Fattibilità mezzo aereo perennemente in volo, comandato a distanza, con link dati

[sirisiri]

Vorrei costruire (o almeno sognare di costruire) un qualcosa con queste caratteristiche:

-possa volare per almeno un mese senza "soste a terra" di alcun genere
-possa essere comandato da terra
-possa essere comandato dall'altro lato della terra (es lo mando in australia lo seguo dall'italia)
-abbia un carico utile di un paio di chilogrammi

Inizialmente avevo pensato ad un quadrato del lato di un metro e mezzo stile elicottero e coperto di pannelli solari ad alta efficenza (35%). Una cosa del genere, dati alla mano in condizioni di luce eccellenti è effettivamente in grado di volare, ma dubito possa resistere alla notte e al sole in tramonto/alba, come nelle zone al di fuori dei due tropici. Idea scartata.

Ho pensato quindi ad una sorta di base in legno di balsa (con 2 eliche che garantiscono una spinta omnidirezionale, 1-2 metri quadrati di pannelli solari, batteria ed altre cose non indispensabili al volo) con collegato un pallone aereostatico di elio del volume di circa 5mc (il volume deve essere scelto con cura: vorrei che il sistema sia in equilibrio con l'ambiente esterno e che solo le eliche possano spostare verso l'alto o verso il basso l'aggeggio, non che il pallone spinga tutto perennemente verso l'alto, ad esempio)

Domande:

-in un pallone d'elio, ipoteticamente di materiale perfettamente elastico, la spinta varia con l'altitudine? O rimane costante? Intendo a 10km d'altezza la densità dell'aria è minore, il pallone si espande e la spinta di archimede rimane invariata giusto?

-pensate sia possibile per dei motori ad energia solare affrontare i venti d'alta quota? (picchi di 20m/s)?

-la rete 3g/edge dei cellulari fino a che altitudine è utilizzabile?

-ci sono sistemi radio che permettono di trasmettere da terra al gingillo a distanze considerevoli?


4 domande per ora son anche troppe =)

Grazie mille a tutto il forum!

[Charonte]

ma credi di poter far scorazzare questo coso nei cieli, pure dall'altra parte del mondo, e nessuno ti dica niente?

[sirisiri]

Originariamente inviato da Charonte

ma credi di poter far scorazzare questo coso nei cieli, pure dall'altra parte del mondo, e nessuno ti dica niente?

Ehm... che problemi ci sarebbero? Arrivano i caccia israeliani e me lo abbattono?


Comunque non è questo che vorrei discutere!

[!fazz]

arrivi tardi

http://en.wikipedia.org/wiki/Helios_Prototype

[Nik4sil]

Probabilmente è solo una mia sensazione, ma credo tu non abbia idea dei problemi tecnici ed economici che un tale progetto comporta

[sirisiri]

Originariamente inviato da !fazz

arrivi tardi

http://en.wikipedia.org/wiki/Helios_Prototype

http://upload.wikimedia.org/wikipedi...n_helios-2.jpg


Il mio scopo non è creare una tecnologia e venderla, è solo hobby
Comunque se hai il libretto di costruzione per materiali presenti ad un comune mortale di una roba simile ma di dimensioni ridotte mi cimento subito!
Grazie comunque

Originariamente inviato da Nik4sil

Probabilmente è solo una mia sensazione, ma credo tu non abbia idea dei problemi tecnici ed economici che un tale progetto comporta

Problemi economici per me non sussistono (è da quando ho 18 anni che sono titolare della mia società, i dindi non mi mancano per fortuna [e per ora]). Certo non per replicare i prototipi della NASA!
Problemi tecnici: sono consapevole che sia un progetto davvero molto complesso che richiede un enorme quantità di tempo e conoscenze. E' per questo che mi interessa. Adoro le cose complesse.

Giustamente si può dubitare delle mie capacità tecniche (ne dubito pure io) ma lo scopo sarebbe anche imparare Le mie skill in informatica ad esempio sono ottime, mentre so poco o niente di elettronica.
Poi si può sempre lasciare tutto a metà, non è che firmo un contratto con me stesso per portare il progetto a termine

Se a qualcuno interessa ho trovato una tesi di laurea interessantissima: http://www.sky-sailor.ethz.ch/docs/Thesis_Noth_2008.pdf

[pindol]

mi sfugge una cosa,

che utilità ha questo oggetto?

cmq quello della nasa è vero che è caduto, ma faceva proprio quello che dicevi tu...

Pindol

[killercode]

la soluzione si chiama dirigibile, ma è ben oltre la tua portata economica e tecnica (a meno che la tua società non produca aerei ovviamente )

[sirisiri]

E' un hobby. L'utilità di un hobby è praticamente fine a se stessa.
Un dirigibile è praticamente quello a cui avevo pensato, nella descrizione

[killercode]

Originariamente inviato da sirisiri

E' un hobby. L'utilità di un hobby è praticamente fine a se stessa.
Un dirigibile è praticamente quello a cui avevo pensato, nella descrizione

Si, ma un dirigibile vero intendo, che sollevi almeno 100 kg, tra carburante/batterie, motori ed elettronica siamo li come peso, quindi diciamo alla buona più di 100 metri cubi di pallone

[sirisiri]

Originariamente inviato da killercode

Si, ma un dirigibile vero intendo, che sollevi almeno 100 kg, tra carburante/batterie, motori ed elettronica siamo li come peso, quindi diciamo alla buona più di 100 metri cubi di pallone

Dici che non sia possibile fare qualcosa di piccolo, con pannelli solari e motori elettrici (100-200W di picco in tutto)?

