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Yamaha lancia il primo drone per applicazioni industriali

La rivoluzione industriale aerea

In quella che alcuni chiamano la "rivoluzione industriale aerea", diverse aziende in tutto il mondo stanno dedicando la loro attenzione ai veicoli aerei senza equipaggio (UAV, Unmanned Aerial Vehicles), comunemente chiamati droni. Si tratta di velivoli che utilizzano più rotori collegati a una struttura centrale, di cui oggi viene sviluppata e commercializzata una gamma incredibilmente diversificata di modelli, da quelli piccoli che stanno letteralmente in palmo di mano per gli hobbisti fino a quelli industriali di dimensioni notevoli, progettati per la fotografia aerea professionale, la rilevazione geografica, la sorveglianza e altro ancora.

Con un mercato in rapida espansione, Yamaha Motor è entrata in pista sviluppando YMR-08, un drone elettrico multi rotore progettato per l’irrorazione aerea delle colture. Nell'ottobre 2018, Yamaha ha annunciato il suo ingresso nel mercato giapponese, con le prime vendite previste a partire da marzo 2019. In base alla trentennale esperienza e al know-how di Yamaha nel settore dell’irroramento delle colture con gli elicotteri senza pilota per uso industriale, in questo numero della newsletter analizziamo gli obiettivi e le caratteristiche di questo attesissimo debutto nel mercato emergente dei droni, e quello che il futuro potrebbe avere in serbo.

Le origini: ”Aerial Agriculture”

Nella divisione UMS (Unmanned System) di Yamaha Motor, i prodotti principali sono gli elicotteri senza pilota per applicazioni industriali. Yamaha nel 1987 è stata la prima al mondo a commercializzare elicotteri telecomandati senza pilota. Già allora, contrastare l'invecchiamento e la diminuzione della forza lavoro agricola giapponese era una questione sociale urgente. Siccome il controllo dei parassiti nelle risaie è un lavoro particolarmente duro, Yamaha è stata incaricata di sviluppare un veicolo a controllo remoto in grado di eseguire il lavoro dall'aria, contribuendo così a ridurre il carico di lavoro e ad aumentare l'efficienza.

I principali vantaggi dell'utilizzo di elicotteri senza pilota per l’irrorazione delle colture sono evidenti: è molto meno faticoso che trasportare una pompa con un serbatoio agricolo al traino o utilizzare un veicolo terrestre. E poi c'è l'enorme risparmio di tempo: ci vogliono circa 2 ore e 40 minuti per irrorare 1 ettaro da terra, contro i soli 10 minuti di un elicottero senza pilota. Inoltre, rispetto all'irrorazione fatta da aerei con equipaggio, c'è una dispersione di gran lunga inferiore sui terreni vicini e lo spargimento è molto più uniforme. Per questi motivi, circa 2.700 elicotteri Yamaha senza pilota sono oggi in uso nell'agricoltura giapponese (a partire dal dicembre 2017), e irrorano oltre un milione di ettari all'anno. Per quanto riguarda le risaie, il loro principale campo di attività, i nostri elicotteri coprono oltre il 40% della superficie coltivata.

Tuttavia, i problemi che l'agricoltura giapponese deve affrontare sono sempre più gravi. Tra il 1995 e il 2015, la forza lavoro agricola si è ridotta a quasi la metà e l'età media dei lavoratori è salita di sette anni, arrivando a 66. Come risposta, Yamaha ha cercato di portare il risparmio di manodopera e l'efficienza a un livello superiore e ha rivolto la sua attenzione a luoghi in cui i suoi elicotteri senza equipaggio non erano la scelta ideale, come i campi più piccoli in zone montane o vicini a zone residenziali. C'era anche la richiesta di una soluzione per l’irrorazione aerea più semplice, facile da usare e tanto conveniente da consentire l’acquisto anche ai singoli agricoltori. Per questo Yamaha Motor si è attivata per soddisfare le esigenze dei clienti, e ha sviluppato il drone multi rotore YMR-08.

Il nostro elicottero senza pilota FAZER R alimentato a benzina può trasportare fino a 32 litri di prodotti chimici agricoli e spruzzare 4 ettari in un unico volo, ma di solito appartiene a sindacati agricoli o a operatori specializzati nell'irrorazione delle più vaste aree agricole di ogni regione.

