambiabile permette di poter soddisfare le esigenze di diversi clienti e di fare diversi tipi di missione. • The choice of an interchangeable payload allows to meet the needs of different customers and to carry out different types of missions.

2. GEOMETRIA 2. GEOMETRY

Le specifiche di progetto sono riportate nelle Figure 1/2/3/4 della sezione Disegni dove sono riportate la vista frontale, laterale, dall'alto, una foto in decollo e regime transitorio. The project specifications are shown in Figures 1/2/3/4 of the Drawings section where the front, side, top view, a photo in take-off and transient regime are shown.

Per la stima dei pesi si è supposto uno spessore di 0.6 mm per la fusoliera, 0.5 mm per le ali e di 0.4 per i piani di coda. For the estimate of the weights, a thickness of 0.6 mm for the fuselage, 0.5 mm for the wings and 0.4 for the tail planes was assumed.

Come materiale di realizzazione si è considerata la fibra di carbonio. Carbon fiber was considered as the material of realization.

Elemento Peso [g] Item Weight [g]

Ali 3500 Ali 3500

Fusoliera 3200 Fuselage 3200

Impennaggi di coda 800 Tail tail 800

Il peso strutturale totale è quindi di circa 7.5 kg. Questa è una stima abbastanza conservativa del peso, poiché non si è tenuto conto dell'inserimento di longheroni, centine e in generale di elementi di irrigidimento che permettono di avere minore spessore dei pannelli. The total structural weight is therefore approximately 7.5 kg. This is a fairly conservative estimate of the weight, since the insertion of longitudinal members, ribs and in general of stiffening elements that allow to have less thickness of the panels has not been taken into account.

SISTEMA PROPULSIVO PROPULSIVE SYSTEM

Vengono proposte 3 soluzioni per le fuel celi: la AEROPAK della Horizon Energy System 3 solutions are proposed for fuel cells: the AEROPAK from the Horizon Energy System

(disponibile in due varianti) e la UAV-C250 della Protonex. (available in two variants) and the Protonex UAV-C250.

Di seguito ne vengono riassunte le caratteristiche principali: The main features are summarized below:

AEROPAK AEROPAK UAV- AEROPAK AEROPAK UAV-

Type 1 Type II C250 Type 1 Type II C250

Dimensioni (b x h x L) 106 x 120 x 106 x 120 100 x 90 Dimensions (b x h x L) 106 x 120 x 106 x 120 100 x 90

[mm] 306 x 460 x 395 [mm] 306 x 460 x 395

Peso [g] 2020 3500 3000 Weight [g] 2020 3500 3000

Quantità di energia Amount of energy

900 2125 1500 [Wh] 900 2125 1500 [Wh]

Densità di energia Energy density

446 607 500 [Wh/kg] 446 607 500 [Wh / kg]

Potenza max in output Max output power

200 200 250 200 200 250

[W] [W]

Queste unità di potenza verrebbero montate a coppie e fornirebbero l'energia necessaria sia These power units would be mounted in pairs and would provide the necessary energy either

alla propulsione del velivolo, sia alle diverse utenze elettroniche. to the propulsion of the aircraft, and to the various electronic users.

Il motore elettrico per le eliche anteriori è il seguente: The electric motor for the front propellers is as follows:

Modello: Hacker-Brushless-A50-12L-V2 Model: Hacker-Brushless-A50-12L-V2

Kv: 348 RPM/V Kv: 348 RPM / V

Diametro: 48.8mm Diameter: 48.8mm

Lunghezza: 62mm Length: 62mm

Peso: 435g Weight: 435g

Diametro albero: 6mm Shaft diameter: 6mm

Potenza continua: 1650W Continuous power: 1650W

Potenza massima: 2200W Maximum power: 2200W

Corrente massima: 70A Maximum current: 70A

Celle LiPo: 5S - 8S LiPo cells: 5S - 8S

mentre per l'elica posteriore si è scelto il seguente: while the following was chosen for the rear propeller:

Modello: Hi max HC3528-1000 Model: Hi max HC3528-1000

Kv: 1000 RPM/V Kv: 1000 RPM / V

Diametro: 35.2mm Diameter: 35.2mm

Lunghezza: 54.2mm Length: 54.2mm

Peso: 197g Weight: 197g

Diametro albero: 5mm Shaft diameter: 5mm

Potenza continua: 450W Continuous power: 450W

Potenza massima: 600W Maximum power: 600W

Per il decollo e l'atterraggio l'elica posteriore, che è solo di controllo, può benissimo essere alimentata dalle fuel celi, mentre le eliche anteriori vengono alimentate ognuna dalla seguente batteria LiPo: For take-off and landing the rear propeller, which is for control only, can very well be powered by fuel cells, while the front propellers are each powered by the following LiPo battery:

Modello: Thunder Pover RC G6 Pro Lite 7S-25C Model: Thunder Pover RC G6 Pro Lite 7S-25C

Capacità: 3.9 Ah Capacity: 3.9 Ah

Voltaggio nominale: 25.9 V Nominal voltage: 25.9V

Peso: 620 g Weight: 620 g

Dimensioni (b x h x L) : 43 x 50 x 136 mm Dimensions (b x h x L): 43 x 50 x 136 mm

Per le eliche anteriori, dal diametro di 900 mm, è ragionevole supporre un peso di circa 100 g, mentre quella posteriore può essere stimata un peso di 50 g. For the front propellers, with a diameter of 900 mm, it is reasonable to assume a weight of about 100 g, while the rear one can be estimated a weight of 50 g.

