Propulsion Systems for Unmanned Aerial Vehicles
Copyright (c) 2024 Békési Bertold, Gajdács László, Knapiczius Attila
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Abstract
Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) have been surrounded by a number of issues since their inception. Undoubtedly, the use of these devices has reformed aviation, not only for military but also for civilian use. Every day, a number of areas emerge where their existence can contribute to their efficient operation, and the satisfactory technological development of the 21st century offers the opportunity to challenge these tools in a positive way, increasing their effectiveness. The performance required is strongly linked to the choice of propulsion technology, and research and development in this area is one of the most important directions. This article discusses the possible propulsion systems, their operating principles and their main characteristics. It is important to highlight the requirements of the specific applications, so that it is necessary to select the appropriate design on this basis. Potential challenges for the future should also be taken into account. There is an increasing focus on pure electric propulsion, not only on the ground but also in the air, and hence on the energy supply of systems and its industry. This article aims to provide a comprehensive view and comparison of UAV propulsion systems from several perspectives, with all their advantages and disadvantages.
Keywords:
How to Cite
References
Ashleigh Townsend et al., „A comprehensive review of energy sources for unmanned aerial vehicles, their shortfalls and opportunities for improvements,” Heliyon, 6. évf. 2020. Online: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2020.e05285
Békési B., „Pilóta nélküli légijármű típusok sárkányszerkezeti megoldásai,” in Műszaki tudomány az északkelet-magyarországi régióban 2013, Pokorádi László szerk. Debrecen, Magyarország: Debreceni Akadémiai Bizottság Műszaki Szakbizottsága, 2013, pp. 122–132.
Békési B., „Pilóta nélküli légijárművek jellemzése, osztályozásuk,” in Pilóta nélküli repülés profiknak és amatőröknek. Palik M. szerk. Budapest, Magyarország: Nemzeti Közszolgálati Egyetem, 2013, pp. 65–109.
Békési B., „UAV-k sárkányszerkezeti megoldásai,” Szolnoki Tudományos Közlemények, 15. évf. pp. 1–11. 2011.
Békési László, Békési Bertold, „Merevszárnyú pilóta nélküli légijárművek (UAV-k),” Szolnoki Tudományos Közlemények, 17. évf. pp. 7–34. 2013.
Békési Bertold, Gajdács László, Knapiczius Attila, „Drónok meghajtás szerinti lehetséges szerkezeti felépítései,” Repüléstudományi Közlemények. 1. sz. pp. 257-274. 2023. Online: https://doi.org/10.32560/rk.2023.1.18
Békési B., Juhász M., „Pilóta nélküli légijárművek energia forrásai,” Economica, 7. évf. 1. sz. pp. 92–100. 2014. Online: https://doi.org/10.47282/ECONOMICA/2014/7/1/4311
Békési B., Major G., „A drónok konfigurációi, alkalmazási területei,” in Műszaki tudomány az északkelet-magyarországi régióban 2022: Konferenciakiadvány. Nyíregyháza, 2022.06.02. (Nyíregyházi Egyetem Műszaki és Agrártudományi Intézet, Magyar Tudományos Akadémia [MTA] Debreceni Területi Bizottság [DAB] Műszaki Szakbizottsága), Páy Gábor szerk. Nyíregyháza, Magyarország: Nyíregyházi Egyetem, 2022, pp. 301–307.
Békési B., Náczi R., „Hagyományos rendszerű és több elektromos energiát igénylő repülőgépek,” in Műszaki tudomány az észak-kelet magyarországi régióban 2014, Pokorádi László szerk. Debrecen, Magyarország: Debreceni Akadémiai Bizottság Műszaki Szakbizottsága, 2014. pp. 109–119.
Békési B., Seres J., „Drónok alkalmazásának lehetőségei,” Repüléstudományi Közlemények, 3. sz. pp. 5–19. 2020. Online: https://doi.org/10.32560/rk.2020.3.1
Caizhi Zhang et al., „A comprehensive review of electrochemical hybrid power supply systems and intelligent energy managements for unmanned aerial vehicles in public services,” Energy and AI, 9. évf. 2022. Online: https://doi.org/10.1016/j.egyai.2022.100175
F. Outay, H. A. Mengash, M. Adnan, „Applications of unmanned aerial vehicle (UAV) in road safety, traffic and highway infrastructure management: Recent advances and challenges,” Transportation Research Part A: Policy and Practice, 141. évf. pp. 116–129. 2020. Online: https://doi.org/10.1016/j.tra.2020.09.018
Herbert Danuta, Juliusz Ulam, „Electric dry cells and storage battery,” United States Patent Office, 3,043,896. 1962. Online: https://patentimages.storage.googleapis.com/d4/77/09/d50c5d9098da6d/US3043896.pdf
Huamin Zhang, Xianfeng Li, Hongzhang Zhang, „Li–S and Li–O2 Batteries with High Specific Energy. Research and Development,” Springer, 2017. Online: https://doi.org/10.1007/978-981-10-0746-0_1
K. L. Pham et al., „The Study of Electrical Energy Power Supply System for UAVs Based on the Energy Storage Technology,” Aerospace, 9. évf. 9. sz. 500. p. 2022. Online: https://doi.org/10.3390/aerospace9090500
Manuel A. Rendón et al., „Aircraft Hybrid-Electric Propulsion: Development Trends, Challenges and Opportunities,” Journal of Control, Automation and Electrical Systems, 32. évf. pp. 1244–1268. 2021. Online: https://doi.org/10.1007/s40313-021-00740-x
Óvári Gy., Békési B., Fehér K., „Az elektromos meghajtású repülés lehetőségei,” in XVIII. Természet-, Műszaki- és Gazdaságtudományok Alkalmazása Nemzetközi Konferencia – 18th International Conference on Application of Natural-, Technological- and Economic Sciences. Szombathely, 2019. 05. 18. Pozsgai A., Puskás J. szerk. ELTE Savaria Egyetemi Központ, 2020, pp. 23–33.
Palik Mátyás, „Pilóta nélküli légijármű rendszerek légi felderítésre történő alkalmazásának lehetőségei a légierő haderőnem repülőcsapatai katonai műveleteiben,” PhD-értekezés, Budapest, Magyarország: Zrínyi Miklós Nemzetvédelmi Egyetem, 2007, pp. 14–19.
Pavel Kováč, „Máig felülmúlhatatlan élettartam – EVE Li-SoCl2 elemek”. Online: https://www.soselectronic.com/hu/articles/eve-energy/maig-felulmulhatatlan-elettartam-eve-li-socl2-elemek-2204
R. Bolam, Y. Vagapov, A. Anuchin, „Review of electrically powered propulsion for aircraft,” in 2018 53rd International Universities Power Engineering Conference (UPEC2018): proceedings, Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2018, pp. 1–6. DOI: 10.1109/UPEC.2018.8541945. Online: https://doi.org/10.1109/UPEC.2018.8541945
Sion Power’s Lithium-Sulfur Batteries Power High Altitude Pseudo-Satellite Flight. Elérhető: https://sionpower.com/2014/sion-powers-lithium-sulfur-batteries-power-high-altitude-pseudo-satellite-flight/
Sziroczak D. et al., „Conceptual design of small aircraft with hybrid-electric propulsion systems,” Energy, 204. évf. 2020. Online: https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.117937
V. Alulema et al., „Propulsion Sizing Correlations for Electrical and Fuel Powered Unmanned Aerial Vehicles,” Aerospace, 8. évf. 7. sz. 171. p. 2021. Online: https://doi.org/10.3390/aerospace8070171