ETD

• aeromobile senza equipaggio
• arresto cardiaco extraospedaliero
• automated external defibrillator
• conceptual design
• consegna aerea
• defibrillatore semiautomatico esterno
• dimensionamento concettuale
• drone delivery
• flight performance
• maximal covering location problem
• multirotor
• multirotore
• out-of-hospital cardiac arrest
• prestazioni di volo
• problema di massima copertura
• province of Pisa
• provincia di Pisa
• response time
• tempo di risposta
• unmanned aircraft system

This thesis sizes an electric multirotor to deliver a defibrillator to the patient within five minutes of the emergency call, with a 2.10 kg payload. The requirement is derived on clinical grounds from the timescales of out-of-hospital cardiac arrest, and inverts the usual approach: distance is not a mission input but a result, because the requirement assigns a time. The time budget shows that two thirds of the three hundred seconds go on the ground, and with dispatch as measured today the radius is 232 metres: the requirement is not attainable, and not for any shortcoming of the aircraft. With the ground chain compressed to ninety seconds, closing the weight balance returns a 9.697 kg aircraft with six 16-inch rotors and a one-way radius of 2,957 metres. Propeller, motor, speed controller and battery are selected from market products, and the manufacturers' bench tests confirm the design point. The method is finally applied to the province of Pisa: solving a maximal covering location problem exactly, thirty-two bases are needed to cover 84.64% of the population, and one hundred and twenty-eight aircraft, four per base, so that no call goes unserved. Eleven of those bases, however, fall within the UAS geographical zones of the airport, where every mission must be authorised, the first constraint on feasibility. One figure matters more than the rest: one second of ground chain is worth about a thousand residents, and the bottleneck is not the aircraft but the ground chain.

La tesi dimensiona un multirotore elettrico che consegni un defibrillatore presso il paziente entro cinque minuti dalla chiamata di emergenza, con un carico utile di 2,10 kg. Il requisito è ricavato per via clinica dai tempi dell'arresto cardiaco extraospedaliero, e capovolge l'impostazione usuale: la distanza non è un dato di missione ma un risultato, perché il requisito assegna un tempo. Il bilancio dei tempi mostra che due terzi dei trecento secondi sono consumati a terra, e con il dispaccio oggi misurato il raggio è di 232 metri: il requisito non è raggiungibile, e non per una carenza dell'aeromobile. Compressa la catena a terra a novanta secondi, il bilancio dei pesi restituisce un velivolo di 9,697 kg con sei rotori da 16 pollici e un raggio di sola andata di 2.957 metri. Elica, motore, regolatore e batteria sono scelti fra i prodotti di mercato, e le prove di banco dei costruttori confermano il punto di progetto. Il metodo è infine applicato alla provincia di Pisa: risolvendo all'ottimo un problema di massima copertura, servono trentadue basi per coprire l'84,64% della popolazione, e centoventotto velivoli, quattro per base, perché nessuna chiamata resti fuori. Undici di quelle basi ricadono però nelle zone geografiche dell'aeroporto, dove ogni missione va autorizzata, ed è il primo vincolo alla realizzabilità. Il dato che pesa di più è un altro: un secondo di catena a terra vale circa mille residenti, e il collo di bottiglia non è il velivolo ma la catena a terra.