Il peso totale del sistema propulsivo, per le 3 soluzioni proposte, è quindi circa pari a: The total weight of the propulsion system, for the 3 proposed solutions, is therefore approximately equal to:

AEROPAK AEROPAK AEROPAK AEROPAK

UAV-C250 Type 1 Type II UAV-C250 Type 1 Type II

Peso totale Total weight

6.5 9.5 8.5 prop. [kg] 6.5 9.5 8.5 prop. [kg]

AERODINAMICA E MECCANICA DEL VOLO AERODYNAMICS AND FLIGHT MECHANICS

La grande superficie alare permette al velivolo di volare a velocità decisamente basse, in The large wing area allows the aircraft to fly at very low speeds, in

modo da limitare al minimo i consumi. Nella tabella seguente sono riassunte le in order to limit consumption to a minimum. The following table summarizes the

caratteristiche di meccanica del volo delle tre configurazioni proposte: flight mechanics characteristics of the three proposed configurations:

AEROPAK AEROPAK AEROPAK AEROPAK

UAV-C250 Type 1 Type II UAV-C250 Type 1 Type II

Vstall 9.8 m/s 10.6 m/s 10.33 m/s Vstall 9.8 m / s 10.6 m / s 10.33 m / s

Vcruise = 1.15 11.3 m/s 12.2 m/s 11.9 m/s Vcruise = 1.15 11.3 m / s 12.2 m / s 11.9 m / s

Vstall Vstall

Potenza per 210 W 265 W 246 W Power for 210W 265W 246W

volare to fly

Aggiungendo 70W di potenza necessaria per le varie utenze elettriche (valore sovrastimato, By adding 70W of power required for the various electrical users (overestimated value,

come si vedrà nella sezione dedicata), e arrotondando ulteriormente per eccesso i consumi as will be seen in the dedicated section), and further rounding up consumption

di potenza, come margine di sicurezza, possiamo assumere che le potenze necessarie per le of power, as a safety margin, we can assume that the powers necessary for the

tre configurazioni sono: three configurations are:

Potenza AEROPAK 1 300 W AEROPAK 1 power 300 W

Potenza AEROPAK II 350 W AEROPAK II power 350 W

Potenza UAV-C250 330 W UAV-C250 power 330W

L'energia disponibile nelle fuel celi nelle tre configurazioni è, rispettivamente, di 1800 Wh per la configurazione AEROPAK I, di 4250 Wh per la configurazione AEROPAK II e di 3000 Wh per la UAV-C250. Volendo utilizzare per il volo soltanto il 90% di questa energia, si ottengono delle endurance di: The energy available in the fuel cells in the three configurations is, respectively, 1800 Wh for the AEROPAK I configuration, 4250 Wh for the AEROPAK II configuration and 3000 Wh for the UAV-C250. Wanting to use only 90% of this energy for flight, you get endurance of:

Endurance AEROPAK 1 5.4 h Endurance AEROPAK 1 5.4 h

Endurance AEROPAK II 10.9 h Endurance AEROPAK II 10.9 h

Endurance UAV-C250 8.2 h Endurance UAV-C250 8.2 h

Le tre configurazioni proposte sono alternative tra loro, e non è escluso un loro mixing per esigenze particolari di peso/endurance (ad esempio si potrebbe equipaggiare un velivolo con un AEROPAK I ed un AEROPAK II, ottenendo prestazioni intermedie tra quelle descritte in precedenza). Si può affermare però che la configurazione con due AEROPAK I ha il vantaggio di essere più leggera, quella con due AEROPAK II permette l'endurance maggiore, mentre quella con due UAV-C250 presenta il maggiore margine di sicurezza in termini di rapporto tra la potenza necessaria (330 W) e quella disponibile con continuità (500 W). The three proposed configurations are alternatives to each other, and their mixing for particular weight / endurance needs is not excluded (for example, an aircraft could be equipped with an AEROPAK I and an AEROPAK II, obtaining intermediate performances between those described above). However, it can be said that the configuration with two AEROPAK I has the advantage of being lighter, the one with two AEROPAK II allows greater endurance, while the one with two UAV-C250 has the greatest safety margin in terms of power ratio. required (330 W) and that available continuously (500 W).

L'efficienza del velivolo è circa pari a 17. The aircraft's efficiency is approximately 17.

• Configurazione short • Short configuration

E' anche possibile ridurre gli ingombri del velivolo portando l'apertura alare da 5 m a 4 m; così facendo l'aereo sarebbe costretto ad aumentare la sua velocità di crociera, portando i consumi globali a 380 W nella configurazione UAV-C250. It is also possible to reduce the dimensions of the aircraft by bringing the wingspan from 5 m to 4 m; doing so the plane would be forced to increase its cruising speed, bringing global consumption to 380 W in the UAV-C250 configuration.

L'endurance in questo caso si ridurrebbe a circa 7 h. The endurance in this case would be reduced to about 7 h.

