Stabilizzare un payload stratosferico

Vedendo i video spettacolari registrati da Stratospera, mi sono chiesto se è possibile stabilizzare il carico per riuscire ad ottenere video meno caotici.
Alcuni accorgimenti potrebbero aiutare a migliorare la situazione.
Alcune considerazioni.

Nella scatola protettiva in polistirolo fare in modo che il baricentro sia più basso possibile e bilanciato.
La forma cubica è semplice da realizzare ma probabilmente il vento la mette in rotazione più facilmente ed in moto caotico.
E’ vero che così avremo più inquadrature disponibili e con diverso orientamento ma a scapito dei video.

Una forma sferica con baricentro basso probabilmente avrebbe lo stesso effetto ma meno caotico.

E’ un caso che le navicelle di alcuni palloni stratosferici siano sferiche o cilindriche?

Probabilmente l’attorcigliamento dei fili tra pallone, paracadute e carico è dovuto alla loro diversa forma aerodinamica.

Non credo che il vento in quota sia così caotico e forse una forma aerodinamica potrebbe aiutare la stabilizzazione. Una forma a dirigibile?

Io vorrei provare a fare un doppio pendolo, con la fotocamera al centro.
Alberto suggeriva di spezzare il payload in due parti.

Il doppio pendolo smorzerebbe le oscillazioni mantenendo l’orientamento parallelo all’orizzonte?
Sarebbe un bel risultato!
Spezzarlo in due parti… telecamera sopra_ filo _ carico utile come stabilizzatore?
Potrebbe funzionare anche questo.

Il timore è che ogni cosa si faccia si finisca per aumentare il peso con in più il rischio di ingarbugliare i fili.
Test nella galleria del vento? :wink:

Rimane la rotazione…

Se dico cavolate non ridete, ma un semplice moschettone “girevole” come quelli nelle foto allegate, a collegare il pallone al payload, non renderebbe disaccoppiati i due elementi, consentendo differenti ratei di rotazione?


moschettone2.jpg

moschettone1.jpg

Forse… non vorrei che in questo modo il payload possa cominciare a girare come un frullino… la forza che lo fa ruotare è applicata sul payload stesso e il pallone in un certo qual senso lo stabilizza… con un giunto che disaccoppia i due moti credo che sotto si metta a ruotare a trottola e sopra rimanga fisso… ed è esattamente il contrario di quello che vogliamo…
Piuttosto, se legassimo su un lato della gondola un piccolissimo paracadute con un piccolo cordino che lo stabilizzi? Credo possa bastare dalle dimensioni di un fazzoletto, in questo modo anche con poco vento relativo rimarrebbe stabilizzato e a questo punto forse converrebbe mettere anche un giunto come quello ipotizzato da marco.

Albyz, giustissimo.
Ma se il piccolo paracadute facesse invece da vela?

Se lavorassimo a ridurre l’attrito del payload con l’aria, tentando di minimizzare l’impatto dei venti sul contenitore?
Potremmo pensare di creare un “panino” di polistirolo partendo ad esempio da una sfera di polistirolo, e non creando un contenitore termico di forma cubica come quello di STSp-1? In commercio se ne trovano anche di molto grandi…
http://www.tecno-box.com/oggetti.htm

E’ piccolo, tutto l’ambaradan ha comunque una certa inerzia e considera il fatto che i venti possono essere molto forti ma il vento relativo che “sente” il payload e il pallone è comunque basso (raffiche escluse), il tutto si trova “nel vento” per cui si sfrutterebbero le piccole variazioni per stabilizzarlo ma non varierebbe gli effetti perchè il tutto è già immerso nel vento ed è già alla “sua velocità”… non so se riesco a spiegarmi…

Mettendo un payload più o meno affusolato o circolare non credo possa servire a molto (sto andando solo ad intuito…), tecnicamente il fuoco aerodinamico e il baricentro continuerebbero praticamente a coesistere su un unico asse… ed è proprio l’asse della rotazione che non vogliamo…

Forse dico una cavolata, ma se io volessi stabilizzare una cosa massimizzerei l’attrito con l’aria, invece di minimizzarlo. Se sagomate la forma in un certo modo, e mettete il fuoco aerodinamico fuori dall’asse di rotazione, fate sì che sia proprio il vento a stabilizzarvi.
Ovviamente questo discorso vale se il vento è più o meno costante in una direzione. Se poi in quota sono tutti vortici allora no…

…il doppio pendolo è l’esempio “principe” di un sistema caotico e difficilmente predicibile (le equazioni che governano il movimento sono risolvibili solo numericamente).

