Dirigível Solar Transatlântico

6000 km da África do Sul para o Brasil

Nossa empresa Aero Drum Ltd foi contatada pelo Sr. Einar Gilberg na primavera de 2020. Para aumentar a ironia na época da pandemia do vírus corona. Mas após a primeira descrença, comecei a perceber que a ligação era séria e merecia toda a minha atenção.

O que foi isso? O Sr. Einar Gilberg wsar.info está organizando a preparação da corrida através do Atlântico, da África do Sul, Springbok ao Brasil, Natal. Todos juntos incríveis 6000 km! A idéia é (que deve ser elogiada) que a primeira tentativa de atravessar o Atlântico com o Solar RC Blimp inspirará as universidades e todos os demais a participarem da corrida que está prevista para ser aberta aos participantes a partir de 2022.

A primeira tentativa, prevista para dezembro de 2021, envolve as Universidades de KwaZulu-Natal e Witwatersrand da África do Sul, NOAMAY do Brasil, Sr. Einar Gilberg wsar.info como organizador e criador da ideia, e nossa empresa Aero Drum Ltd.

Somos responsáveis pelo projeto e construção do Solar Blimp. Como uma ideia muito simples e clara. Como uma realização quase um "filme de terror" em termos de complexidade. Após o primeiro choque leve, começamos a separar as impressões e abordar cada sistema e subsistema individualmente.

Blimp core design

A primeira e mais importante pergunta foi qual o design do Blimp para escolher?

Estava absolutamente claro que precisávamos de um design do Blimp que fosse criado para oferecer velocidade, mas também durável o suficiente para suportar as condições implacáveis do Atlântico. Felizmente, estávamos trabalhando em um novo design de dirigível por vários anos antes disso. O motivo foi que estávamos constantemente recebendo solicitações de clientes para que o Blimp fosse usado em videovigilância.

Em 2015, trabalhamos no T-Blimp. Nossa idéia era mudar completamente o design clássico dos Blimps no sentido de aproveitar ao máximo a capacidade de carga de hélio e minimizar o uso de energia para o vôo. Realizamos alguns testes e ficamos impressionados com o efeito.

O único problema que identificamos foi a força do tubo central. Embora fosse feito de 2 camadas de carbono, ainda era muito flexível, o que causou uma mudança do eixo horizontal. Como resultado, o ar comprimido não saiu em linha reta, mas em ângulo. Como resultado, ele se tornou incontrolável. Mas como todos os outros fatores nos surpreenderam agradavelmente, aguardamos que o grafeno se torne disponível para um público mais amplo.

Mas nenhum teste é deixado sem bons resultados ou pelo menos indícios de bons. Uma das principais informações que obtivemos do teste com o T-Blimp é que o arrasto aerodinâmico do Blimp é extremamente reduzido se, no início (nariz do dirigível), a criação de resistência é reduzida ou evitada. Por volta dessa época, HSR, Rapperswil, Suíça nos pediu para trabalhar no projeto Solar Blimp. Com os resultados do teste T-Blimp e esse requisito que tinha um peso sério de células solares, o design da Uniblimp "nasceu".

O nome UniBlimp vem do fato de termos instalado apenas um motor de acionamento principal no Blimp. Colocamos exatamente onde o teste T-Blimp mostrou onde está a maior resistência - no nariz. Ao colocar o motor no início do Blimp, obtivemos várias melhorias: reduzimos o arrasto aerodinâmico geral, reduzimos o consumo de energia, aumentamos a capacidade de manobra, aumentamos a autonomia do ar, reduzimos o uso de eletrônicos, reduzimos o arrasto de envelope ... e várias outras melhorias . Portanto, a escolha do design do Blimp para o Blimp Solar Transatlântico foi clara - design do UniBlimp.

Poder e propulsão

Imediatamente após a escolha do design do Blimp, sem hesitação, filmes solares e motor de acionamento.

Em busca de células solares adequadas, chegamos à empresa suíça Flisom. Graças ao seu início, conseguimos localizar células solares com cerca de 110 W, 3000 x 430 mm e pesando apenas 500 g.

A próxima missão foi ainda mais complexa. Encontrar a combinação certa de motor, ESC e hélice provou ser bastante difícil. Entramos em contato com vários fabricantes: Alien Motors, Hacker, Pichler, Axis e T-engine. Descobriu-se que os motores T tinham a melhor combinação e também a vontade de determinar nosso valor de CV, conforme nos convém de graça.

Sistemas e Subsistemas

Para uma viagem tão longa (6000 km lembra?) O Solar Blimp deve conter todos os sistemas e subsistemas, bem como qualquer Blimp com tripulação.

O ballonet é um subsistema essencial que permite compensar diferenças em: temperatura, pressão e perda de gás de elevação. Para perder o mínimo possível no volume de sustentação do gás (hélio ou hidrogênio), determinamos que o balão deveria ter um quinto do volume total do Blimp. Também tivemos que desenvolver uma unidade de controle eletrônico apropriada que controlasse o grau de inflação do ballonet.

Outro subsistema importante é o carregamento inteligente da bateria. A conexão entre as células solares e as baterias deve ser segura e controlada. Tivemos que desenvolver vários cenários antes de trabalhar no circuito inteligente. Primeiro deve haver vários grupos de baterias. Determinamos que existem 3 grupos de baterias com 22 A cada, totalizando 66 A. O carregamento inteligente cobra um grupo, o outro está em uso e o terceiro está em reserva. O processo de carregamento segue um círculo, de modo que todos os grupos de baterias sejam igualmente descarregados e carregados. O cenário a seguir teve que levar especialmente em conta o vôo noturno. O vôo noturno é uma parte extremamente importante da viagem geral, precisamente porque o sol não está presente. Nossa intenção era que o Blimp não parasse de voar em direção à meta, mesmo durante a noite. Deixe-o em um modo reduzido, mas ainda voe. Resolvemos esse problema com células solares suficientes e uma distribuição inteligente de energia que permite energia direta ao motor e ao sistema Blimp a partir de células solares durante o dia. Dessa forma, a parte restante da energia obtida é usada para carregar as baterias. Como resultado, todos os três grupos de baterias são totalmente carregados para o vôo noturno. Na primeira luz da manhã, a energia é novamente fornecida diretamente ao motor e outros sistemas.

Esta foi uma breve visão geral de nosso trabalho introdutório sobre o dirigível solar transatlântico. A data da tentativa de atravessar o Atlântico é em dezembro de 2021. Esperamos ter tempo suficiente para projetar, construir e testar todos os sistemas e subsistemas nesse período. Se você tiver alguma dúvida ou sugestão, sinta-se à vontade para rczeppelin@protonmail.com