Camera multi spettrale e iperspettrale Multi spectral and hyperspectral chamber

Un sensore multi - spettrale consente la contemporanea osservazione della scena in più bande del visibile, IR e UV. La camera multi-spettrale associa alla capacità di produrre un'immagine, tipica di una camera fotografica, quella di selezionare lo spettro di radiazione riflesso o diffuso dalle sostanze presenti in una scena permettendone la classificazione e l'identificazione. Un sensore iperspettrale invece, consente la contemporanea osservazione della scena in più bande. La camera iperspettrale associa alla capacità di produrre un'immagine, tipica di una camera fotografica, quella di registrare lo spettro di radiazione riflesso o diffuso dalle sostanze presenti in una scena permettendone la classificazione e l'identificazione. La loro utilità consiste nella possibilità di evidenziare particolari aspetti, esaltando alcune bande e mettendole in contrasto ad altre. Per l'utilizzo è stata individuata una camera a 3 bande di piccole dimensioni (TETRACAM ADC LITE) e peso contenuto, da impiegare in analisi ambientali dove è necessaria la componente NIR (Near Infra Red). A multi - spectral sensor allows the simultaneous observation of the scene in multiple bands of the visible, IR and UV. The multi-spectral camera combines the ability to produce an image, typical of a photographic camera, with the ability to select the spectrum of radiation reflected or diffused by the substances present in a scene, allowing them to be classified and identified. A hyperspectral sensor, on the other hand, allows the simultaneous observation of the scene in multiple bands. The hyperspectral camera associates the ability to produce an image, typical of a photographic camera, with that of recording the spectrum of radiation reflected or diffused by the substances present in a scene, allowing them to be classified and identified. Their usefulness consists in the possibility of highlighting particular aspects, enhancing some bands and putting them in contrast to others. For use, a small 3-band camera (TETRACAM ADC LITE) and low weight was identified, to be used in environmental analyzes where the NIR (Near Infra Red) component is required.

Sensore CMOS da 3.2 mexapixel 3.2 mexapixel CMOS sensor

Alimentazione 5 - 12 V DC Power supply 5 - 12 V DC

Potenza di 6 W Power of 6W

alimentazione Power supply

Dimensioni 114x77x22 mm (senza la lente da 8.5mm) 114x77x60.5 mm (con la lente da 8.5 mm) Interfaccia dati USB 1.1 Dimensions 114x77x22mm (without 8.5mm lens) 114x77x60.5mm (with 8.5mm lens) USB 1.1 data interface

Peso 0.2 Kg Weight 0.2 Kg

Naso elettronico Electronic nose

Il naso elettronico è un dispositivo complesso dotato di una struttura multisensore in grado di emulare il sistema olfattivo dell'essere umano: una matrice di sensori chimici, a bassa selettività, fornisce un'impronta univoca dell'odore, consentendone il successivo riconoscimento. Il naso elettronico risulta di notevole utilità in molteplici settori. L'importanza del naso elettronico è legata alla necessità di effettuare rilevazioni e misure di odori con un dispositivo a basso costo e in tempo quasi reale, evitando di fare ricorso a sistemi di misura proibitivi per costo e tempi di analisi. Si è scelto per il seguente aereo senza pilota, il naso elettronico PEN3. PEN3 può essere utilizzato anche come strumento per controlli di dispersioni odorigene da impianti di compostaggio, impianti di trattamento rifiuti e in tutti quei settori quali ad esempio l'industria chimica o petrolchimica, i depuratori civili e industriali. The electronic nose is a complex device equipped with a multisensor structure capable of emulating the olfactory system of the human being: a matrix of chemical sensors, with low selectivity, provides a unique imprint of the odor, allowing its subsequent recognition. The electronic nose is very useful in many sectors. The importance of the electronic nose is linked to the need to detect and measure odors with a low-cost device and in near real time, avoiding the need to resort to measurement systems that are prohibitive in terms of cost and analysis times. The PEN3 electronic nose was chosen for the next unmanned aircraft. PEN3 can also be used as an instrument for controlling odor dispersions from composting plants, waste treatment plants and in all those sectors such as the chemical or petrochemical industry, civil and industrial purifiers.

Sensore 10 single thick film sensor Sensor 10 single thick film sensor

Alimentazione 110-230 V AC, opzionale 12 V DC Power supply 110-230 V AC, optional 12 V DC

Potenza di Max 30 W Power of Max 30W

alimentazione Power supply

Dimensioni 92x190x270 mm Dimensions 92x190x270 mm

Interfaccia dati Porta seriale RS - 232 (opzionale Data interface RS - 232 serial port (optional

USB) USB)

Peso 2 Kg Weight 2 Kg

Sensore di gas nocivi Harmful gas sensor

Il monitoraggio dell'inquinamento terreno è una delle applicazioni più facilmente soddisfabili dagli aerei senza pilota civili. Ground pollution monitoring is one of the most easily fulfilled applications by civilian unmanned aircraft.

Discariche illegali possono essere individuate ed i trasgressori possono essere immediatamente identificati con immagini o video, soprattutto in campagna o in altre aree raramente controllate. Illegal landfills can be spotted and offenders can be immediately identified with pictures or videos, especially in the countryside or in other rarely controlled areas.

Una volta sul posto, il monitoraggio dell'inquinamento e di altri gas nell'ambiente eseguito dagli UAV civili può fornire alcuni importanti dati che possono essere elaborati e raccolti in una banca dati centralizzata. Once in place, the monitoring of pollution and other gases in the environment performed by civil UAVs can provide some important data that can be processed and collected in a centralized database.