Al contrario, nelle piccole aziende agricole che punteggiano le zone montuose e in quelle vicine alle zone residenziali, c'è stata una rapida crescita della domanda di droni elettrici multi rotore silenziosi e compatti, che possano essere facilmente utilizzati dai singoli agricoltori quando è necessario. Ci sono già più di 1.300 droni di questo tipo registrati per uso agricolo in Giappone e la domanda totale per il 2018 dovrebbe raggiungere le 700 unità.

Poiché gli elicotteri-droni funzionano al meglio su terreni agricoli molto vasti, Yamaha ha deciso di rispondere a questa nuova tendenza recitando il ruolo di pioniere del mercato e creando una nuova domanda, costruendo un prodotto che potesse fare lo stesso lavoro degli elicotteri ma su scala più piccola, e ha iniziato a lavorare allo sviluppo di YMR-08. Un velivolo progettato con le prestazioni nell’irrorazione, le caratteristiche funzionali, la qualità e l'affidabilità che lo differenziano dalla concorrenza e lo rendono una soluzione affidabile per i singoli agricoltori, ma che è anche in grado di soddisfare le esigenze dei professionisti del settore.

"Ci è voluto un po' di tempo per raggiungere tutti questi obiettivi, ma è anche per questo siamo convinti che YMR-08 sia un prodotto ben progettato che assicura prestazioni elevate", afferma il General Manager della divisione Marketing della divisione Yamaha Unmanned System. "YMR-08 è un drone multi rotore compatto per l’irrorazione delle colture che mette a frutto i 30 anni di esperienza, tecnologia e know-how di Yamaha nel settore degli elicotteri senza pilota. Prevediamo di immettere sul mercato 500 unità per il primo anno, con l'obiettivo di raggiungere una produzione annua di 1.000 unità e una quota di mercato del 50% entro il 2021".

L'ultimo modello FAZER R è dotato della funzione "Turn Assistance" per ridurre lo sforzo e la fatica dell'operatore. Questa caratteristica facilita il funzionamento e la precisione dell’irrorazione, grazie al fatto che l’elicottero vola in cerchio mantenendo intervalli di spruzzatura fissi, traiettorie di volo con distanze uniformi e una velocità costante.

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Perfetto per il suo scopo, grazie a decenni di esperienza nell’irrorazione


YMR-08 è stato creato per soddisfare le richieste nel campo dell’irrorazione delle colture. In termini di prestazioni, contiene 8 litri (10 litri max.) di prodotti chimici agricoli e dispone di due batterie di grande capacità che gli permettono di volare a 15 km/h a tre metri dal suolo, spruzzando 1 ettaro di colture nell'arco di 15 minuti - dal decollo all'atterraggio - e il tutto con una precisione di irrorazione paragonabile a quella dei nostri elicotteri senza pilota.

YMR-08 è stato sviluppato per spruzzare prodotti chimici sui campi con precisione estrema.

Pensando alla commercializzazione di YMR-08 in tutto il mondo, la struttura del drone è stata progettata per essere la più leggera possibile, rispondendo ai requisiti della Federal Aviation Administration (FAA) degli Stati Uniti, che prevede un peso massimo al decollo inferiore ai 25 kg. I fattori chiave di questo risultato straordinario sono la monoscocca in plastica rinforzata con fibra di carbonio (CFRP) e il telaio che ospita il sistema elettrico. La struttura mantiene libera la superficie superiore, e prevede numerose rientranze e zone irregolari, per una forma sfaccettata che ha un’ampia sezione inferiore, pur essendo ultra-leggera e resistente. Anche il design è unico, con un'efficace induzione del flusso d'aria, per un eccellente effetto di raffreddamento e una buona visibilità a distanza.

La configurazione dei rotori prevede otto eliche su sei assi, con gli assi sinistro e destro che utilizzano rotori coassiali controrotanti. Per creare il forte effetto vortice (downwash) necessario a spruzzare i prodotti chimici agricoli nella zona delle radici, gli ugelli destro e sinistro si estendono dall'apparato di spruzzatura e sono collocati nella posizione più efficace, sotto i rotori coassiali.

