Dirigible Solar Transatlántico

6000 km de Sudáfrica a Brasil

Nuestra empresa Aero Drum Ltd fue contactada por el Sr. Einar Gilberg en la primavera de 2020. Para hacer la ironía más grande justo en el momento de la pandemia del virus corona. Pero después de la primera incredulidad, comencé a darme cuenta de que la llamada era grave y merecía toda mi atención.

¿De qué se trataba? El Sr. Einar Gilberg wsar.info está organizando la preparación de la carrera a través del Atlántico desde Sudáfrica, Springbok hasta Brasil, Natal. ¡Todos juntos unos increíbles 6000 km! La idea es (lo cual es recomendable) que el primer intento de cruzar el Atlántico con Solar RC Blimp inspire a las universidades y a todos los demás a participar en la carrera que está prevista para los participantes a partir de 2022.

El primer intento, programado para diciembre de 2021, involucra a las universidades de KwaZulu-Natal y Witwatersrand de Sudáfrica, NOAMAY de Brasil, el Sr. Einar Gilberg wsar.info como organizador y creador de la idea, y nuestra empresa Aero Drum Ltd.

Estamos a cargo del diseño y construcción de Solar Blimp. Como una idea muy simple y clara. Como un logro casi una "película de terror" en términos de complejidad. Después del primer choque leve, comenzamos a clasificar las impresiones y a abordar cada sistema y subsistema individualmente.

Diseño de núcleo dirigible

La primera y más importante pregunta fue qué diseño de Blimp elegir.

Estaba absolutamente claro que necesitábamos un diseño Blimp creado para la velocidad pero también lo suficientemente resistente como para soportar las implacables condiciones sobre el Atlántico. Afortunadamente, habíamos estado trabajando en un nuevo diseño de dirigible durante varios años antes de eso. El motivo era que recibíamos constantemente solicitudes de los clientes para que Blimp se utilizara en videovigilancia.

En 2015, trabajamos en T-Blimp. Nuestra idea era cambiar completamente el diseño clásico de los Blimps en el sentido de aprovechar al máximo la capacidad de transporte de helio y minimizar el uso de energía para el vuelo. Realizamos algunas pruebas y quedamos abrumados por el efecto.

El único problema que identificamos fue la resistencia del tubo central. Aunque estaba hecho de 2 capas de carbono, todavía era demasiado flexible, lo que provocó un cambio desde el eje horizontal. Como resultado, el aire comprimido no salió en línea recta sino en ángulo. Como resultado, se volvió ingobernable. Pero dado que todos los demás factores nos sorprendieron gratamente, estamos esperando que el grafeno esté disponible para un público más amplio.

Pero no queda ninguna prueba sin buenos resultados o al menos indicios de buenos. Una de la información principal que obtuvimos de la prueba con T-Blimp es que la resistencia aerodinámica de Blimp se reduce extremadamente si al principio (nariz de dirigible) se reduce o evita la creación de resistencia. En algún momento, HSR, Rapperswil, Suiza, nos pidió que trabajáramos en el proyecto Solar Blimp. Con los resultados de la prueba T-Blimp y este requisito que tenía un gran peso de células solares, nació el diseño de Uniblimp.

El nombre UniBlimp proviene del hecho de que hemos instalado solo un motor de accionamiento principal en el Blimp. Lo colocamos exactamente donde la prueba T-Blimp mostró dónde está la mayor resistencia: en la nariz. Al colocar el motor al comienzo del Blimp, obtuvimos una serie de mejoras: redujimos la resistencia aerodinámica general, el consumo de energía, la maniobrabilidad, la autonomía del aire, el uso de la electrónica, la resistencia de la envoltura ... y muchas otras mejoras más. . Así que la elección del diseño de Blimp para Trans-Atlantic Solar Blimp fue clara: el diseño de UniBlimp.

Poder y propulsion

Inmediatamente después de elegir el diseño Blimp y sin dudarlo, películas solares y motor de accionamiento.

En busca de células solares adecuadas, llegamos a la empresa suiza Flisom. Gracias a su puesta en marcha, pudimos localizar células solares de aproximadamente 110 W, 3000 x 430 mm y un peso de solo 500 g.

La siguiente búsqueda fue aún más compleja. Encontrar la combinación correcta de motor, ESC y hélice resultó ser bastante difícil. Contactamos a varios fabricantes: Alien Motors, Hacker, Pichler, Axis y T-engine. Resultó que los motores T tenían la mejor combinación y también la voluntad de determinar nuestro valor de CV como nos conviene de forma gratuita.

Sistemas y subsistemas

Para un viaje tan largo (6000 km, ¿recuerdas?) El dirigible solar debe contener todos los sistemas y subsistemas, así como cualquier dirigible con tripulación.

El ballonet es un subsistema clave que permite compensar las diferencias en: temperatura, presión y pérdida de gas de elevación. Para perder lo menos posible en el volumen de elevación del gas (helio o hidrógeno), determinamos que el globo debe tener una quinta parte del volumen total del dirigible. También tuvimos que desarrollar una unidad de control electrónico adecuada que controlara el grado de inflación del ballonet.

Otro subsistema importante es la carga inteligente de la batería. La conexión entre las células solares y las baterías debe ser segura y controlada. Tuvimos que desarrollar varios escenarios antes de trabajar en el circuito inteligente. Debe haber varios grupos de baterías primero. Determinamos que hay 3 grupos de baterías con 22 A cada una, que es un total de 66 A. La carga inteligente carga un grupo, el otro está en uso y el tercero está en reserva. El proceso de carga se realiza en un círculo para que todos los grupos de baterías se descarguen y carguen por igual. El siguiente escenario tuvo que tener especialmente en cuenta el vuelo nocturno. El vuelo nocturno es una parte extremadamente importante del viaje general precisamente porque el sol no está presente. Nuestra intención era que Blimp no dejara de volar hacia la meta, incluso durante la noche. Déjalo en modo reducido, pero aún así vuela. Resolvimos este problema con suficientes células solares y una distribución inteligente de energía que permite la energía directa al motor y al sistema Blimp desde las células solares durante el día. De esta manera, la parte restante de la energía obtenida se utiliza para cargar las baterías. Como resultado, tenemos los tres grupos de baterías completamente cargados para el vuelo nocturno. En la primera luz de la mañana, la energía se vuelve a dar directamente al motor y a otros sistemas.

Este fue un breve resumen de nuestro trabajo introductorio en el Translimat Solar Solar Blimp. La fecha del intento de cruzar el Atlántico es en algún momento de diciembre de 2021. Esperamos tener suficiente tiempo para diseñar, construir y probar todos los sistemas y subsistemas en ese momento. Si tiene alguna pregunta o sugerencia, no dude en rczeppelin@protonmail.com