Transatlantisches Solar-Luftschiff
6000 km von Südafrika nach Brasilien
Unsere Firma Aero Drum Ltd wurde im Frühjahr 2020 von Herrn Einar Gilberg kontaktiert. Um die Ironie gerade zum Zeitpunkt der Koronavirus-Pandemie zu vergrößern. Aber nach dem ersten Unglauben wurde mir klar, dass der Anruf ernst war und meine volle Aufmerksamkeit verdiente.
Worum ging es? Herr Einar Gilberg wsar.info organisiert die Vorbereitung des Rennens über den Atlantik von Südafrika, Springbok nach Brasilien, Natal. Alles in allem unglaubliche 6000 km! Die Idee ist (was zu loben ist), dass der erste Versuch, den Atlantik mit Solar RC Blimp zu überqueren, die Universitäten und alle anderen dazu inspirieren wird, an dem Rennen teilzunehmen, das ab 2022 für Teilnehmer offen sein soll.
Der erste Versuch, der für Dezember 2021 geplant ist, betrifft die Universitäten KwaZulu-Natal und Witwatersrand aus Südafrika, NOAMAY aus Brasilien, Einar Gilberg wsar.info als Organisator und Schöpfer der Idee und unsere Firma Aero Drum Ltd.
Wir sind verantwortlich für das Design und den Bau von Solar Blimp. Als Idee sehr einfach und klar. Als Leistung fast ein "Horrorfilm" in Bezug auf Komplexität. Nach dem ersten leichten Schock begannen wir, die Eindrücke zu sortieren und uns jedem System und Subsystem einzeln zu nähern.
Blimpkerndesign
Die erste und wichtigste Frage war, welches Blimp-Design man wählen sollte.
Es war absolut klar, dass wir ein Blimp-Design brauchten, das auf Geschwindigkeit ausgelegt war, aber auch langlebig genug, um den unerbittlichen Bedingungen über dem Atlantik standzuhalten. Glücklicherweise hatten wir schon einige Jahre zuvor an einem neuen Luftschiff-Design gearbeitet. Der Grund war, dass wir ständig Kundenanfragen für Blimp zur Verwendung in der Videoüberwachung erhielten.
Bereits 2015 haben wir an T-Blimp gearbeitet. Unsere Idee war es, das klassische Design der Blimps vollständig zu ändern, um die Heliumtragfähigkeit optimal zu nutzen und den Energieverbrauch für den Flug zu minimieren. Wir haben einige Tests durchgeführt und waren von dem Effekt überwältigt.
Das einzige Problem, das wir identifiziert haben, war die Stärke des Zentralrohrs. Obwohl es aus 2 Kohlenstoffschichten bestand, war es immer noch zu flexibel, was eine Verschiebung von der horizontalen Achse verursachte. Infolgedessen trat die Druckluft nicht in einer geraden Linie, sondern in einem Winkel aus. Infolgedessen wurde er unüberschaubar. Da uns aber alle anderen Faktoren angenehm überrascht haben, warten wir darauf, dass das Graphen einem breiteren Publikum zugänglich wird.
Aber kein Test bleibt ohne gute Ergebnisse oder zumindest Hinweise auf gute. Eine der wichtigsten Informationen, die wir aus dem Test mit T-Blimp erhalten haben, ist, dass der Luftwiderstand von Blimp extrem verringert wird, wenn zu Beginn (Blimp-Nase) die Entstehung von Widerstand verringert oder vermieden wird. Irgendwann um diese Zeit bat uns HSR, Rapperswil, Schweiz, am Solar Blimp-Projekt zu arbeiten. Mit den Ergebnissen des T-Blimp-Tests und dieser Anforderung, die ein ernstes Gewicht an Solarzellen aufwies, wurde das Uniblimp-Design Uniblimp design "geboren".
Der Name UniBlimp kommt von der Tatsache, dass wir nur einen Hauptantriebsmotor am Blimp installiert haben. Wir haben es genau dort platziert, wo der T-Blimp-Test gezeigt hat, wo der größte Widerstand ist - auf der Nase. Durch die Platzierung des Motors ganz am Anfang des Blimp haben wir eine Reihe von Verbesserungen erzielt: Wir haben den Luftwiderstand insgesamt verringert, den Energieverbrauch verringert, die Manövrierfähigkeit erhöht, die Luftautonomie erhöht, den Elektronikverbrauch verringert, den Hüllkurvenwiderstand verringert ... und einige andere Verbesserungen . Die Wahl des Blimp-Designs für den Trans-Atlantic Solar Blimp war also klar - das UniBlimp-Design.