Il posizionamento dei rotori coassiali controrotanti di nuova concezione sopra i due ugelli di spruzzatura rende possibile un forte effetto vortice, nonostante il peso leggero e le dimensioni compatte di YMR-08. La soluzione aiuta a prevenire la dispersione del getto e lo dirige efficacemente sull’obiettivo desiderato.

Inoltre, poiché la rotazione del rotore è simmetrica nella parte anteriore e posteriore, si ottiene la stessa qualità dell’irrorazione quando si vola in avanti o all'indietro.

Le stesse pale dell'elica utilizzano una costruzione ibrida in CFRP ad alta rigidità per il corpo principale, mentre il bordo è realizzato in plastica flessibile, per ridurre la possibilità che la pala vada in pezzi nel caso di urto e conseguente rottura. Inoltre, i motori e le batterie che azionano i rotori sono stati sviluppati appositamente per YMR-08 in collaborazione con i principali produttori giapponesi per garantire leggerezza, prestazioni elevate e durata. Sono dotati anche di dispositivi di sicurezza unici nel loro genere.

Per quanto riguarda l'operatività, YMR-08 utilizza tecnologie collaudate sugli elicotteri senza piloti Yamaha per mantenere costante la velocità e l'altitudine, ed è equipaggiato per eseguire virate automatiche entro un dato raggio. Ciò significa che, anche se l'utente non è altamente qualificato, è sufficiente accendere e spegnere l'interruttore della spruzzatura per effettuare un'efficace irrorazione.

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La strada per il futuro: diventare globali e diversificare l’utilizzo

L'uso di elicotteri Yamaha senza equipaggio in agricoltura è in crescita, prima con l’irrorazione delle risaie in Corea del Sud nel 2003 e poi con quella delle erbe infestanti in Australia nel 2012. Poi è arrivata l’irrorazione dei vigneti negli Stati Uniti nel 2014, il controllo delle erbe infestanti in Nuova Zelanda nel 2015 e l’irrorazione delle piantagioni di canna da zucchero in Thailandia nel 2018. (La foto mostra l’irrorazione dei vigneti in California) Accanto a YMR-08, Yamaha continua a cercare ed esplorare nuove strade per gli elicotteri senza pilota che rimangono la colonna portante della nostra attività UAV. Un esempio è l’irrorazione dei vigneti iniziata nel 2017 in California, USA. Nel 2018 questa nuova attività è cresciuta costantemente e ci sono promettenti prospettive di espansione futura.

In Giappone sono in corso prove sul campo con un'azienda elettrica per il trasporto di materiali ai cantieri che costruiscono linee di trasmissione in zone montane remote. Un elicottero Yamaha equipaggiato per il volo automatico ha eseguito il compito con successo, trasportando materiali al ritmo di 672 kg al giorno. Si stanno compiendo ulteriori sforzi per migliorare i metodi di carico, ecc. e quindi aumentare la sicurezza e l'efficienza dei trasporti, con l'obiettivo di avviare un'attività su larga scala entro il 2019. Nel frattempo, è in corso anche lo sviluppo dei modelli Yamaha di nuova generazione, con un concept model che prevede una struttura di dimensioni superiori e un carico utile di 70 kg che sarà esposto al CES di Las Vegas nel gennaio 2019. Yamaha proporrà una gamma diversificata di nuove soluzioni, come il controllo di volo migliorato con la prevenzione delle collisioni, i miglioramenti al sistema di volo automatico e le variazioni possibili abbinando l'elicottero con dispositivi adatti a ogni applicazione. Nella divisione UMS, sempre maggiore attenzione viene rivolta anche alle possibilità di prodotti che vanno oltre gli UAV, come il BREEZE10 Unmanned Marine Vehicle (UMV) e un Unmanned Ground Vehicle (UGV) attualmente in fase di sviluppo per un eventuale uso pratico. In futuro, il dipartimento lavorerà per portare nuovi prodotti innovativi e utili per il business, che portino vantaggi alla comunità sulla terra, sul mare e nell'aria. Con il rapido sviluppo dell'intelligenza artificiale e dei sistemi di controllo elettronico, anche il ritmo dei nostri progressi è destinato a crescere.

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