Forse ho detto una cavolata :slight_smile:

http://www.myphysicslab.com/dbl_pendulum.html

Ok mi ha convinto che ho detto una cavolata (trascinate una delle masse fino a formare un angolo “importante” e godetevi il casino che succede.

I dati di volo raccolti ci parlano di velocità di salita di 4,5m/s e discesa di 5m/s, che forse sono l’unica forza (vento virtuale, se capite cosa intendo) sicuramente costante e misurata durante il volo.

Dò per scontato che nel suo tragitto il pallone abbia incontrato invece diverse raffiche, per cui mi viene d’istinto (e non escludo affatto di commettere errori dovuti alla mia impreparazione in campo aerodinamico, che magari mi fanno escludere erroneamente situazioni controintuitive) pensare ad una sagoma del payload che offra la minor resistenza possibile alle raffiche, e a un moschettone girevole che disperda eventuali torsioni ricevute dal pallone o dal paracadute.
Ecco perchè credo che una sfera offra comunque meno superficie d’attrito a forti raffiche di vento.
Ri-mumble…

…con il sistema Picavet
http://www.beyond62.com/
http://en.wikipedia.org/wiki/Kite_aerial_photography#Picavet_suspension

Esattamente, per questo intendevo utilizzare un piccolo paracadute-fazzoletto su un lato.

Il problema è che solo il moschettone permette al payload di essere libero dal pallone, ma è proprio il payload a ricevere il grosso dello sforzo che lo fa ruotare e il risultato sarebbe di averlo in perenne rotazione libera. Serve un modo per orientarlo stabilmente rispetto a qualche cosa e l’unica cosa che può essere costante, almeno per qualche secondo, è il vento relativo e l’idea di un piccolo paracadute stabilizzatore mi è sembrata la soluzione più semplice. Sagomare il payload seconto me è poco percorribile perchè è difficile trovare una forma che sia “autoorientante” in un’unica direzione e perchè comunque il braccio di applicazione della forza che vogliamo utilizzare per la stabilizzazione (il fuoco aerodinamico) sarebbe comunque piuttosto vicino al baricentro.

Albyz, consiglierei, insieme all’utilizzo del moschettone rotante, un payload sagomato a “goccia” orizzontale, con una piccola pinna che faccia da deriva nella zona posteriore (stile mercury), in modo da offrire sempre lo stesso lato al vento.
In caso di forti raffiche la direzione viene cambiata brutalmente, ma dovrebbe scongiurare rotazioni vorticose et similia…

Ciao,
mi permetto di intervenire e appoggiare la soluzione qui sotto.

Prima di leggere tutto, stavo dicendo: “e gli altri come hanno fatto?” in puro stile sovietico… Non si tratta di copiare, ma di utilizzare tecniche già in uso.

MY2EC!

SAluti
JS

Senza assolutamente nulla togliere al sistema Picavet, che mi pare egregio, cercherei prima di indagare le soluzioni più semplici.

Ad esempio, proprio nel sito che (grazie) Saimoncis ha segnalato, nei commenti un utente faceva notare come buona parte del rollio del payload sia indotto dal vortice indotto dal pallone stesso, che salendo si lascia dietro un’area di bassa pressione.
Una prima misura di mitigazione del rollio, che nulla aggiunge alla complessità del sistema, potrebbe quindi essere l’allungamento del cavo di collegamento pallone-payload.
Questa misura, combinata con un moschettone rotante e con una forma aerodinamica del contenitore del payload (o con una superficie di controllo, come un mini paracadute o un alettone) potrebbero risolvere almeno in parte o mitigare il problema.

Uhm… se servisse un cuscinetto… parliamone…

Datemi il range di temperatura ed i carichi massimi che credo ovviamente siano ridicoli, le sfere in ceramica sono molto leggere, gli anelli in ceramica invece costano davvero troppo per qualche grammo risparmiato, al posto del grasso che ha problemi di temperatura si potrebbe usare un trattamento di teflonatura sulle piste, cosi si manda su a secco e senza schermi… sempre che non ci siano pericoli di formazione di ghiaccio…

ciao

Raffaele

In molte foto della discesa di STSp-1 i brandelli del pallone ancora collegato occupano buona parte del campo di ripresa. Un oggetto sospeso sotto il payload non sarebbe quasi sempre in vista?

Paolo Amoroso

Metto il disegnino che ho fatto. Il campo di vista della camera sarebbe opposto al lato in cui è agganciato.
Ovvio che il sistema non trasforma il payload in una steadycam ma durante le raffiche si dovrebbe stabilizzare.


Immagine.JPG

non è stato editata la mia risposta…

e due piccole derive sagomate o in polistirolo o in balsa così da non avere troppo peso? Messe in due angoli?