Ulteriori analisi aiuteranno l'accelerazione di ricerche sull'impatto dell'inquinamento e su quelle che possono essere delle misure preventive adeguate. Further analyzes will help accelerate research into the impact of pollution and what may be suitable preventive measures.

Txgard ha un'ampia gamma di sensori, estremamente sicuri e resistenti. Txgard has a wide range of sensors, extremely safe and resistant.

Il sensore di gas all'interno può essere sostituito facilmente a seconda del tipo di rilevazioni da effettuare. The gas sensor inside can be easily replaced according to the type of measurements to be made.

Sensore intercambiabile Interchangeable sensor

Alimentazione 10-30 V DC Power supply 10-30 V DC

Potenza di alimentazione 1 Power supply 1

Dimensioni 160x122x85 mm Dimensions 160x122x85 mm

Peso 0.65 Kg Weight 0.65 Kg

Payload alternativo: Camera TASE Alternative payload: Camera TASE

In alternativa al sistema di naso artificiale installato a bordo è stato considerata l'ipotesi di poter installare una camera TASE 150 con un sistema di estrazione automatica prodotto dalla TASE e integrato direttamente con questo tipo di camera. As an alternative to the artificial nose system installed on board, the hypothesis of being able to install a TASE 150 chamber with an automatic extraction system produced by TASE and directly integrated with this type of chamber was considered.

CAMERA ROOM

Potenza di alimentazione 10 W (typical) 18 W (max) Dimensioni 127x112x178 mm Peso 0.9 Kg Power supply 10 W (typical) 18 W (max) Dimensions 127x112x178 mm Weight 0.9 Kg

SUPPORTO SUPPORT

Potenza di alimentazione 1 W (typical) 3 W (during deploy) Dimensioni 135x154x218 mm Power supply 1 W (typical) 3 W (during deploy) Dimensions 135x154x218 mm

Peso 0.1 Kg Weight 0.1 Kg

Payload alternativo: lmSAR, NanoSAR B, X Band Radar Alternative payload: lmSAR, NanoSAR B, X Band Radar

La seconda alternativa al naso elettronico è l'installazione di un Radar NanoSAR. Trattasi di un radar che può operare in qualunque condizione atmosferica. The second alternative to the electronic nose is the installation of a NanoSAR Radar. This is a radar that can operate in any weather condition.

Potenza di alimentazione <30W Power supply <30W

Dimensioni 158x190x114 mm Peso 1.59 Kg Dimensions 158x190x114 mm Weight 1.59 Kg

Oltre al peso e alla potenza paragonabili a quelle del naso elettronico, anche le dimensioni sono adatte all'alloggiamento nella fusoliera del velivolo UAV presentato. In addition to the weight and power comparable to those of the electronic nose, the dimensions are also suitable for housing in the fuselage of the presented UAV aircraft.

6. SISTEMI DI BORDO 6. ON-BOARD SYSTEMS

Sistema FPV FPV system

FPV ovvero First Person View, vista in prima persona, ha per concetto quello di montare sul modello radiocomandato una piccola telecamera che trasmette le immagini da lui riprese al pilota che lo comanda. FPV or First Person View, seen in first person, has the concept of mounting a small camera on the radio-controlled model that transmits the images taken by him to the pilot who commands it.

I modelli più avanzati trasmettono in sovraimpressione alle immagini anche i dati prelevati da dei sensori a bordo del modello, ad esempio lo stato di carica della batteria, l'altitudine e l'assetto nel caso di un aeromodello, la velocità e la posizione geografica se equipaggiati di moduli GPS. The more advanced models also superimposed on the images the data taken from the sensors on board the model, for example the state of charge of the battery, the altitude and attitude in the case of a model aircraft, the speed and the geographical position if equipped with GPS modules.

Le immagini sono proiettate su degli speciali occhiali video (video-goggles). The images are projected on special video goggles.

Abbiamo scelto come sistema FPV il seguente. We have chosen the following as our FPV system.

Il sistema è composto da: The system consists of:

• una camera RMRC-700 XV 700TVL ATR CCD posta sul naso del velivolo (Fig.1 - A) in modo che chi pilota da terra l'aereo possa avere la visuale "del pilota"; • an RMRC-700 XV 700TVL ATR CCD camera placed on the nose of the aircraft (Fig.1 - A) so that whoever pilots the aircraft from the ground can have the "pilot's" view;

un trasmettitore a 5.8 GHz, comprensivo di antenna: per il tipo di missione in cui utilizzare il sistema FPV non avremo bisogno di grandi distanze per la trasmissione. In più trasmettere a queste frequenze non disturba il segnale GPS (2.4 GHz); a 5.8 GHz transmitter, including antenna: for the type of mission in which to use the FPV system we will not need large distances for transmission. In addition, transmitting at these frequencies does not disturb the GPS signal (2.4 GHz);

• un ricevitore (comprensivo di antenna) e dei video-goggles (occhiali) integrati con cui l'operatore vedrà in tempo reale le immagini prese dalla camera. • a receiver (including antenna) and integrated video-goggles (glasses) with which the operator will see the images taken from the camera in real time.

