Dirigibile solare transatlantico

6000 km dal Sudafrica al Brasile

La nostra azienda Aero Drum Ltd è stata contattata dal Sig. Einar Gilberg nella primavera del 2020. Per rendere l'ironia più grande proprio al momento della pandemia del virus corona. Ma dopo la prima incredulità, ho iniziato a rendermi conto che la chiamata era seria e meritava la mia piena attenzione.

Di cosa si trattava? Mr. Einar Gilberg wsar.info sta organizzando la preparazione della gara attraverso l'Atlantico dal Sudafrica, Springbok al Brasile, Natal. Tutti insieme un incredibile 6000 km! L'idea è (che deve essere lodata) che il primo tentativo di attraversare l'Atlantico con Solar RC Blimp ispirerà le Università e tutti gli altri a partecipare alla gara che dovrebbe essere aperta ai partecipanti dal 2022.

Il primo tentativo, previsto per dicembre 2021, coinvolge le università di KwaZulu-Natal e Witwatersrand dal Sudafrica, NOAMAY dal Brasile, Mr. Einar Gilberg wsar.info come organizzatore e creatore dell'idea, e la nostra società Aero Drum Ltd .

Siamo responsabili della progettazione e costruzione di Solar Blimp. Come idea molto semplice e chiara. Come risultato quasi un "film horror" in termini di complessità. Dopo il primo lieve shock, abbiamo iniziato a risolvere le impressioni e ad avvicinarci a ciascun sistema e sottosistema individualmente.

Design del nucleo dirigibile

La prima e più importante domanda era quale design Blimp scegliere?

Era assolutamente chiaro che avevamo bisogno di un design Blimp creato per la velocità ma anche abbastanza resistente per resistere alle condizioni implacabili sull'Atlantico. Fortunatamente, abbiamo lavorato su un nuovo design per dirigibili già da diversi anni. Il motivo era che ricevevamo costantemente richieste da parte dei clienti di Blimp da utilizzare nella videosorveglianza.

Nel 2015, abbiamo lavorato su T-Blimp. La nostra idea era quella di cambiare completamente il design classico dei Blimps, nel senso di sfruttare al massimo la capacità di trasporto dell'elio e ridurre al minimo l'uso di energia per il volo. Abbiamo eseguito alcuni test e siamo rimasti sopraffatti dall'effetto.

L'unico problema che abbiamo identificato era la forza del tubo centrale. Sebbene fosse composto da 2 strati di carbonio, era ancora troppo flessibile, il che causava uno spostamento dall'asse orizzontale. Di conseguenza, l'aria compressa non è uscita in linea retta ma ad angolo. Di conseguenza, divenne ingestibile. Ma poiché tutti gli altri fattori ci hanno sorpreso piacevolmente, stiamo aspettando che il grafene diventi disponibile per un pubblico più ampio.

Ma nessun test viene lasciato senza buoni risultati o almeno suggerimenti di quelli buoni. Una delle principali informazioni che abbiamo ottenuto dal test con T-Blimp è che la resistenza aerodinamica di Blimp è estremamente ridotta se all'inizio (naso del dirigibile) la creazione di resistenza è ridotta o evitata. Intorno a quel tempo, HSR, Rapperswil, Svizzera, ci ha chiesto di lavorare sul progetto Solar Blimp. Con i risultati del test T-Blimp e questo requisito che aveva un peso notevole di celle solari, il design di Uniblimp è "nato".

Il nome UniBlimp deriva dal fatto che sul Blimp è stato installato un solo motore principale. Lo abbiamo posizionato esattamente dove il test T-Blimp ha mostrato dove si trova la massima resistenza - sul naso. Posizionando il motore all'inizio del Blimp, abbiamo ottenuto una serie di miglioramenti: abbiamo ridotto la resistenza aerodinamica generale, ridotto il consumo di energia, maggiore manovrabilità, maggiore autonomia dell'aria, ridotto uso dell'elettronica, ridotta resistenza dell'involucro ... e molti altri miglioramenti . Quindi la scelta del design di Blimp per il Trans-Atlantic Solar Blimp era chiara: il design di UniBlimp.

Potenza e propulsion

Immediatamente dopo aver scelto il design Blimp e senza alcuna esitazione Film solari e motore di comando.

Alla ricerca di celle solari adatte, siamo arrivati alla società svizzera Flisom. Grazie al loro avvio, siamo stati in grado di individuare celle solari di circa 110 W, 3000 x 430 mm e del peso di soli 500 g.

La prossima ricerca fu ancora più complessa. Trovare la giusta combinazione di motore, ESC ed elica si è rivelato piuttosto difficile. Abbiamo contattato diversi produttori: Alien Motors, Hacker, Pichler, Axis e T-engine. Si è scoperto che i motori a T avevano la migliore combinazione e anche la volontà di determinare il valore del nostro CV come ci si addice gratuitamente.

Sistemi e sottosistemi

Per un viaggio così lungo (6000 km ricordi?) Il Solar Blimp deve contenere tutti i sistemi e sottosistemi, nonché qualsiasi Dirigibile con equipaggio.

Il ballonet è un sottosistema chiave che consente di compensare le differenze di: temperatura, pressione e perdita di gas di sollevamento. Al fine di perdere il meno possibile nel volume di sollevamento del gas (elio o idrogeno), abbiamo stabilito che il pallone dovrebbe avere un quinto del volume totale del dirigibile. Dovevamo anche sviluppare un'adeguata unità elettronica di controllo che controllasse il grado di gonfiaggio del ballonet.

Un altro sottosistema importante è la ricarica intelligente della batteria. Il collegamento tra le celle solari e le batterie deve essere sicuro e controllato. Abbiamo dovuto sviluppare diversi scenari prima di lavorare sul circuito intelligente. Devono esserci prima diversi gruppi di batterie. Abbiamo stabilito che ci sono 3 gruppi di batterie da 22 A ciascuno, per un totale di 66 A. La ricarica intelligente carica un gruppo, l'altro è in uso e il terzo è in riserva. Il processo di ricarica si svolge in un cerchio in modo che tutti i gruppi di batterie siano ugualmente scaricati e caricati. Il seguente scenario ha dovuto tenere conto in particolare del volo notturno. Il volo notturno è una parte estremamente importante del viaggio complessivo proprio perché il sole non è presente. La nostra intenzione era che Blimp non smettesse di volare verso l'obiettivo anche durante la notte. Lascia che sia in modalità ridotta, ma vola comunque. Abbiamo risolto questo problema con abbastanza celle solari e una distribuzione di energia intelligente che consente l'alimentazione diretta al motore e al sistema Blimp da celle solari durante il giorno. In questo modo, la parte rimanente dell'energia ottenuta viene utilizzata per caricare le batterie. Di conseguenza, tutti e tre i gruppi di batterie vengono caricati completamente per il volo notturno. Alla prima luce del mattino, l'energia viene nuovamente fornita direttamente al motore e ad altri sistemi.

Questa è stata una breve panoramica del nostro lavoro introduttivo sul dirigibile solare transatlantico. La data del tentativo di attraversare l'Atlantico è nel dicembre del 2021. Speriamo di avere abbastanza tempo per progettare, costruire e testare tutti i sistemi e sottosistemi in quel momento. Se hai domande o suggerimenti, sentiti libero di farlo rczeppelin@protonmail.com