Kraft und Antrieb
Unmittelbar nach der Wahl des Blimp-Designs und ohne zu zögern Solarfilme und Antriebsmotor.
Auf der Suche nach geeigneten Solarzellen sind wir zur Schweizer Firma Flisom gekommen. Dank ihrer Inbetriebnahme konnten wir Solarzellen mit einer Leistung von ca. 110 W, 3000 x 430 mm und einem Gewicht von nur 500 g lokalisieren.
Die nächste Aufgabe war noch komplexer. Die richtige Kombination aus Motor, Regler und Propeller zu finden, erwies sich als ziemlich schwierig. Wir haben mehrere Hersteller kontaktiert: Alien Motors, Hacker, Pichler, Axis und T-Engine. Es stellte sich heraus, dass T-Motoren die beste Kombination und auch den Willen hatten, unseren CV-Wert so zu bestimmen, wie es uns kostenlos passt.
Systeme und Subsysteme
Für eine so lange Reise (6000 km, erinnerst du dich?) Muss der Solar Blimp alle Systeme und Subsysteme sowie alle Blimp mit Besatzung enthalten.
Das Ballonett ist ein wichtiges Teilsystem, mit dem Unterschiede in Bezug auf Temperatur, Druck und Verlust von Hebegas ausgeglichen werden können. Um so wenig wie möglich an Auftriebsvolumen des Gases (Helium oder Wasserstoff) zu verlieren, haben wir festgelegt, dass der Ballon ein Fünftel des Gesamtvolumens des Luftschiffes haben sollte. Wir mussten auch eine geeignete elektronische Steuereinheit entwickeln, die den Inflationsgrad des Ballonetts steuert.
Ein weiteres wichtiges Subsystem ist das intelligente Laden von Batterien. Die Verbindung zwischen den Solarzellen und den Batterien muss sicher und kontrolliert sein. Wir mussten mehrere Szenarien entwickeln, bevor wir an der intelligenten Schaltung arbeiteten. Es müssen zuerst mehrere Gruppen von Batterien vorhanden sein. Wir haben festgestellt, dass es 3 Gruppen von Batterien mit jeweils 22 A gibt, was insgesamt 66 A entspricht. Intelligentes Laden lädt eine Gruppe auf, die andere wird verwendet und die dritte ist in Reserve. Der Ladevorgang verläuft im Kreis, sodass alle Gruppen von Batterien gleichermaßen entladen und geladen werden. Das folgende Szenario musste insbesondere den Nachtflug berücksichtigen. Nachtflug ist ein äußerst wichtiger Teil der gesamten Reise, gerade weil die Sonne nicht vorhanden ist. Wir wollten, dass Blimp auch nachts nicht aufhört, auf das Ziel zu fliegen. Lass es in einem reduzierten Modus sein, aber fliege trotzdem. Wir haben dieses Problem mit genügend Solarzellen und einer intelligenten Energieverteilung gelöst, die es ermöglicht, den Motor und das Blimp-System tagsüber direkt von Solarzellen zu versorgen. Auf diese Weise wird der verbleibende Teil der gewonnenen Energie zum Laden der Batterien verwendet. Als Ergebnis erhalten wir alle drei Gruppen von Batterien, die für den Nachtflug voll aufgeladen sind. Beim ersten Morgenlicht wird die Energie wieder direkt an den Motor und andere Systeme abgegeben.
Dies war ein kurzer Überblick über unsere Einführungsarbeiten zum Transatlantischen Solar Blimp. Das Datum des Versuchs, den Atlantik zu überqueren, liegt irgendwann im Dezember 2021. Wir hoffen, genügend Zeit zu haben, um alle Systeme und Subsysteme in dieser Zeit zu entwerfen, zu bauen und zu testen. Wenn Sie Fragen oder Anregungen haben, wenden Sie sich bitte an rczeppelin@protonmail.com