In più, sviluppi recenti permettono di integrare tale sistema con un comando headtracker che converte i movimenti della testa in servo-movimenti. Usando accelerometri o sensori magnetici l'headtracker sente i movimenti della testa e li manda al trasmettitore. In addition, recent developments make it possible to integrate this system with a headtracker command that converts head movements into servo-movements. Using accelerometers or magnetic sensors the headtracker senses the movements of the head and sends them to the transmitter.

La seguente tabella mostra le principali caratteristiche dei componenti del sistema FPV scelto, che sono a bordo del velivolo: The following table shows the main characteristics of the components of the chosen FPV system, which are on board the aircraft:

Componente Nome Peso [Kg] Potenza [W] Component Name Weight [Kg] Power [W]

Antenna 5.8 GHz Bluebeam antenna 0.02 1 5.8 GHz Bluebeam antenna 0.02 antenna 1

Set (x2) Set (x2)

Camera RMRC-700 XV 700TVL ATR 0.036 2 RMRC-700 XV 700TVL ATR 0.036 camera 2

CCD Camera CCD Camera

Trasmettitore ImmersionRC 5.8 GHz 0.025 2.20 ImmersionRC Transmitter 5.8 GHz 0.025 2.20

500mW TX 500mW TX

TOTALE 0.081 5.20 TOTAL 0.081 5.20

Si è inoltre calcolata la distanza massima a cui il segnale del sistema arriva all'operatore che guida l'aereo senza pilota da terra. The maximum distance at which the system signal reaches the operator driving the unmanned aircraft from the ground was also calculated.

PTX= potenza trasmessa = 26 dBm PTX = transmitted power = 26 dBm

ATX= guadagno antenna trasmittente = 5 dBi ATX = transmitter antenna gain = 5 dBi

Freq - frequenza segnale = 5800 MHz Freq - signal frequency = 5800 MHz

ARX= guadagno antenna ricevente = 5 dBi ARX = receiving antenna gain = 5 dBi

GRX= sensibilità del ricevitore = -85dBm GRX = receiver sensitivity = -85dBm

Considerando le perdite di cavo pari a zero, otteniamo una distanza massima di trasmissione pari a 2.326 Km, quindi ben oltre le distanze utilizzate per missioni con volo in modalità FPV. Considering the zero cable losses, we get a maximum transmission distance of 2,326 km, therefore well beyond the distances used for missions with flight in FPV mode.

Altimetro Laser Laser altimeter

Gli altimetri laser sono usati sugli aerei senza pilota e puntano verso il basso. Laser altimeters are used on unmanned aircraft and point downward.

In genere sono sistemati sulle estremità alari e sulla coda. Sono usati per la fase di decollo e di atterraggio automatico (specialmente nel caso di decollo verticale), per tenere sotto controllo accuratamente l'esatta quota del velivolo. Si è scelto l'altimetro Devantech SRF08 ultrasonic. In tabella sono riassunte le principali caratteristiche: They are generally placed on the wingtips and on the tail. They are used for the automatic take-off and landing phase (especially in the case of vertical take-off), to accurately control the exact altitude of the aircraft. The Devantech SRF08 ultrasonic altimeter was chosen. The table summarizes the main features:

Dimensioni 43x20x17 mm Dimensions 43x20x17 mm

Peso < 50 g Weight <50 g

Range 6 cm - 6 m Range 6 cm - 6 m

Potenza < 1 W Power <1W

Sistemo di trasmissione dati Data transmission system

Vista la notevole quantità di dati da trasmettere (i tre payload a bordo e la presenza contemporanea del GPS integrato con l'autopilota e del sistema per volo FPV) si può dividere il nostro sistema di trasmissione in tre parti. Si è accennato precedentemente della trasmissione utilizzata per la camera FPV. Given the considerable amount of data to be transmitted (the three payloads on board and the simultaneous presence of the GPS integrated with the autopilot and the FPV flight system) our transmission system can be divided into three parts. We mentioned previously the transmission used for the FPV camera.

Per la trasmissione dei dati presi dalla camera multi-spettrale si è scelto un sistema COFDM Digital wireless video transmitter a 800 MHz, come visibile nella seguente tabella riassuntiva. For the transmission of the data taken from the multi-spectral camera, a COFDM Digital wireless video transmitter system at 800 MHz was chosen, as shown in the following summary table.

Frequenza 300-800 MHz Frequency 300-800 MHz

Potenza RF 100-1000 mW RF power 100-1000 mW

Tensione di DC 11-13 V DC voltage 11-13V

alimentazione Power supply

Intensità di corrente 1 A Current intensity 1 A

Transfer Rate 8 Mbps Transfer Rate 8 Mbps

Video Input 1 line PAL/NTSC analog video Video Input 1 line PAL / NTSC analog video

Video Compression MPEG-24:2:0 Video Compression MPEG-24: 2: 0

Dimensioni 118x68x28 mm Dimensions 118x68x28 mm

Peso 500 g (con antenna) Weight 500 g (with antenna)

Distanza di trasmissione 15-20 Km Transmission distance 15-20 Km

In questo modo è possibile arrivare a trasmettere immagini a circa 20 Km di distanza dalla stazione di terra. Il sistema scelto è digitale ed è disponibile sul mercato. Il naso elettronico invece è direttamente interfacciato con l'autopilota. Per quanto riguarda il sensore di gas nocivi, esso viene tarato a terra sul tipo di gas da rilevare e le informazioni vengono registrate a bordo e poi lette una volta che il velivolo è rientrato a terra. In this way it is possible to transmit images about 20 km away from the ground station. The chosen system is digital and is available on the market. The electronic nose instead is directly interfaced with the autopilot. As for the noxious gas sensor, it is calibrated on the ground on the type of gas to be detected and the information is recorded on board and then read once the aircraft has returned to the ground.

