Our mission!
Το Aeronautics συνεχίζει να στοχεύει ψηλά και να οδεύει στην καινοτομία!
Ακολουθώντας το όραμα της προηγούμενης γενιάς μελών του Project, το Aeronautics παρουσιάζει την έναρξη της σχεδίασης ενός πρωτοποριακού για τα ελληνικά δεδομένα μη επανδρωμένου αεροχήματος (Unmanned Air Vehicle–UAV) με στόχο την ανίχνευση και παρακολούθηση πυρκαγιών. Για την επίτευξη της συνεχούς εναέριας παρακολούθησης το συγκεκριμένο UAV θα τροφοδοτείται μέσω ηλιακής ακτινοβολίας με τη χρήση ηλιακών πάνελ. Κύριοι στόχοι αυτού θα είναι η επίβλεψη δασικών περιοχών για τυχών πυρκαγιές, η πρόβλεψη της κατεύθυνσης εξάπλωσής τους, αλλά και η εναέρια παρατήρηση περιοχών με κίνδυνο αναζωπύρωσης.
Είναι η πρώτη φορά που το Aeronautics πρόκειται να αναπτύξει ένα UAV πέρα από τα στεγανά μίας εκπαίδευσης ή ενός διαγωνισμού. Για τον λόγο αυτό, όλες οι υποομάδες καλούνται να επεκταθούν σε καινούριες μεθόδους σχεδίασης προσπαθώντας να αντιμετωπίσουν τις προκλήσεις που θα προκύψουν.
Για την κάλυψη των αναγκών και απαιτήσεων μίας τέτοιας σχεδίασης, δημιουργήθηκε μία νέα υποομάδα στο Project, η Solar Energy Management (SEM) η οποία είναι υπεύθυνη για την μελέτη της διανομής της ηλιακής ενέργειας στο αερόχημα. Η υποομάδα SEM βρίσκεται στη διαδικασία να επιλέξει το κατάλληλο
μοντέλο ηλιακού πάνελ και τον κατάλληλο τύπο επαναφορτιζόμενων μπαταριών. Επιπλέον καλείται να υλοποιήσει την απαραίτητη κυκλωματική διάταξη ώστε μετά την μετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας σε ηλεκτρική ενέργεια να γίνει η φόρτιση της μπαταρίας.
Η υποομάδα, Avionics έχει εκκινήσει τη διαδικασία ανάπτυξης ενός συστήματος Automatic Pilot για τον έλεγχο του αεροχήματος, ενώ φιλοδοξεί να ασχοληθεί και με τεχνικές επιλογής βέλτιστου μονοπατιού (path optimization). Έτσι, το αερόχημα θα δύναται να πετάει αυτόνομα σε περιοχές που θα ορίζουμε ανάλογα με τις ανάγκες. Ταυτόχρονα, θα είναι σε θέση να συγκρίνει δεδομένα της πτήσης με μετεωρολογικές μετρήσεις, για την πρόβλεψη κατεύθυνσης εξάπλωσης πυρκαγιών αλλά και βέλτιστων διαδρομών πτήσης με απώτερο σκοπό την μείωση της καταναλισκόμενης ενέργειας.
Η υποομάδα Aerodynamics Design θα είναι υπεύθυνη για την εύρεση και ανάπτυξη μίας διαμόρφωσης του αεροχήματος η οποία θα περιλαμβάνει τον απαραίτητο αριθμό ηλιακών πάνελ και ηλεκτρονικών συστημάτων. Ιδιαίτερα σημαντική θα υπάρξει η συνεργασία με την υποομάδα των Avionics, καθώς θα χρειαστεί να δοθεί βάση στην ευστάθεια και ελεγξιμότητα του αεροχήματος, ώστε να επιτύχει κατά τις πολλές ώρες πτήσης ισοϋψή και ισοταχή πτήση. Σε επόμενο στάδιο της σχεδίασης θα καθοριστεί πλήρως η αποστολή του UAV.
Η κατασκευαστική μελέτη ενός ηλιακά τροφοδοτούμενου αεροχήματος αποτελεί πρόκληση και για την υποομάδα Structural. Η υποομάδα καλείται να διεξάγει μελέτες σε πρωτόγνωρες και απαιτητικές κατασκευαστικές διατάξεις αλλά ταυτόχρονα να κάνει την σωστή επιλογή υλικών τα οποία πρέπει να πληρούν τις προϋποθέσεις της αποστολής που θα τεθεί από την Αεροδυναμική σχεδίαση. Παράλληλα θα πρέπει να ληφθεί υπόψη το βάρος του αεροχήματος για την επιτυχή ανύψωση του απαιτητικού φόρτου ο οποίος θα καθοριστεί από την υποομάδα Avionics και SEM. Αφού καθοριστεί η αποστολή και το conceptual design του αεροχήματος, η υποομάδα θα ασχοληθεί κυρίως με κατασκευαστικές αναλύσεις για τη διασφάλιση της δομικής ακεραιότητας του UAV.