[killercode]

Originariamente inviato da sirisiri

Dici che non sia possibile fare qualcosa di piccolo, con pannelli solari e motori elettrici (100-200W di picco in tutto)?

i pannelli solari comunque pesano, le batterie pesano, i pesi pesano (ovvio ).
100 watt sarà si e no come il motore di un frullatore e l'australia è piuttosto lontana

[sirisiri]

Originariamente inviato da killercode

i pannelli solari comunque pesano, le batterie pesano, i pesi pesano (ovvio ).
100 watt sarà si e no come il motore di un frullatore e l'australia è piuttosto lontana

I pesi vengono supportati dal pallone, del tempo che ci impiega a raggiungere una destinazione non mi interessa, mi interessa che la possa effettivamente raggiungere battendo i venti di quota =)
(non pensavo di utilizzare i pesi comunque)

Quindi la prima domanda penso debba essere: quanta potenza mi serve per battere questi venti considerando che l'attrito maggiore lo fornisce il pallone? (e che quindi la potenza è direttamente proporzionale alla dimensione del pallone)?

[jumpjack]

ma quando dici "volare" intendi che deve spostarsi dove gli pare, o restare fermo a volo fisso sempre sullo stesso posto, a mo' di satellite?
Perche' si tratterebbe di due questioni tecniche totalmente differenti!
Fondamentale poi anche la quota operativa richiesta: 10 metri? 100? 1000? 10.000?

Intanto suggerisco di iniziare a fare i calcoli sul volume che deve avere un aerostato per sostenere pannelli e batterie in grado di generare almeno 100 Wh, ipotizzando che elettronica e meccanica di bordo consumino al massimo 4A (ma è una cifra inventata: non so quanto dovrebbero essere potenti i motori).
Le batterie saranno di sicuro un enorme problema.
Le piu' leggere che conosco sono le LiFePo4: con 10 Kg puoi accumulare 5000 Wh.Quindi in teoria con 200 g avresti quei 100 Wh.

[sirisiri]

Originariamente inviato da jumpjack

ma quando dici "volare" intendi che deve spostarsi dove gli pare, o restare fermo a volo fisso sempre sullo stesso posto, a mo' di satellite?
Perche' si tratterebbe di due questioni tecniche totalmente differenti!
Fondamentale poi anche la quota operativa richiesta: 10 metri? 100? 1000? 10.000?
Dovrebbe fare entrambe, poter spostarsi da un punto ad un altro dove se ne resta

Dovrebbe fare entrambe, muoversi da un punto ad un altro e poter stazionare (e poter ritornare a terra in un punto definito).
Direi indicativamente mille metri, ma portarlo a 20000 dove le correnti d'aria sono prossime a zero non sarebbe male

Originariamente inviato da jumpjack

Intanto suggerisco di iniziare a fare i calcoli sul volume che deve avere un aerostato per sostenere pannelli e batterie in grado di generare almeno 100 Wh, ipotizzando che elettronica e meccanica di bordo consumino al massimo 4A (ma è una cifra inventata: non so quanto dovrebbero essere potenti i motori).
Le batterie saranno di sicuro un enorme problema.
Le piu' leggere che conosco sono le LiFePo4: con 10 Kg puoi accumulare 5000 Wh.Quindi in teoria con 200 g avresti quei 100 Wh.

100W indicativamente li ricavi da un metro quadro di pannelli fotovoltaici a basso rendimento considerando anche l'inclinazione del sole... io pensavo di utilizzare anche due-tre metri quadri a forma circolare
Interessanti le batterie citate

(appena faccio i conti rispondo)


Edit: wikipedia è sbagliata giusto? "wattora = Energia fornita dalla potenza di 1 kilowatt per un periodo di 1 ora"

[Nik4sil]

Originariamente inviato da jumpjack

ma quando dici "volare" intendi che deve spostarsi dove gli pare, o restare fermo a volo fisso sempre sullo stesso posto, a mo' di satellite?
Perche' si tratterebbe di due questioni tecniche totalmente differenti!
Fondamentale poi anche la quota operativa richiesta: 10 metri? 100? 1000? 10.000?

Io ho capito che dovrebbe svolazzare intorno alla terra, ad esempio arrivare in Australia.
Il tutto in volo praticamente perenne, con un apparecchio piccolo e comandato dall'Italia.
Per come la vedo io è assolutamente impossibile da realizzare (e men che meno con budget diversi da quelli "statali").


Edit (l'autore del thread ha risposto mentre scrivevo): vorresti arrivare a 20.000 metri con un pallone di elio e trasportarvi dei carichi?