Per quanto riguarda il sistema dell'autopilota si utilizza il Cloudcap Piccolo II. Le principali caratteristiche sono riportate in basso: As for the autopilot system, the Cloudcap Piccolo II is used. The main features are shown below:

Dimensioni 146x46x62 mm Dimensions 146x46x62 mm

Peso 226 g Weight 226 g

Potenza trasmessa 1 W Transmitted power 1 W

Frequenza di 2400 MHz 2400 MHz frequency

trasmissione transmission

Con questo sistema, mediante l'utilizzo a terra di antenne direttive ad alto guadagno e con un sistema di inseguimento d'antenna, è possibile trasmettere fino a una distanza pari a 10 Km. Si ricorda che il naso elettronico e interfacciabile con l'autopilota. Il sistema GPS è integrato nell'autopilota. Per raggiungere maggiori distanza è possibile inserire un amplificatore di potenza. L'amplificatore scelto è il TUNABLE ANTENNAFIER 2400 LTC. With this system, through the use of high gain directional antennas on the ground and with an antenna tracking system, it is possible to transmit up to a distance of 10 km. Remember that the electronic nose can be interfaced with the autopilot . The GPS system is integrated into the autopilot. To reach greater distances it is possible to insert a power amplifier. The amplifier chosen is the TUNABLE ANTENNAFIER 2400 LTC.

Utilizzando questo amplificatore sia a bordo che a terra, riusciamo ad arrivare a circa 4 W di potenza trasmessa e quindi ad almeno 20 Km di distanza. In questo modo sia il sistema di trasmissione della camera che il sistema di trasmissione dell'autopilota possono raggiungere le stesse distanze. Si riassumono nella seguente tabella le principali caratteristiche dell'amplificatore di potenza: Using this amplifier both on board and on the ground, we are able to reach about 4 W of transmitted power and therefore at least 20 km away. In this way both the camera transmission system and the autopilot transmission system can reach the same distances. The main characteristics of the power amplifier are summarized in the following table:

Dimensioni 94x124.5x15.2 mm Peso 140 g Guadagno 5 — 20 dB Potenza 0.5 -4 W TABELLE RIASSUNTIVE Dimensions 94x124.5x15.2 mm Weight 140 g Gain 5 - 20 dB Power 0.5 -4 W SUMMARY TABLES

PAYLOAD CONFIGURAZIONE 1 Componente Peso Potenza PAYLOAD CONFIGURATION 1 Component Weight Power

[Kg] [W] [Kg] [W]

Camera multi spettrale 0.2 6 Multi spectral chamber 0.2 6

Naso elettronico 2 30 Electronic nose 2 30

Sensore gas nocivi 0.65 1 Noxious gas sensor 0.65 1

TOTALE 2.85 37 TOTAL 2.85 37

CONFIGURAZIONE 2 Componente Peso Potenza CONFIGURATION 2 Component Weight Power

[Kg] [W] [Kg] [W]

Camera multi spettrale 0.2 6 Multi spectral chamber 0.2 6

TASE 150 (+ supporto) 1 20 TASE 150 (+ support) 1 20

Sensore gas nocivi 0.65 1 Noxious gas sensor 0.65 1

TOTALE 1.85 27 TOTAL 1.85 27

TRASMISSIONE E FPV TRANSMISSION AND FPV

Componente Peso [Kg] Potenza [W] Trasmissione camera 0.5 1 Component Weight [Kg] Power [W] Camera transmission 0.5 1

Sistema FPV 0.08 5.2 FPV system 0.08 5.2

Autopilota 0.25 6 Autopilot 0.25 6

Altimetro+ GPS Altimeter + GPS

Trasmissione Transmission

TOTALE 0.83 12.2 7. BARICENTRO E STABILITÀ TOTAL 0.83 12.2 7. CENTER OF GRAVITY AND STABILITY

Si è effettuato uno studio sulla posizione del baricentro del velivolo e sulla stabilità longitudinale. La posizione desiderata del baricentro è stata posta a 100 mm dietro l'asse di rotazione delle eliche principali, in modo che il baricentro cada nel triangolo formato dalle tre eliche e l'hovering risulti possibile. A study was carried out on the position of the center of gravity of the aircraft and on the longitudinal stability. The desired position of the center of gravity has been placed 100 mm behind the axis of rotation of the main propellers, so that the center of gravity falls into the triangle formed by the three propellers and hovering is possible.

Si è disposta la componentistica e il payload in modo che il baricentro reale fosse coincidente con quello desiderato. Inoltre le superfìci aerodinamiche sono state disposte e dimensionate in modo da ottenere un velivolo stabile. Si ricorda che il boom di lunghezza variabile può sempre servire per spostare indietro il punto neutro qualora ce ne fosse bisogno. The components and the payload were arranged so that the real center of gravity coincided with the desired one. Furthermore, the aerodynamic surfaces have been arranged and dimensioned to obtain a stable aircraft. Remember that the boom of variable length can always be used to move the neutral point back if needed.