Mission assessment
Payload
Το ωφέλιμο φορτίο μας αντικατοπτρίζει την αποστολή του UAV και τους στόχους που προσπαθούμε να επιτύχουμε μέσω αυτού. Αυτό που θεωρούμε ως ωφέλιμο φορτίο είναι όλα τα συστήματα αεροναυπηγικής που δεν είναι απαραίτητα για την επίτευξη της πτήσης, αλλά απαιτούνται για τον αυτόματο έλεγχο του UAV, την παρακολούθηση δασικών περιοχών και την εξασφάλιση ευρείας εμβέλειας επικοινωνίας. Πιο συγκεκριμένα, περιλαμβάνεται ένας ελεγκτής πτήσης Pixhawk για να επιτευχθεί ο αυτόματος έλεγχος του αεροσκάφους, ελέγχοντας τον κινητήρα και τους σερβοκινητήρες που συνδέονται με τις επιφάνειες ελέγχου (οι τελευταίοι αποτελούν επίσης μέρος του ωφέλιμου φορτίου). Όσον αφορά τη διαδικασία παρακολούθησης και αναγνώρισης της πυρκαγιάς, το σύστημα κάμερας, που αποτελείται από δύο κάμερες και ένα gimbal, θα παρέχει τροφοδοσία σε έναν υπολογιστή Raspberry Pi που εκτελεί τον αλγόριθμο αναγνώρισης. Επιπλέον, μια δορυφορική κεραία θα τοποθετηθεί στο αεροσκάφος, επιτρέποντάς μας να παρακολουθούμε συνεχώς την πτήση μέσω ενός σταθμού εδάφους. Όσον αφορά τα συστήματα SEM, είναι σημαντικό να αναφέρουμε ότι οι ηλιακοί συλλέκτες δεν θεωρούνται μέρος του ωφέλιμου φορτίου, καθώς η μάζα τους εξαρτάται από την επιφάνεια του επιπέδου της κύριας πτέρυγας, η οποία με τη σειρά της καθορίζεται μέσω των παραμέτρων αεροδυναμικού σχεδιασμού. Υποθέτοντας το προαναφερθέν ωφέλιμο φορτίο, η συνολική μάζα του ανέρχεται σε περίπου 4,5Kg, η οποία αποτελεί μια αρχική εκτίμηση, καθώς ορισμένα εξαρτήματα δεν έχουν ακόμη διαστασιολογηθεί με ακρίβεια (π.χ. η κεραία), ενώ στον υπολογισμό έχει συμπεριληφθεί και ένα περιθώριο ασφαλείας.
Flight profile & altitude
Ένα από τα πρώτα χαρακτηριστικά που προσδιορίζονται στα πλαίσια καθορισμού της αποστολής ενός UAV είναι το υψόμετρο πτήσης. Γνωρίζουμε, από άποψη σχεδιασμού, ότι το υψόμετρο επηρεάζει την ικανότητα παρακολούθησης του αεροχήματος. Καθώς η συνεχής εναέρια εποπτεία περιοχών είναι ο βασικός στόχος του solar UAV, επιλέχθηκε ένα υψόμετρο υψηλότερο από το συνηθισμένο, ώστε να καλύπτεται όσο το δυνατόν μεγαλύτερο εύρος της προς επιτήρηση περιοχής. Συγκεκριμένα, το ηλιακό μη επανδρωμένο αερόχημα ορίστηκε να πετάει στα 2,5 χλμ από την επιφάνεια της θάλασσας.
Όσον αφορά το προφίλ πτήσης του Phoenix, αξίζει να σημειωθεί πως το μεγαλύτερο μέρος του καταλαμβάνουν οι φάσεις του loiter και cruise, ενώ η φάση του climb υπολογίζεται να είναι αρκετά χρονοβόρα, λόγω του υψόμετρου που έχει επιλεγεί αλλά και του χαμηλού ρυθμού ανόδου που είναι αναπόφευκτος.
