Živý stream z balonu na web

Po konzultaci s inženýry z z Fakulty elektromagnetického pole ČVUT máme potvrzenou možnost zajistit živý stream videa z kamery v dropionu na webovou stránku partnerského média.

pohled.jpg

Jednalo by se o skutečně husarský kousek. Nosnost balonu je totiž pouhé tři kilogramy a „přibalit“ ještě anténu, která dokáže spolehlivě odesílat datový tok pro video na vzdálenost desítek kilometrů – to je úkol pro experty. Takové se nám však podařilo najít.

Balon.jpg

Jak poletí?

Toto je první verze průběhu letu balonu při našem experimentu Stratocaching. Balon musí mít systém pro ukončení letu, který zajistí, že ani gondola, ani stratocache nenaruší letový prostor jiného státu. Vypuštění GPS modulů lze zajistit pomocí serva buď automaticky při prasknutí balonu ve výši kolem 30.000 m, automaticky při překročení zadaných souřadnic (nebezpečí opuštění území ČR), nebo manuálním pokynem na dálku pomocí rádia. Manuální pokyn je samozřejmě menší legrace, neb živly přírody jsou součástí hry.

Screen-Shot-2013-06-05-at-180755.png

Technologie v gondole

Máme již rámcové schéma hardwarového řešení našeho projektu. Na základních systémech se již aktivně pracuje. Po konstrukci jádra bude následovat připojování jednotlivých periferií.

dropion-Hardware.png

Dropion

Gondola stratosferického balónu, která ponese GPS moduly, dostala jméno dropion. Název vznikl kombinací slov „drop“ a „onion“ – čili inspirace přírodou je opět zjevná.

Koncept nového modulu 2.0 prošel zásadními změnami, takže nyní stratokešky tvoří celý spodní díl modulu a nepotřebují být kryty další vrstvou materiálu. Změnil se rovněž vypouštěcí mechanismus, rovněž jsme zavrhli variantu, kdy se dropion při pádu otočí horní částí dolů.

Dropion 2.0

Screen-Shot-2012-10-14-at-215222.png

Screen-Shot-2012-10-14-at-215443.png

Screen-Shot-2012-10-14-at-215500.png

Screen-Shot-2012-10-14-at-220244.png

Dropion 2.0
Dropion 2.0

Stratokešky

Vývoj létajících semínek si žije trochu svým vlastním životem. Po návštěvě občerstvovny na biologické fakultě a prostudování materiálů, které z toho vzešly, jsem se pustil do prvních „prototypů“. Nelétalo z toho nic. Respektive nic, co by stálo za řeč.
IMG-1783.jpg

1 – Papírové modely dle návodu pro děti ze stránek NASA.

IMG-17781.jpg

2 – Můj původní koncept, kde jsem chtěl tvarovat list prostorovým řezem hmotou těžiště: nefunkční.

Na správnou cestu mě navedl až článek Jonathana Millse z Indiany. Ten se docela podrobně zabývá problematikou. Po sérii pokusů se začalo dařit.

IMG-1784.jpg

3 – Původní origami model dle Johnatana Millse.

Pak už to bylo jednoduché – podařilo se mi na dílně nakreslit a vyřezat celou sadu semínek, která všechna létala. Největší měřilo cca 390mm a vážilo přes 100g. Jako protivariantu, která by létat neměla, jsem zkonstruoval dva tvary z truhlářského „chipsu“, který se používá na spojování desek – kupodivu seménko létalo také, i přes úplně opačný tvar listu.

IMG-1763.jpg

4 – Funkční překližkovo – kartonové modely různých velikostí

IMG-1766.jpg

5 – semínka z truhlářského chipsu

Následovat bude nějaké 3d modelování a další prototypy.

Biomimetika: Stratocache jako javorová semínka

Řešení kontejneru, výpustného zařízení a samotných létajících kešek představovalo pro designera Petra několik výzev. Zdálo se, že určitou inspirací by mohla být biomimetika, neboli “obor vědy (zvláště biologie), který zkoumá zajímavá konstrukční řešení v přírodě u živých organismů a snaží se je napodobit” (Wikipedia). Za tím účelem jsme se počátkem září v pražské hospůdce nedaleko přírodovědecké fakulty UK setkali s biologem Karlem Kleisnerem. S jeho přispěním se nám dostal do ruky dokument o různých typech letu semen. Jaký model budou napodobovat zhruba padesátigramové stratokešky, které mají letět z výšky třiceti kilometrů tak, aby se “přiměřeně” rozptýlily? Rozhodli jsme se pro model javorové nažky a rotaci kolem jedné osy.

semena-03.jpg

Fig.I Typické příklady semínek. (a) přímé klesání, (b) klouzavý let, (c) klouzavý let do spirály, (d) houpavé klesání, (e) rotace okolo osy, (f) rotace okolo dvou os – Zdroj: Various flying modes of wind-dispersal seeds  – Shizuka Minamia, Akira Azumab

Spolupracujeme s VZLÚ

Abychom vytvořili ideální design stratokešek, oslovili jsme přední specialisty v oboru aerodynamiky z Výzkumného a zkušebního leteckého ústavu, kteří nám ochotně vyšli vstříc. Základní koncept „javorového semínka“ jsme s jejich konzultací mohli rozvinout správným směrem. Spolupráce s VZLÚ v budoucnu umožní také test prototypu ve standardizovaných podmínkách a odpovídající výpočty na základě záběrů padající kešky pořízených vysokorychlostní kamerou.

Stratokešky musejí odpovídat jasně definovaným bezpečnostním předpisům, které stanovuje Úřad pro civilní letectví. Například hodnota dopadové energie čehokoli, co padá na zem, nesmí překročit 33,9 J, což musí být doloženo výpočtem. Kešky tak nemohou nikomu ublížit, ani kdyby dopadly na hlavu chodce nebo přední sklo rychle jedoucího automobilu. Z toho důvodu vyvíjíme moduly s pokročilým materiálem Tyvec s váhou do 50g.

Další otázkou je rozptyl „semének“. Ačkoli ten bude hlavně ovlivněn počasím a tudíž je to spíše otázka pro meteorology, testy s pomocí aerodynamiků nám poskytnou přesnější odhad.

Screen-Shot-2013-06-05-at-115437.png

VIDEO: Stratocache Simetrix 6

Po řadě pokusů je na světě funkční prototyp semínka. Prozkoumali jsme princip autorotace a přicházíme s jednoduchým a funkčním řešením. Konstrukci finálního tvaru tvoří polypropylenový plášť, karbonová vzpruha a lůžko GPS trackeru tištěné na 3D tiskárně. Před optimalizací tvaru máme skvělé parametry: Paylod (gps tracker) – 55g

Váha křídla – 24g
Volný pád max cca 10m
Klesání cca 2.4 m/s

No4 volnypad 19m from petrbakos on Vimeo.

 

photo-3.JPG