8. CONTROLLO 8. CONTROL

Si è individuata la condizione di stabilità del velivolo e se ne è valutata la controllabilità. Il baricentro cade avanti alla posizione del centro aerodinamico, e subisce solo lievi escursioni in quanto il peso del velivolo non cambia di molto durante la missione. L'unica massa variabile è quella dell'idrogeno delle fuel celi, ma avendo disposto le fuel celi in maniera simmetrica rispetto al baricentro desiderato, questa variazione non avrà effetto sulla posizione. In più il baricentro cade nel triangolo formato dalle tre eliche. The stability condition of the aircraft was identified and its controllability was assessed. The center of gravity falls forward of the aerodynamic center position, and only undergoes slight excursions as the weight of the aircraft does not change much during the mission. The only variable mass is that of the hydrogen of the fuel cells, but having arranged the fuel cells symmetrically with respect to the desired center of gravity, this variation will have no effect on the position. In addition, the center of gravity falls into the triangle formed by the three helices.

Controllo in crociera Cruise control

Il controllo in crociera è a carico dell'autopilota, attraverso la movimentazione delle superfici mobili, visto che l'elica posteriore, in genere, è spenta durante questa fase di volo. Cruise control is the responsibility of the autopilot, through the movement of the mobile surfaces, since the rear propeller is generally off during this phase of flight.

Questa viene rimessa in funzione solo in caso di guasto di uno dei motori (o di entrambi) anteriori. This is only restarted in the event of a failure of one (or both) of the front motors.

Controllo in Hovering Control in Hovering

Per un VTOL il controllo in hovering avviene in maniera sostanzialmente simile all'elicottero. La soluzione qui proposta vede delle eliche a passo fisso, ma non sarebbe difficilmente implementabile una soluzione con delle eliche a passo variabile. For a VTOL, the hovering control is substantially similar to the helicopter. The solution proposed here includes fixed pitch propellers, but a solution with variable pitch propellers would not be difficult to implement.

• In rollio il controllo viene gestito dando più o meno potenza a una delle due eliche anteriori; • in beccheggio abbiamo la possibilità dare più o meno potenza all'elica posteriore, inoltre è possibile tiltare egualmente le nacelles delle due eliche anteriori; • In roll control is managed by giving more or less power to one of the two front propellers; • in pitching we have the possibility to give more or less power to the rear propeller, moreover it is possible to tilt equally the nacelles of the two front propellers;

• per l'imbardata si possono ruotare i due rotori in direzioni opposte e inoltre c'è la possibilità di rendere tiltabile l'elica posteriore. • for the yaw, the two rotors can be rotated in opposite directions and there is also the possibility of making the rear propeller tiltable.

Per il controllo in hovering oltre alla presenza dei sensori giroscopici nell'autopilota, possiamo anche servirci degli altimetri prima descritti, che vengono disposti alle estremità delle ali e in coda. In questo modo è possibile rilevare differenze di quota (e quindi necessità di controllo) lungo tutti gli assi. For hovering control, in addition to the presence of gyroscopic sensors in the autopilot, we can also use the altimeters described above, which are arranged at the ends of the wings and in the tail. In this way it is possible to detect differences in height (and therefore the need for control) along all the axes.

Eventuali azioni correttive vengono decise dal controllore attraverso un controllo di tipo Proporzionale-Intergrale-Derivativo. Questo è un sistema in retroazione negativa ampiamente impiegato nei sistemi di controllo. È il sistema di controllo in retroazione di gran lunga più comune nell'industria. Grazie a un input che determina il valore attuale, conoscendo il valore desiderato di una particolare variabile (in questo caso gli angolo determinati dai sensori giroscopici e dagli altimetri), è in grado di reagire a un eventuale errore positivo o negativo facendo tendere il valore di quest'ultimo verso lo 0. La reazione all'errore può essere regolata, ciò rende questo sistema molto versatile. Inoltre con una parte di controllo di tipo integrale possiamo anche controllare gli errori di tipo costante. Si vede prima di tutto cosa vuol dire calcolare una legge di controllo al variare della parametrizzazione. E' possibile scrivere le equazioni della dinamica, equazione di Eulero, in una forma molto generale e canonica, introducendo gli angoli a , in una maniera più semplice per realizzare il controllo PID. Any corrective actions are decided by the controller through a Proportional-Intergral-Derivative type control. This is a negative feedback system widely used in control systems. It is by far the most common feedback control system in the industry. Thanks to an input that determines the current value, knowing the desired value of a particular variable (in this case the angles determined by the gyroscopic sensors and altimeters), it is able to react to a possible positive or negative error by making the value of the latter towards 0. The error reaction can be adjusted, which makes this system very versatile. Furthermore, with an integral type control part we can also control constant type errors. First of all we see what it means to calculate a control law as the parameterization changes. It is possible to write the equations of the dynamics, Euler equation, in a very general and canonical form, introducing the angles a, in a simpler way to realize the PID control.