Daily Obtained Energy Profile
Για τον υπολογισμό της ηλιακής ακτινοβολίας που φτάνει στην επιφάνεια της Γης , παρέχονται δορυφορικά δεδομένα για μακροπρόθεσμους μέσους όρους, που υπολογίζονται από ωριαίες τιμές της συνολικής και διάχυτης ακτινοβολίας. Παρακάτω παρουσιάζουμε μια ημερήσια μέση κατανομή της ακτινοβολίας για τον Ιούνιο για την αστική περιοχή της Θεσσαλονίκης . Τα δεδοµένα ηλιακής ακτινοβολίας που διατίθενται εδώ έχουν υπολογιστεί από το σύνολο επιχειρησιακών δεδοµένων ηλιακής ακτινοβολίας, τα οποία παρέχονται από το Climate Monitoring Satellite Application Facility (CM SAF). Η κατανομή που μας ενδιαφέρει στην περίπτωσή μας είναι η παγκόσμια. Είναι το άθροισμα της άμεσης κανονικής ακτινοβολίας (DNI) και της διάχυτης οριζόντιας ακτινοβολίας, καθώς και της ανακλώμενης από το έδαφος ακτινοβολίας.
Για τον υπολογισμό της ημερήσιας ηλιακής ενέργειας που λαμβάνεται, χρησιμοποιείται αρχικά ένα απλό μαθηματικό μοντέλο που αποτελείται από δύο παραμέτρους: τη μέγιστη ακτινοβολία και τη διάρκεια της ημέρας, που μπορούν εύκολα να ερμηνευθούν για τους σκοπούς της αποστολής μας. Στο μοντέλο προστίθενται πολλές αποδόσεις ως παράγοντες που επηρεάζουν την ημερήσια ηλιακή ενέργεια , που εισάγονται είτε λόγω καιρικών φαινομένων είτε λόγω άλλων σημαντικών ιδιοτήτων του αεροσκάφους.
MGTOM & Mass fractions
Η MGTOM (Maximum Gross Take Off Mass) και τα κλάσματα μάζας εκτιμήθηκαν με τη χρήση εξισώσεων συσχέτισης και μελετών τόσο για ηλιακά UAV όσο και για συμβατικά αεροσκάφη. Λόγω του μεγάλου αριθμού άγνωστων μεταβλητών, το υποσύστημα Structural ανέπτυξε ένα εργαλείο βασισμένο σε κώδικα MatLab που συγκλίνει σε διάφορα αποτελέσματα σχετικά με τις αρχικές μας απαιτήσεις. Η σύγκλιση βασίστηκε στο νόμο διχοτόμησης του Newton και σε εξισώσεις συσχέτισης για το κλάσμα μάζας της μπαταρίας, το MGTOM, το απαιτούμενο ωφέλιμο φορτίο και το empty weight fraction. Η αρχή της ανάλυσης ξεκίνησε με την ταξινόμηση του αεροσκάφους ως προς το ύψος. Διακρίναμε τα αεροσκάφη σε 3 κύρια κλάσματα μάζας όπως φαίνεται παρακάτω:
- we empty weight : περιλαµβάνει τη µάζα του αεροσκάφους συν τη µάζα του συστήµατος προώθησης και των ηλιακών συλλεκτών,το αντίστοιχο κλάσµα µάζας είναι wewo
- wb battery mass : περιέχει τη μάζα της μπαταρίας και το αντίστοιχο κλάσμα μάζας της είναι το BMF
- wpl payload mass : Η μάζα του ωφέλιμου φορτίου είναι η μόνη γνωστή μάζα του αεροσκάφους και έχει εκτιμηθεί προηγουμένως. Στην περίπτωσή μας περιέχει τη μάζα όλων των επιμέρους ηλεκτρονικών συστημάτων που θα μας επιτρέψουν να εκτελέσουμε την αποστολή μας, το αντίστοιχο κλάσμα μάζας είναι wplwo
Πρώτο βήμα ήταν ο υπολογισμός του BMF για κάθε τμήμα πτήσης. Εάν προσπαθούμε να επιτύχουμε την 24ωρη πτήση, οι μπαταρίες θα χρειαστούν συνολικά για 10 ώρες κατά τη διάρκεια ανεπαρκούς ηλιακού φωτός. Όσον αφορά την κατανάλωση ενέργειας σε κάθε τμήμα πτήσης, γνωρίζουμε με βεβαιότητα ότι η μεγαλύτερη ζήτηση ισχύος υπάρχει κατά τη διάρκεια του τμήματος ανόδου. Επιπλέον, για να πετύχουμε την 24ωρη πτήση έπρεπε να απογειωθούμε και να ανεβούμε ενώ ο κινητήρας τροφοδοτείται από την ηλιακή ακτινοβολία, διαφορετικά θα χρειαζόμασταν υπερβολικά μεγάλα ποσά χωρητικότητας των μπαταριών. Η πρόσθετη αποθήκευση ενέργειας μπορεί να εκφραστεί με δύο τρόπους, πρώτον, ως επιπλέον βάρος της μπαταρίας που θα αύξανε το συνολικό MGTOM και δεύτερον, ως υψηλότερη πυκνότητα ενέργειας που είναι ένα χαρακτηριστικό της μπαταρίας το οποίο εξαρτάται από τον προμηθευτή και την αγορά στην οποία απευθύνεται.
