• analisi parametrica
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La presente tesi prende spunto da precedenti attività di ricerca, svolte presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale (DICI) dell’Università di Pisa, che hanno riguardato lo studio di un drone, cioè di un velivolo privo di equipaggio a bordo, ad energia solare. In questo lavoro si mostra l’analisi preliminare di un drone capace di effettuare un pattugliamento marittimo continuativo nel Mar Mediterraneo.
Nel Primo Capitolo sono illustrate, oltre lo scopo della tesi, le ragioni dell’incremento d’interesse nei confronti dei velivoli solari, con cenni storici riguardo lo sviluppo di quest’ultimi.
Nel Secondo Capitolo si mostra una panoramica dei velivoli solari e dei progetti attualmente presenti al mondo.
Nel Terzo Capitolo vengono presentate le attività di ricerca condotte in passato presso l’Università di Pisa sul velivolo solare biplano “PrP-Solar”, ponendo una particolare attenzione ai benefici generati da questo tipo di configurazione.
Nel Quarto Capitolo viene illustrata la situazione giuridica europea per quanto riguarda il pattugliamento del Mediterraneo, in particolar modo del Canale di Sicilia, mostrando le distinzioni tra “Mare Nostrum” e “Triton”; si pone una particolare attenzione alle rotte marittime dei migranti verso l’Italia. Inoltre sono analizzati i droni, operativi a quote elevate, tipicamente impiegati in operazioni di sorveglianza, ricognizione e intelligence (IRS) all’interno del Canale di Sicilia.
Nel Quinto Capitolo si evidenziano tutte le tipologie di payload presenti a bordo degli aerei a pilotaggio remoto mostrati nel Capitolo 4, fornendone una descrizione.
Nel Sesto Capitolo viene definita la missione di pattugliamento marittimo continuativo nei dettagli, fissando l’area operativa, il profilo di missione e le caratteristiche del payload che il drone può imbarcare.
Nel Settimo Capitolo sono illustrati tutti i modelli matematici utilizzati per quanto riguarda il bilancio energetico del velivolo solare, la potenza solare immagazzinata dalle celle solari e la potenza necessaria al velivolo sia durante il volo livellato, sia durante la salita.
Nell’Ottavo Capitolo si effettua la scelta dei componenti che costituiscono il drone solare, ovvero le celle solari, gli accumulatori di energia, i motori elettrici e le eliche. Tale scelta viene effettuata analizzando accuratamente le differenti tipologie di prodotti disponibili in commercio, permettendo di utilizzare i componenti più adatti alla missione di interesse.
Nel Nono Capitolo, dopo aver definito la geometria della configurazione attraverso la scelta di alcuni parametri, si mostra un’analisi parametrica, andando a valutare gli effetti sul bilancio energetico delle diverse tipologie di configurazioni del velivolo; tale analisi viene effettuata sia per la fase di crociera che per quella di salita.
Infine, nel Decimo Capitolo si procede alla discussione dei risultati ottenuti, andando a valutare la bontà delle configurazioni ritenute interessanti per questo tipo di missione di pattugliamento.