Трансатлантический солнечный дирижабль

6000 км от ЮАР до Бразилии

Весной 2020 года Эйнар Гилберг связался с нашей компанией Aero Drum Ltd. Чтобы увеличить иронию как раз во время пандемии вируса короны. Но после первого недоверия я начал понимать, что призыв был серьезным и заслуживал моего полного внимания.

О чем это было? Г-н Эйнар Гилберг wsar.info организует подготовку гонки через Атлантику от Южной Африки, Спрингбока до Бразилии, Натала. Все вместе невероятные 6000 км! Идея состоит в том (что заслуживает высокой оценки), что первая попытка пересечь Атлантику с помощью Solar RC Blimp вдохновит университеты и всех остальных на участие в гонке, которую планируется открыть для участников с 2022 года.

В первой попытке, запланированной на декабрь 2021 года, участвуют университеты Квазулу-Натал и Витватерсранд из Южной Африки, NOAMAY из Бразилии, г-н Эйнар Гилберг wsar.info в качестве организатора и создателя идеи, а также наша компания Aero Drum Ltd. ,

Мы отвечаем за проектирование и строительство Solar Blimp. Как идея очень просто и понятно. Как достижение почти «фильм ужасов» с точки зрения сложности. После первого легкого шока мы начали сортировать впечатления и подходить к каждой системе и подсистеме в отдельности.

Блимп основной дизайн

Первый и самый важный вопрос: какой дизайн Blimp выбрать?

Было совершенно ясно, что нам нужен дизайн Blimp, созданный для скорости, но при этом достаточно прочный, чтобы противостоять неустанным условиям над Атлантикой. К счастью, мы несколько лет работали над новым дизайном дирижабля. Причина была в том, что мы постоянно получали запросы клиентов на использование Blimp для видеонаблюдения.

Еще в 2015 году мы работали над T-Blimp. Наша идея состояла в том, чтобы полностью изменить классический дизайн Blimps в том смысле, чтобы максимально использовать пропускную способность гелия и минимизировать использование энергии для полета. Мы выполнили несколько тестов и были поражены этим эффектом.

Единственной проблемой, которую мы определили, была прочность центральной трубы. Хотя он был сделан из двух слоев углерода, он все еще был слишком гибким, что вызвало сдвиг от горизонтальной оси. В результате сжатый воздух выходил не по прямой линии, а под углом. В результате он стал неуправляемым. Но поскольку все остальные факторы нас приятно удивили, мы ждем, когда графен станет доступным для более широкой аудитории.

Но ни один тест не останется без хороших результатов или хотя бы намеков на хорошие. Одна из основных данных, которые мы получили в ходе теста с T-Blimp, заключается в том, что аэродинамическое сопротивление Blimp чрезвычайно снижается, если в самом начале (нос дикого колеса) создание сопротивления уменьшается или его избегают. Примерно в это же время HSR, Рапперсвиль, Швейцария, попросил нас поработать над проектом Solar Blimp. С результатами теста T-Blimp и этим требованием, которое имело серьезный вес солнечных элементов, родилась Uniblimp design.

Название UniBlimp происходит от того факта, что мы установили только один главный приводной двигатель на Blimp. Мы поместили его именно там, где тест T-Blimp показал, где наибольшее сопротивление - на носу. Поместив двигатель в самом начале Blimp, мы получили ряд улучшений: мы уменьшили общее аэродинамическое сопротивление, уменьшили потребление энергии, увеличили маневренность, увеличили автономность воздуха, сократили использование электроники, уменьшили сопротивление огибающей ... и несколько других улучшений , Таким образом, выбор дизайна Blimp для Trans-Atlantic Solar Blimp был очевиден - дизайн UniBlimp.

Сила и движение

Сразу после выбора дизайна Blimp и без каких-либо колебаний солнечные пленки и приводной двигатель.

В поисках подходящих солнечных батарей мы пришли в швейцарскую компанию Flisom. Благодаря их запуску мы смогли обнаружить солнечные элементы размером около 110 Вт, 3000 x 430 мм и весом всего 500 г.

Следующий квест был еще более сложным. Найти правильную комбинацию двигателя, ESC и пропеллера оказалось довольно сложно. Мы связались с несколькими производителями: Alien Motors, Hacker, Pichler, Axis и T-engine. Оказалось, что у Т-моторов была лучшая комбинация, а также желание определить наше резюме, так как оно нам подходит бесплатно.

Системы и Подсистемы

Для такого длинного путешествия (6000 км, помните?) Солнечный блимп должен содержать все системы и подсистемы, а также любой блимп с экипажем.

Баллонет является ключевой подсистемой, которая позволяет компенсировать разницу в: температуре, давлении и потерях подъемного газа. Для того, чтобы как можно меньше потерять в подъемном объеме газа (гелия или водорода), мы определили, что шар должен иметь одну пятую от общего объема дирижабля. Нам также пришлось разработать соответствующий электронный блок управления, который бы контролировал степень накачивания баллонета.

Еще одной важной подсистемой является интеллектуальная зарядка аккумулятора. Соединение между солнечными элементами и батареями должно быть безопасным и контролируемым. Нам пришлось разработать несколько сценариев, прежде чем работать над интеллектуальной схемой. Сначала должно быть несколько групп батарей. Мы определили, что есть 3 группы батарей по 22 А каждая, что в сумме составляет 66 А. Интеллектуальная зарядка заряжает одну группу, другая используется, а третья находится в резерве. Процесс зарядки идет по кругу, так что все группы батарей разряжаются и заряжаются одинаково. Следующий сценарий должен был особенно учитывать ночной полет. Ночной полет - чрезвычайно важная часть всей поездки именно потому, что солнца нет. Мы собирались, чтобы Блимп не переставал лететь к цели даже ночью. Пусть будет в сокращенном режиме, но все равно летать. Мы решили эту проблему с помощью достаточного количества солнечных элементов и интеллектуального распределения мощности, которое позволяет напрямую подавать питание на двигатель и систему Blimp от солнечных элементов в течение дня. Таким образом, оставшаяся часть полученной энергии используется для зарядки аккумуляторов. В результате мы получаем все три группы батарей, полностью заряженные для ночного полета. При первом утреннем свете энергия снова передается непосредственно двигателю и другим системам.

Это был краткий обзор нашей вводной работы по Трансатлантическому солнечному дирижаблю. Дата попытки пересечь Атлантику - где-то в декабре 2021 года. Мы надеемся, что у нас будет достаточно времени, чтобы спроектировать, построить и протестировать все системы и подсистемы за это время. Если у вас есть какие-либо вопросы или предложения, не стесняйтесьrczeppelin@protonmail.com