Περιορίζοντας τον υπολογισμό του BMF σε 2 τμήματα πτήσης loiter και cruise για συνολικά 10 ώρες καταφέραμε να προσδιορίσουμε το κλάσμα μάζας της μπαταρίας του αεροσκάφους.
Το empty weight fraction συσχετίζεται με το MGTOM, γι’ αυτό και πρέπει να συγκλίνει αριθμητικά σε ένα αποτέλεσμα. Μέσα από διαδοχικές εκτελέσεις συνειδητοποιήσαμε ότι η σύγκλιση του αποτελέσματος για το MGTOM επηρεαζόταν σε μεγάλο βαθμό από την ειδική ενέργεια της μπαταρίας, οπότε προσαρμόσαμε τον κώδικα ώστε να συγκλίνει για μια ποικιλία τιμών πυκνότητας ενέργειας.
Στα διαγράμματα που ακολουθούν μπορείτε να παρατηρήσετε τα αποτελέσματα της ανάλυσής μας για αεροσκάφη με υψηλό aspect ratio.
Constraint diagram & power consumption
Προχωρώντας με τη φάση του σχεδιασμού προχωρήσαμε στην εκτέλεση μιας ανάλυσης περιορισμών προκειμένου να δώσουμε μορφή στην αεροδυναμικών παραμέτρων της αποστολής όσον αφορά την απόδοση και την κατανάλωση ενέργειας. Αν και τα αποτελέσματα που προέκυψαν από την εκτίμηση MGTOM μας έκαναν να μελετήσουμε δύο διαφορετικές περιπτώσεις, μία για MGTOM = 55,58 Kg & Esb = 260 Wh/Kg και μία δεύτερη για MGTOM = 37,48 Kg & Esb = 325 Wh/Kg.
Για την κατασκευή του διαγράμματος περιορισμών ενός αεροσκάφους έχει δημιουργηθεί ένα εργαλείο από το υποσύστημα αεροδυναμικής σχεδίασης μέσω του excel, το οποίο λαμβάνει ως δεδομένα όλες τις απαιτήσεις του αεροσκάφους (αναλογίες βάρους, πυκνότητα αέρα και ύψος πτήσης) και μας βοηθά να εκτιμήσουμε δεδομένα όπως ταχύτητα ακινητοποίησης, μέγιστη ταχύτητα, ROC, TOD και εμβέλεια. Όλες αυτές οι υπολογισμένες εισροές επιβεβαιώθηκαν στη συνέχεια μέσω του xflr5, ενός λογισμικού CFD ανοικτού κώδικα χαμηλής πιστότητας. Σημειώστε ότι από αυτό το σημείο και μετά στις διαδικασίες που ακολουθούν εξετάζαμε δύο διαφορετικές μελέτες περίπτωσης για διαφορετικές πυκνότητες ενέργειας MGTOM και μπαταρίας.
Ο κύριος περιορισμός που καθορίζει τη φόρτωση της πτέρυγας ήταν η ταχύτητα ακινητοποίησης και όσον αφορά την κατηγορία της σχεδιαστικής μας νοοτροπίας (αεροσκάφη υψηλού AR) παίρνει χαμηλές τιμές της τάξης μεγέθους 7 έως 10 m/s. Ως αποτέλεσμα, η σταθμισμένη μέση κατανάλωση ισχύος εκτιμήθηκε ότι θα έχει χαμηλότερη τιμή για τη δεύτερη περίπτωση, διευκρινίζοντας ότι η απαίτηση ισχύος αφορά μόνο τα τμήματα αιώρησης και πτήσης, τα οποία απαιτούν τη μικρότερη κατανάλωση ισχύος.