[Quetzal]

Originariamente inviato da sirisiri

Ho pensato quindi ad una sorta di base in legno di balsa (con 2 eliche che garantiscono una spinta omnidirezionale, 1-2 metri quadrati di pannelli solari, batteria ed altre cose non indispensabili al volo) con collegato un pallone aereostatico di elio del volume di circa 5mc (il volume deve essere scelto con cura: vorrei che il sistema sia in equilibrio con l'ambiente esterno e che solo le eliche possano spostare verso l'alto o verso il basso l'aggeggio, non che il pallone spinga tutto perennemente verso l'alto, ad esempio)

Funzionerebbe solo nel salotto di casa, posto di aver chiuso la finestra e spento ventilatori e condizionatori vari. In aria calma, il peso della "base" abbassa il baricentro del sistema, ma, al primo buffo d' aria, la resistenza del pallone ribalterebbe tutto l' ambaradan.

Originariamente inviato da sirisiri

Domande:

-in un pallone d'elio, ipoteticamente di materiale perfettamente elastico, la spinta varia con l'altitudine? O rimane costante? Intendo a 10km d'altezza la densità dell'aria è minore, il pallone si espande e la spinta di archimede rimane invariata giusto?

Passo

Originariamente inviato da sirisiri

-pensate sia possibile per dei motori ad energia solare affrontare i venti d'alta quota? (picchi di 20m/s)?

Eh ?
Le correnti a getto superano i 400 km/h. E se vuoi arrivare in Australia, le devi attraversare per forza.

Originariamente inviato da sirisiri

-la rete 3g/edge dei cellulari fino a che altitudine è utilizzabile?

Non lo so, ma è irrilevante. Per motivi di temporizzazione, GSM e 3G possono comunicare al massimo a 35 km dalla BTS. Quindi, a prescindere dalla massima quota a cui è utilizzabile il sistema, hai il 100 % di probabilità di perdere la macchina durante la traversata dell' Adriatico o dell Egeo.

Originariamente inviato da sirisiri

-ci sono sistemi radio che permettono di trasmettere da terra al gingillo a distanze considerevoli?

Si, ma dubito che riuscirai a convincere l' USAF a venderti il sistema di pilotaggio remoto di un Predator.

Originariamente inviato da sirisiri

4 domande per ora son anche troppe =)

Te ne faccio una io: cominciare con una macchina volante che si accontenti di fare qualche centinaio di metri ?
Il progetto che hai in mente, forse, non è impossibile, ma è un GROSSO lavoro per un team di ingegneri aerospaziali.

EDIT: leggo ora che si parla di motori da 100 W. Ma un motore da 100 W è meno del rutto di una formica.
Primo link che ho trovato:
http://www.mymodelmarket.com/product...300_5350~.html
Succhia 370 W e fornisce "ben" 710 grammi di spinta.
Vero che è una ventola intubata, più adatta a modelli veloci, ma anche fosse un motore ad hoc per volo lento, non riuscirai ad a arrivare ad un solo kg di spinta a parità di consumo.

Originariamente inviato da sirisiri

Dovrebbe fare entrambe, muoversi da un punto ad un altro e poter stazionare (e poter ritornare a terra in un punto definito).
Direi indicativamente mille metri, ma portarlo a 20000 dove le correnti d'aria sono prossime a zero non sarebbe male


100W indicativamente li ricavi da un metro quadro di pannelli fotovoltaici a basso rendimento considerando anche l'inclinazione del sole... io pensavo di utilizzare anche due-tre metri quadri a forma circolare
Interessanti le batterie citate

(appena faccio i conti rispondo)


Edit: wikipedia è sbagliata giusto? "wattora = Energia fornita dalla potenza di 1 kilowatt per un periodo di 1 ora"

Vero, adesso e' corretto.

[jumpjack]

scusate, ma lui non ha detto che questo coso deve SPOSTARSI fino in australia, ma che deve essere CONTROLLABILE fino in australia, e credo fosse solo per fare un esempio.
Di quanto deve potersi spostare non l'ha ancora specificato.

La quota di 1000 metri preclude la possibilità di usare un pallone vincolato, quindi complica moltissimo le cose, perche' bisogna davvero dimensionare i DUE motori per resistere a venti che non so a quanto possano arrivare.

Comunque andare a quella quota immagino comporti complicazioni burocratiche oltre che scientifiche. Quelle scientifiche si superano coi soldi, quelle burocratiche... beh, in teoria i soldi non dovrebbero essere sufficienti..

Visto che mi sono sempre chiesto quanto costerebbe creare un "satellite geostazionario aereo" che cioe' sta nell'atmosfera invece che fuori, resto sintonizzato sul thread in ascolto , perche' altri contributi non so darne.

Quacuno sa quanto pesa al massimo al metro quadro un pannello solare SENZA STRUTTURA, cioe' solo lo strato che produce corrente?

edit:
ah, no, ha proprio detto "lo mando in australia, lo controllo dall'italia"!!!

[sirisiri]

Originariamente inviato da jumpjack

edit:
ah, no, ha proprio detto "lo mando in australia, lo controllo dall'italia"!!!

Hehe

Lo so che è utopia tranquillo