Dirigeable solaire transatlantique
6000 km de l'Afrique du Sud au Brésil
Notre société Aero Drum Ltd a été contactée par M. Einar Gilberg au printemps 2020. Pour aggraver l'ironie juste au moment de la pandémie du virus corona. Mais après la première incrédulité, j'ai commencé à réaliser que l'appel était sérieux et méritait toute mon attention.
De quoi s'agissait-il? M. Einar Gilberg wsar.info organise la préparation de la course à travers l'Atlantique de l'Afrique du Sud, Springbok au Brésil, Natal. Tous ensemble, un incroyable 6000 km! L'idée est (ce qui est à saluer) que la première tentative de traverser l'Atlantique avec Solar RC Blimp inspirera les universités et tous les autres à participer à la course qui devrait être ouverte aux participants à partir de 2022.
La première tentative, prévue pour décembre 2021, implique les universités du KwaZulu-Natal et Witwatersrand d'Afrique du Sud, NOAMAY du Brésil, M. Einar Gilberg wsar.info en tant qu'organisateur et créateur de l'idée, et notre société Aero Drum Ltd .
Nous sommes en charge de la conception et de la construction de Solar Blimp. Comme une idée très simple et claire. Comme un exploit presque un «film d'horreur» en termes de complexité. Après le premier choc léger, nous avons commencé à trier les impressions et à aborder chaque système et sous-système individuellement.
Conception de base de dirigeable
La première et la plus importante question était quelle conception de dirigeable choisir?
Il était absolument clair que nous avions besoin d'un design de dirigeable créé pour la vitesse mais aussi suffisamment durable pour résister aux conditions incessantes de l'Atlantique. Heureusement, nous travaillions sur un nouveau design de dirigeable depuis plusieurs années auparavant. La raison en était que nous recevions constamment des demandes des clients pour que Blimp soit utilisé dans la vidéosurveillance.
En 2015, nous avons travaillé sur T-Blimp. Notre idée était de changer complètement la conception classique des dirigeables dans le sens de tirer le meilleur parti de la capacité de transport d'hélium et de minimiser l'utilisation d'énergie pour le vol. Nous avons effectué quelques tests et avons été submergés par l'effet.
Le seul problème que nous avons identifié était la résistance du tube central. Bien qu'il soit composé de 2 couches de carbone, il était encore trop flexible, ce qui provoquait un décalage par rapport à l'axe horizontal. Par conséquent, l'air comprimé n'est pas sorti en ligne droite mais en angle. En conséquence, il est devenu ingérable. Mais comme tous les autres facteurs nous ont agréablement surpris, nous attendons que le graphène soit disponible pour un public plus large.
Mais aucun test n'est laissé sans bons résultats ou au moins des indices de bons. L'une des principales informations que nous avons obtenues du test avec T-Blimp est que la traînée aérodynamique de Blimp est extrêmement réduite si au tout début (nez de dirigeable) la création de résistance est réduite ou évitée. À cette époque, HSR, Rapperswil, Suisse nous a demandé de travailler sur le projet Solar Blimp. Avec les résultats du test T-Blimp et cette exigence qui avait un poids important de cellules solaires, la conception Uniblimp était "née".
Le nom UniBlimp vient du fait que nous n'avons installé qu'un seul moteur d'entraînement principal sur le dirigeable. Nous l'avons placé exactement là où le test T-Blimp a montré où se trouve la plus grande résistance - sur le nez. En plaçant le moteur au tout début du dirigeable, nous avons gagné un certain nombre d'améliorations: nous avons réduit la traînée aérodynamique globale, la consommation d'énergie réduite, la maniabilité accrue, l'autonomie accrue en air, l'utilisation réduite de l'électronique, la traînée d'enveloppe réduite ... et plusieurs autres améliorations . Le choix de la conception du dirigeable pour le dirigeable solaire transatlantique était donc clair - conception UniBlimp.
Puissance et propulsion
Immédiatement après avoir choisi le design Blimp et sans aucune hésitation Films solaires et moteur d'entraînement.
A la recherche de cellules solaires adaptées, nous nous sommes tournés vers la société suisse Flisom. Grâce à leur démarrage, nous avons pu localiser des cellules solaires d'environ 110 W, 3000 x 430 mm et pesant seulement 500 g.
La quête suivante était encore plus complexe. Trouver la bonne combinaison de moteur, ESC et hélice s'est avéré assez difficile. Nous avons contacté plusieurs fabricants: Alien Motors, Hacker, Pichler, Axis et T-engine. Il s'est avéré que les moteurs T avaient la meilleure combinaison et aussi la volonté de déterminer notre valeur CV comme cela nous convient gratuitement.
Systèmes et sous-systèmes
Pour un voyage aussi long (6000 km, vous vous souvenez?) Le dirigeable solaire doit contenir tous les systèmes et sous-systèmes ainsi que tout dirigeable avec équipage.
Le ballonet est un sous-système clé qui permet de compenser les différences de: température, pression et perte de gaz de levage. Afin de perdre le moins possible dans le volume de portance du gaz (hélium ou hydrogène), nous avons déterminé que le ballon devrait avoir un cinquième du volume total du dirigeable. Nous avons également dû développer une unité de contrôle électronique appropriée qui contrôlerait le degré de gonflage du ballon.
Un autre sous-système important est le chargement intelligent de la batterie. La connexion entre les cellules solaires et les batteries doit être sécurisée et contrôlée. Nous avons dû développer plusieurs scénarios avant de travailler sur le circuit intelligent. Il doit d'abord y avoir plusieurs groupes de batteries. Nous avons déterminé qu'il existe 3 groupes de batteries de 22 A chacun, ce qui représente un total de 66 A. La charge intelligente charge un groupe, l'autre est utilisé et le troisième est en réserve. Le processus de charge se déroule en cercle afin que tous les groupes de batteries soient également déchargés et chargés. Le scénario suivant devait notamment prendre en compte le vol de nuit. Le vol de nuit est une partie extrêmement importante du voyage global précisément parce que le soleil n'est pas présent. Notre intention était que Blimp ne s'arrête pas de voler vers le but même pendant la nuit. Que ce soit en mode réduit, mais toujours voler. Nous avons résolu ce problème avec suffisamment de cellules solaires et une distribution électrique intelligente qui permet d'alimenter directement le moteur et le système Blimp à partir de cellules solaires pendant la journée. De cette façon, la partie restante de l'énergie obtenue est utilisée pour charger les batteries. En conséquence, nous obtenons les trois groupes de batteries entièrement chargées pour le vol de nuit. À la première lumière du matin, l'énergie est à nouveau directement transmise au moteur et aux autres systèmes.
Il s'agissait d'un bref aperçu de notre travail d'introduction sur le dirigeable solaire transatlantique. La date de la tentative de traversée de l'Atlantique est en décembre 2021. Nous espérons avoir suffisamment de temps pour concevoir, construire et tester tous les systèmes et sous-systèmes pendant cette période. Si vous avez des questions ou des suggestions, n'hésitez pas à rczeppelin@protonmail.com