Solar panels
Υπάρχουν δύο προτεινόμενες τεχνολογίες φωτοβολταϊκών πάνελ. Η πρώτη είναι οι μονοκρυσταλλικές εύκαμπτες ηλιακές κυψέλες , αυτές με τις οποίες αποφάσισε ερευνήσει την αποστολή η ομάδα μας έχουν απόδοση 22-23%. Η δεύτερη είναι οι εύκαμπτες ηλιακές κυψέλες GaAs (Γαλλίου-Αρσενίου) οι οποίες είναι πλέον μια από τις πιο προηγμένες τεχνολογίες ηλιακών κυψελών στον κόσμο. Η απόδοσή τους είναι συνήθως πάνω από 30% .
Τα αποτελέσματα της έρευνάς μας έδειξαν ότι, και στις δύο μελέτες περίπτωσης για διαφορετικές πυκνότητες ενέργειας της μπαταρίας η χρήση των πάνελ GaAs είναι η βέλτιστη επιλογή για το τμήμα αντοχής πτήσης της αποστολής μας. Τα πάνελ GaAs δεν απαιτούν καθόλου ή απαιτούν ελάχιστη μείωση της πλεονάζουσας επιφάνειας ή της μέσης ισχύος, ενώ η χρήση μονοκρυσταλλικών πάνελ εισήγαγε κάποιες σοβαρές πρόσθετες απαιτήσεις για τη μέση ισχύ ή την πλεονάζουσα επιφάνεια.
Results
Λαμβάνοντας υπόψη την παραπάνω ανάλυση MGTOM & τα κλάσματα μάζας, καθώς και την εκτίμηση της κατανάλωσης ενέργειας, αποφασίσαμε να επικυρώσουμε τα αποτελέσματά μας προκειμένου να προχωρήσουμε στην επιλογή των απαιτήσεων του conceptual design. Ξεκινώντας από τη σταθμισμένη μέση κατανάλωση ισχύος σε κάθε τμήμα πτήσης και ορισμένες συγκεκριμένες τιμές πυκνότητας ενέργειας της μπαταρίας, υπολογίσαμε το BMF προκειμένου να το συγκρίνουμε με το εκτιμώμενο από την ανάλυση MGTOM & κλάσματα μάζας. Οι μελέτες μας έδειξαν ότι υπήρχε ένα μικρό σφάλμα από κάθε μέθοδο εκτίμησης, ενώ τα βέλτιστα αποτελέσματα ήταν στην περίπτωση που το BMF από το MGTOM συμπίπτει με το BMF από τη σταθμισμένη μέση κατανάλωση ισχύος.
Η διαφορά στο βάρος της μπαταρίας δεν είναι κάτι που δεν περιμέναμε, επιπλέον τα αποτελέσματα για το βάρος και την ισχύ προέκυψαν από εξισώσεις συσχέτισης και αναλύσεις ευαισθησίας και δεν μπορούν να θεωρηθούν ως εκτιμήσεις αλλά ως πρώτες εικασίες. Ο στόχος σε αυτό το σημείο ήταν να βρεθούν λύσεις που να ικανοποιούν τόσο την απαιτούμενη ισχύ όσο και τα κλάσματα βάρους. Λάβαμε υπόψη μας ορισμένες επιλογές στο θέμα αυτό, θα μπορούσαμε να κάνουμε συμβιβασμούς στην αντοχή πτήσης με μπαταρία θέτοντας ένα όριο στη λειτουργία του κινητήρα και συμπεριλαμβάνοντας κάποια πτήση χωρίς ισχύ κινητήρα. Επίσης, θα μπορούσαμε να μειώσουμε το empty weight fraction το οποίο θα επιτρέψει διαδοχικά την αύξηση του BMF, αν και η μείωση των empty weight fractions δεν αποτελεί βιώσιμη λύση. Όπως αναφέραμε σε προηγούμενη ενότητα το empty weight εξασφαλίζει τη δομική ακεραιότητα του αεροσκάφους μας καθώς μοιάζει με το βάρος του σκελετού μας. Όσον αφορά την περίπτωσή μας όπου τείνουμε προς τη σχεδίαση ανεμόπτερου, δεν είναι κάτι που θα μπορούσαμε να συμβιβαστούμε σε μεγάλη κλίμακα.
