01
Volo autonomo
Completamente autonomo, grazie a un autopilota avanzato.
CUPID · dal 2024
Un drone con celle
solari nell’ala
Un progetto di ricerca sviluppato insieme al team LiftUP. L’obiettivo: restare in volo per molte ore senza ricariche esterne.
CUPID, Composite Unmanned Photovoltaic Innovative Drone, è un progetto studentesco dell’Università di Padova: un drone in materiali compositi con pannelli fotovoltaici integrati nella struttura, per allungare di molto il volo rispetto ai droni elettrici tradizionali.
Non nasce per una gara. È una piattaforma sperimentale modulare, su cui provare materiali, configurazioni energetiche, tecniche per integrare le celle solari e sistemi di gestione dell’energia.
In futuro questa base potrà servire al monitoraggio ambientale, alla protezione civile, alla rilevazione degli incendi con sensori a infrarossi e, in generale, a qualsiasi missione che chieda un aereo leggero, autonomo e capace di volare a lungo.
Obiettivo del primo prototipo
Sei ore in volo con una batteria da un’ora
Il primo prototipo serve a studiare come si comportano le celle solari in volo. La priorità non è l’aerodinamica perfetta, ma una struttura solida su cui montarle e fare le misure.
Come funziona
Il sistema
energetico
Dalle celle solari, attraverso l’MPPT, al motore e alla batteria.
Luce
Sole
L’energia arriva dal sole: la resa cambia con le nuvole e con l’inclinazione dell’ala.
Nell’ala
Celle solari
Celle SunPower integrate nell’ala: stimiamo di partire con circa 40.
MPPT
Genasun GV-5
Il modello previsto: estrae sempre la massima potenza dalle celle, con qualsiasi luce e inclinazione.
Uscita
Motore e batteria
L’energia fa girare l’elica, quella in più carica la batteria.
Il concept di CUPID: le celle solari corrono lungo tutta l’ala.
Obiettivo finale
Un drone autonomo
e autosufficiente
02
Energia propria
Celle solari ad alta efficienza, integrate nell’ala, producono energia durante il volo.
03
Missioni lunghe
Molte volte l’autonomia di un normale drone elettrico.
04
Sensori intercambiabili
Diversi tipi di sensori a bordo: una piattaforma modulare per applicazioni future.
Un aereo che resta in volo per molte ore diventa una base su cui montare qualsiasi carico utile: sensori a infrarossi per il monitoraggio degli incendi boschivi, telecamere per il rilevamento ambientale, LiDAR, strumenti di ricerca. CUPID nasce come dimostratore tecnologico: serve a provare soluzioni nuove per l’energia, l’aerodinamica e il controllo del volo.
Sfide tecniche
Cinque scelte
di progetto
Ogni scelta tecnica influenza le altre: il sistema va progettato come un equilibrio tra peso, efficienza energetica, aerodinamica e affidabilità.
Quante celle solari
Più celle producono più energia, ma pesano e frenano; e più peso chiede più energia per restare in volo. Bisogna trovare il punto in cui l’energia prodotta supera quella che serve a portare il peso in più: un intreccio da risolvere con modelli, simulazioni e test.
Motore ed elica
Il motore deve garantire il volo con il minor consumo possibile, essere leggero, lavorare bene con l’elica e adattarsi alle tensioni di pannelli e batteria. Diametro, passo e materiale dell’elica decidono l’efficienza: serve un’elica ottimizzata per pochi giri e massimo rendimento.
Il regolatore MPPT
Un MPPT (Maximum Power Point Tracker) estrae sempre la massima potenza disponibile, qualunque sia l’inclinazione del drone, la presenza di nuvole o la temperatura delle celle. Il candidato è il Genasun GV-5, compatto ed efficiente per sistemi a bassa tensione: la scelta finale dipende da quante celle useremo e da come le collegheremo.
Peso e struttura
I primi prototipi avranno anima in polistirolo e pelle in fibra di vetro: leggeri, rigidi quanto basta e facili da modificare. Poi valuteremo il carbonio. Il materiale decide dove vanno le celle, come si distribuiscono i pesi, quanto regge l’ala e quanto spazio resta per elettronica e sensori.
Sensori e carico utile
Il primo carico utile previsto è una telecamera a infrarossi, facile da integrare e poco costosa. Ogni sensore aggiunge consumi, peso, un baricentro da bilanciare, interferenze elettromagnetiche e resistenza: per questo la struttura va progettata fin dall’inizio per accogliere sensori nuovi senza riprogettare tutto.
Il programma
Le tappe
del progetto
Il primo passo previsto è provare le celle solari su Zephira, un drone già collaudato della nostra flotta, per avere subito dati reali. Poi modello digitale, prototipo, primo volo e miglioramento continuo.
2024
Nasce il progetto
CUPID parte come piattaforma di ricerca interna a LiftUP, per studiare l’autonomia dei droni elettrici con pannelli solari integrati. Arrivano le prime idee.
2025
Studio preliminare e primi acquisti
Analisi delle superfici alari e delle configurazioni solari, primo modello CAD con geometrie, volumi interni e posizione dei componenti. Si comprano i primi componenti elettronici per i test.
Inverno 2026/27
Fase Zephira
In programma le prime celle solari sull’ala di Zephira, uno dei droni già operativi della flotta: test in volo dell’MPPT con sole e vibrazioni reali, per misurare l’energia prodotta e l’impatto aerodinamico.
Dopo la fase Zephira
Progetto guidato dai dati
Dai dati di Zephira il modello 3D definitivo di CUPID: il giusto equilibrio tra un’ala ampia, che ospita le celle, e l’efficienza dell’aereo. Poi la scelta di avionica, motori e del primo carico, con la telecamera a infrarossi.
2027 · 1° trimestre
Costruzione del prototipo
Il primo velivolo CUPID: anima in polistirolo e pelle in fibra di vetro. A bordo pannelli solari, MPPT, BMS, batteria, controllore di volo e gruppo motore-elica.
2027 · 1° trimestre
Primo volo
Prima voli brevi per stabilità, manovrabilità e tenuta della batteria; poi voli sempre più lunghi, verso le sei ore di autonomia.
Dal 2027
Carbonio e missioni vere
Struttura in carbonio per un miglior rapporto peso/potenza, telecamere a infrarossi e sensori di precisione: monitoraggio ambientale, controllo delle infrastrutture, ricerca e soccorso.
Hanno sostenuto CUPID
