Droonien perusperiaatteita ovat aerodynamiikka, mekaniikka ja elektroniikka. Aerodynamiikka on drone-lentojen ratkaiseva perusta.
Aerodynamiikan periaatteet
Aerodynamiikka tutkii lentokoneisiin ilmassa vaikuttavia liikekuvioita ja voimia. Dronen lento ja vakaus riippuvat ensisijaisesti neljästä voimasta: nostovoimasta, painovoimasta, työntövoimasta ja vastusta.
Nostovoima on voima, joka saa lentokoneen nousemaan. Lentokoneen siipien vaihtelevista muodoista ja kaltevuuksista johtuen siipien yli kulkeva ilma synnyttää vaihtelevan määrän nostovoimaa, joka tukee lentokoneen painoa ja pitää sen ylhäällä.
Painovoima on Maan vetovoima esineisiin, voima, joka lentokoneen on voitettava. Lentokone tuottaa riittävän nostovoiman vastustaakseen painovoimaa kiihdyttämällä tai kallistamalla siipiään, mikä säilyttää tasapainonsa ilmassa.
Työntövoima on voima, joka työntää lentokonetta eteenpäin ja jonka tyypillisesti tuottaa moottori. Työntövoima liittyy lentokoneen nopeuteen; suuremmat nopeudet vaativat suuremman työntövoiman.
Veto on työntövoimaa vastustava voima, joka luo ilma-aluksen kokeman ilmanvastuksen sen liikkuessa ilmassa. Siksi lentokoneella on oltava riittävä työntövoima tämän vastuksen voittamiseksi.
Mekaaniset periaatteet
Mekaaniset periaatteet viittaavat mekaaniseen rakenteeseen ja ohjausmenetelmiin, joita dronelento edellyttää. Drone koostuu tyypillisesti rungosta, siiveistä, hännästä ja ohjauspinnoista. Runko on lentokoneen päärunko, siivet tuottavat nostovoimaa ja perä vakauttaa ja ohjaa lentokoneen suuntaa.
Drone-ohjausmenetelmiä ovat tyypillisesti kauko-ohjaus ja autonominen ohjaus. Kauko-ohjaukseen sisältyy lentokoneen lennon ja toiminnan ohjaaminen maa-pohjaisella kauko-ohjaimella, kun taas autonomisen ohjauksen avulla lentokone voi suorittaa tehtäviä itsenäisesti ennalta asetettujen ohjelmien mukaisesti.
Elektroniset periaatteet
Elektroniset periaatteet viittaavat dronin elektroniseen ohjausjärjestelmään ja elektroniikkaan. Dronen elektroniikka sisältää antureita, ohjaimia, viestintälaitteita ja navigointilaitteita. Nämä laitteet mahdollistavat autonomisen ohjauksen, asennon vakautuksen, navigoinnin ja paikantamisen sekä tiedonsiirron.
Anturit ovat dronin "silmiä" ja "korvia", jotka mittaavat tietoja sen ympäristöstä, mukaan lukien parametrit, kuten korkeus, nopeus, asenne, lämpötila, kosteus ja ilmanpaine. Ohjain on dronin "aivot", jotka käsittelevät antureiden keräämiä tietoja ja ohjaavat lentokoneen liikkeitä ennalta asetettujen ohjelmien mukaisesti.
Viestintälaitteet voivat välittää dronin keräämiä tietoja maavalvontakeskukseen tai muihin laitteisiin, ja ne voivat myös vastaanottaa maaohjeita tehtävien suorittamiseen. Navigointilaitteita käytetään paikannukseen ja navigointiin, mukaan lukien GPS, inertianavigointijärjestelmä jne.