Η τιμή της ενεργειακής πυκνότητας της μπαταρίας παίζει μεγάλο ρόλο στην εμφάνιση αυτού του σφάλματος, όπως είδαμε από τις αποκλίσεις στο διάγραμμα MGTOM vs Esb καθώς και από τις μελέτες επικύρωσης που πραγματοποιήθηκαν αργότερα. Η MGTOM αρχίζει να συγκλίνει για υψηλότερες ειδικές ενέργειες της μπαταρίας.
Βασιζόμενοι στο γεγονός ότι δεν θα μπορούσαμε να θέσουμε σε κίνδυνο τη δομική ακεραιότητα του αεροσκάφους μας και ούτε να μειώσουμε την αντοχή μας στην πτήση αποφασίσαμε να έρθουμε σε επαφή με διάφορες επιχειρήσεις που διεξάγουν έρευνα για τέτοιες τεχνολογίες μπαταριών, διατηρώντας παράλληλα την απαίτησή μας για ενεργειακή πυκνότητα πάνω από 325Wh/Kg.
From an economic/ergonomic point of view
Ξεκινώντας με την αξιολόγηση του οικονομικού κινδύνου, πρέπει να αναφερθεί ότι το μεγαλύτερο δεν είναι πάντα καλύτερο! Είδαμε ότι οι διαστάσεις σε κάθε περίπτωση είναι πολύ μεγαλύτερες όσον αφορά τα πρότυπα της ομάδας, αυτό έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση του συνολικού προϋπολογισμού για τον πειραματισμό, την κατασκευή πρωτοτύπων και την κατασκευή του τελικού “προϊόντος”. Οι πρώτες ύλες που απαιτούνται για την κατασκευή ενός UAV τέτοιας κλίμακας θα ήταν πολύ πιο ακριβές, ειδικά επειδή έχουμε κατασταλάξει στα σύνθετα υλικά. Κατά συνέπεια, απαιτείται η σμίκρυνση του UAV με μεθόδους διαστατικής ανάλυσης προκειμένου να εξοικονομηθούν κονδύλια λόγω των κινδύνων αποτυχίας στις δοκιμαστικές πτήσεις και στα στάδια βελτιστοποίησης. Αν και η περίπτωση όπου το UAV θα είναι μικρότερο λόγω μπαταριών υψηλής ενεργειακής πυκνότητας μπορεί να μην φαίνεται τόσο επιβλητική για το μάτι, οι επιφάνειες που απαιτείται να καλυφθούν με ηλιακούς συλλέκτες εξακολουθούν να είναι υπερμεγέθεις και αν στο μέλλον κατασταλάξουμε σε ηλιακούς συλλέκτες GaAs μια αποτυχία θα ήταν καταστροφική από οικονομική άποψη.
Σημειώστε ότι ένα αναβαθμισμένο UAV δεν θα είναι σε θέση να μεταφέρει ωφέλιμο φορτίο 4,5Kg, επομένως, όλες οι δοκιμές των συστημάτων αεροηλεκτρονικής θα απαιτούσαν τη λειτουργία ενός προηγούμενου UAV και το αναβαθμισμένο πρωτότυπο θα χρησίμευε μόνο ως τρόπος βελτιστοποίησης των συστημάτων ανάκτησης και διανομής ενέργειας.
Συνεχίζοντας, αν κάποιος συγκρίνει όλες τις μελέτες περιπτώσεων θα παρατηρήσει σαφώς τη διαφορά τιμής μεταξύ ενός αεροσκάφους με μπαταρίες υψηλότερης ενεργειακής πυκνότητας και ενός αεροσκάφους με μπαταρίες που θα μπορούσε να βρει σε οποιαδήποτε αγορά, λαμβάνοντας φυσικά υπόψη όλα τα είδη κόστους.
Από εργονομική άποψη υπάρχει μια αξιοσημείωτη διαφορά μεταξύ της πρώτης και της δεύτερης μελέτης περίπτωσης, στη δεύτερη η κατασκευή ενός μικρότερου και ελαφρύτερου UAV είναι πάντα ευκολότερη και προτιμότερη. Τα σύνθετα υλικά εισάγουν επιπλοκές στον συνολικό σχεδιασμό και την κατασκευή. Τα σύνθετα υλικά είναι δύσκολο να μοντελοποιηθούν σε λογισμικό αναλύσεων, αλλά και η κατασκευή τους απαιτεί προσπάθεια, προσοχή στη λεπτομέρεια και είναι χρονοβόρα. Συμπερασματικά, ένα μικρότερο UAV διευκολύνει την κατασκευή, τη μεταφορά και επιπλέον μειώνει τους κινδύνους.