Contrôler l'atterrissage... d'un ballon sonde...

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Bonjour à tous !

Je me présente, je suis David,  directeur d'une agence de communication basée à Aix en Provence.

Nous avons depuis peu, lancé une nouvelle division à l'agence qui permet de prendre en vidéo dans la stratosphère des images de nos clients...
Notre service est visible sur notre site dédié ici
Nous réalisons cela sous accord de la DGAC.

Nous avons officiellement lancé et présenté notre vidéo le 20 Juillet, en hommage des 50 ans du premier pas de l'homme sur la Lune, en envoyant avec succès une maquette au 1/48eme du module lunaire. La vidéo est visible sur notre site dédié. 

Nous devrions pas tarder à repartir là haut plus souvent ;)

Si je suis ici, c'est que je cherche la meilleure solution, non pas pour monter si haut... mais pour contrôler notre atterrissage.
Notre dispositif dispose de plusieurs éléments que l'on appelle la chaîne de vol.. (ballon, parachute, réflecteur radar, nacelle).
Une fois 35 000 mètres atteints approx. notre ballon sonde éclate et nous revenons sous parachute.. au gré des vents une fois sortie de la stratosphère.
Heureusement nous disposons de prédictions très fiables et trackeurs GPS/GSM pour la récupération et nous approcher de la landing zone avant le touchdown..

Le problème qui peut arriver (pas encore, mais ca viendra), c'est un atterrissage dans un arbre très haut, une rivière, un bâtiment très haut, la route...
Et donc la récupération de la nacelle devient très contraignante.

Chose importante à savoir nous disposons d'un enregistreur de vol à l'intérieur de la nacelle qui enregistre la pression, température, position.. mais surtout l'altitude.
J'ai sur cet enregistreur un port UART, qui permettrait de communiquer avec un autre dispositif...et communiquer l'altitude.

Je ne suis pas expert en construction de drone.. mais voici mon idée, mes questions pour vous les experts :

1/ Nous devons, légalement rester sous parachute pour la re-descente. Mais rien nous empêche de la contrôler.
2/ J'imagine donc fixer sur ou sous la nacelle un système quadricoptère avec 4 moteurs avec des hélices inversées non pas pour générer une poussée... mais une inversion de poussée.
3/ Nous ne souhaitons pas voler, ou avoir une souplesse de guidance... mais juste permettre une orientation saine de la chute
4/ Notre carte de contrôleur de vol pourrait "mettre en route" le système de drone à une hauteur indiquée grâce au port UART (le vol aller/retour peut durer 3H)
5/ Un retour image serait nécessaire en FPV si possible. Avec déport de la caméra sous la nacelle (a étudier).
6/ Quelle pourrait être la distance maximum du retour image/controle ? même avec du bon matos ? Guidage à la télécommande ?
7/ A réception de l'image nous pouvons commencer un petit guidage sous parachute (inversion de poussée) pour plaquer la nacelle vers le sol vers une zone adéquate
8/ Nous devons au maximum limiter le poids afin de rester dans une proportion et capacité d’hélium satisfaisante pour notre ballon. Il faut donc que le système soit light...

 

Voilà mon idée... J'espère que je suis pas trop à côté de la plaque ;) 
Je reste ouvert à toutes idées, suggestions et conseils.

Merci d'avance à tous !

David

[DronemyRide]

Quelques questions à vous poser

Poids de votre engin?

Durée du vol?

Altitude à laquelle vous compter prendre le contrôle?

Possibilité d'alimenter le quad via votre engin? Il faudra l'alimenter dès le lâcher de votre ballon. Les accus lipos que nous utilisons perdent en autonomie à basse température, je suppose que vu l'altitude où vous montez l'air doit y être froid, pour compenser ce manque d'autonomie il vous faudrait de gros accus qui alourdiront votre engin, prévoir un plus gros ballon?

 

À brûle pourpoint, le challenge s'annonce difficile...

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Pour l'altitude.. si nous avons 10 minutes d'autonomie, je dirai 3000 mètres pour la prise de controle des moteurs. 
A raison d'une chute sous parachute de 5m/secondes.
Si nous pouvons avoir un retour vidéo un peu plus haut ce n'est que mieux par contre. (pas en permanence au besoin.. mais pour un check visuel..)

Pour les batteries vous avez raison. Nous pouvons atteindre du -62°.
Mais le dispositif est à l'intérieur de la nacelle. Et avec nos capteurs nous pouvons tomber à du -10° à l'intérieur.
Nos systèmes fonctionnent déja. Mais effectivement il faut prendre en compte ce problème.
Durée de vol 3h approx. mais toujours au températures externes.
Il faut prévoir une lipo pour le drone. par contre l'allumer pourquoi pas, mais il ne faut pas "tirer" dessus pour économiser la batterie et pouvoir l'utiliser uniquement au retour des 3000 mètres...

Le poids total en charge à ne pas dépasser est de 1,6 Kg. Pour le ballon actuel... Mais nous pourrions envisager un ballon plus gros et plus d'helium..(plus cher)
Ma nacelle a un poids qui varie en fonction des objets à prendre en photo.
Je peux faire le sacrifice d'embarquer une gopro de moins et un objet de moins si le système de drone peut fonctionner..

[DronemyRide]

L'ennui ce sont les températures extrêmes où vous comptez l'emmener. Il vous faudra au maximum isoler les composants du froid, pas sûr que le matériel que nous utilisons puisse le supporter aussi longtemps. Avez-vous soumis votre projet chez Dji ou Parrot, ils auront peut-être une solution professionnelle à vous proposer?

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Merci pour votre réponse.

Non je ne l'ai pas fais. Ils sont un service pro adéquat pour ce type de problématique ?

Hormis le problème des batteries.
Pensez-vous envisageable l'idée de propulsion inversée et le guidage à un telle distance ?

[Glloq]

Il existe des paramoteurs RC, pourquoi ne pas explorer cette solution?  https://www.opale-paramodels.com/fr/

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Pu*** ! Extra !

Au début nous pensions a guider le parachute avec les suspentes.. Mais j'avais peur de devoir mobiliser pas mal de ressources temps pour parvenir à coder une carte arduino ou équivalente etc...

Bref. Je vais tenter de regarder ceci de plus proche !

Merci beaucoup ! Glloq une expérience de votre côté en parachutiste RC ?

[Glloq]

Non, aucune. 

Bonne chance.