con MCuguale alla coppia di controllo e dove le tre K sono matrici di guadagni da calcolare. Il problema è quindi proprio definire queste tre matrici. Nell'algoritmo di controllo si definisce oltre a una condizione iniziale, una condizione "target", ovvero l'assetto in cui l'aereo senza pilota deve rimanere. L' obiettivo è far sì che gli assi principali di inerzia del velivolo (x,y,z) siano allineati con una terna target (χτ, Υτ, zT). Si vuole quindi annullare la differenza fra queste due terne. Generalizzando, si può scrivere le coppia di controllo lungo i tre assi come: with MCequal to the control pair and where the three K's are gain matrices to be computed. The problem is therefore precisely to define these three matrices. In addition to an initial condition, the control algorithm defines a "target" condition, that is the attitude in which the unmanned aircraft must remain. The goal is to ensure that the main axes of inertia of the aircraft (x, y, z) are aligned with a target triad (χτ, Υτ, zT). We therefore want to cancel the difference between these two triples. Generally speaking, one can write the control pairs along the three axes as:

Nel caso del velivolo presentato sono note anche le ά , ovvero le velocità angolari misurate direttamente con il sensore giroscopico. E' possibile determinare le matrici dei guadagni usando vari metodi. Si possono ad esempio usare per la frequenza e per lo smorzamento le espressioni precedenti e da queste ricavare le espressioni dei coefficienti K da inserire nelle matrici dei guadagni. E' possibile fissare frequenza di oscillazione e smorzamento a seconda del tipo di controllo che si vuole ottenere. Se ad esempio si vuole avere un controllo che in un tempo minimo e con poche oscillazioni porti il sistema a regime (sovraccaricando però di più il sistema di un controllo ξ = 0.7 ) o un sistema che permetta di arrivare alla posizione desiderata in più tempo e con più oscillazioni ma lasciando il sistema meno sovraccaricato (abbassando ad esempio lo smorzamento a ξ = 0.4 ). In the case of the aircraft presented, the ά is also known, i.e. the angular speeds measured directly with the gyroscopic sensor. Earnings matrices can be determined using various methods. For example, the previous expressions can be used for frequency and damping and from these we can derive the expressions of the coefficients K to be inserted in the gain matrices. It is possible to set oscillation frequency and damping according to the type of control to be obtained. For example, if you want to have a control that in a minimum time and with few oscillations brings the system to steady state (however overloading the system more with a control ξ = 0.7) or a system that allows you to reach the desired position in more time and with more oscillations but leaving the system less overloaded (for example by lowering the damping to ξ = 0.4).

MODI DI PILOTAGGIO E MISSIONI WAYS OF PILOTING AND MISSIONS

Volo a vista Visual flight

Consente il trasporto dei sensori con l'utilizzo del radiocomando fino ad un massimo di circa 250 m rispetto all'operatore. Maggiormente indicato in zone ristrette e accessibili (sito archeologico, discarica, incrocio stradale). It allows the transport of the sensors with the use of the radio control up to a maximum of about 250 m with respect to the operator. Mostly indicated in restricted and accessible areas (archaeological site, landfill, road junction).

Volo in modalità FPV Flight in FPV mode

il volo in modalità FPV consente un avvicinamento maggiore all'obiettivo da rilevare poiché il pilotaggio avviene con un visore che riceve le immagini direttamente da una telecamera posta sul velivolo. Indicato in aree morfologicamente complesse e pericolose (riprese di zone di distacco di frane, superamento di ostacoli quali fiumi e altre barriere, avvicinamento in luoghi contaminati). the flight in FPV mode allows a closer approach to the target to be detected since the piloting takes place with a viewer that receives the images directly from a camera placed on the aircraft. Indicated in morphologically complex and dangerous areas (recovery of landslide detachment areas, overcoming of obstacles such as rivers and other barriers, approaching contaminated places).

Volo autonomo Autonomous flight

Garantisce il massimo della sicurezza sulle lunghe distanze. La traiettoria di volo è preimpostata e la posizione del velivolo è controllata dal GPS di bordo. It guarantees maximum safety over long distances. The flight path is preset and the position of the aircraft is controlled by the onboard GPS.

Claims

Title: high endurance tri prop unmanned plane with vertical take-off and landing, fueled by celie and equipped with combined visual-olfactory technology, fpv control system and adjustable boom CLAIMS 1. Unmanned aircraft comprising: - energy system consisting of hydrogen fuel cells; - an electronic nose; - three propellers; - an adjustable boom; - a first person view (FPV) control system. 2. unmanned aircraft according to claim 1 wherein the three propellers are positioned as follows: two at the wing tips, in a symmetrical position, and one in the tail plane; 3. unmanned aircraft according to claims 1 and 2 consisting of two propellers located at the wing tips capable of varying the direction of thrust through the rotation of the propeller axis around the connection with the wing tips and a propeller positioned in the tail plane and activated exclusively for hovering, take-off and landing operations. 4. unmanned aircraft according to claims no. 1 and n. 2 and n. 3 comprising a boom for adjusting the distance between the wing and the tail plane; 5. unmanned aircraft according to the preceding claims, comprising an energy supply system consisting of hydrogen fuel cells installed in the fuselage body and a battery dedicated exclusively to the take-off and landing phases; 6. unmanned aircraft according to the preceding claims, comprising an electronic olfactory data acquisition system (electronic nose) installed in the fuselage body; 7. unmanned aircraft according to the preceding claims, comprising a first person view (FPV) control system consisting of a pair of goggles and a head tracker control system capable of managing the movements of the aircraft through head movements