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Volo autonomo
Un autopilota avanzato porta CUPID in volo da solo, dal decollo alla missione.
CUPID · dal 2024
Il drone che vola
col sole.
Un progetto di ricerca nato nel 2024 insieme al team LiftUP: celle solari dentro l’ala, per restare in volo molte ore senza ricaricare.
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: un laboratorio volante dove provare materiali, configurazioni energetiche, tecniche per integrare le celle solari e sistemi di gestione dell’energia.
Su questa base si possono costruire missioni vere: monitoraggio ambientale, protezione civile, avvistamento degli incendi con sensori a infrarossi e, in generale, tutto ciò che chiede 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 capire le celle solari in volo. Non conta ancora l’aerodinamica perfetta: serve una struttura solida su cui montarle e misurare tutto.
Come funziona
Dal sole
all’elica.
L’energia segue una strada sola, e ogni pezzo deve sprecarne il meno possibile.
Luce
Sole
La luce che cade sull’ala, per tutto il volo di giorno.
Nell’ala
Celle solari
Celle SunPower integrate nella struttura alare: si parte da circa 40.
MPPT
Genasun GV-5
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 aereo che si ricarica
da solo.
02
Energia propria
Celle solari ad alta efficienza nell’ala producono e gestiscono l’energia di bordo.
03
Missioni lunghe
Molte volte l’autonomia di un normale drone elettrico.
04
Sensori intercambiabili
Una piattaforma modulare: infrarossi, telecamere, LiDAR, strumenti di ricerca.
Un aereo che resta in volo per molte ore diventa una base per qualsiasi strumento: sensori a infrarossi contro gli incendi boschivi, telecamere per il monitoraggio ambientale, LiDAR, strumenti di ricerca. CUPID è il dimostratore che ci porta lì.
Sfide tecniche
Tutto è legato
a tutto.
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 volare consumando il meno possibile, essere leggero, lavorare bene con l’elica e con le tensioni di pannelli e batteria. Diametro, passo e materiale dell’elica decidono il rendimento: serve un’elica fatta 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.
I sensori di domani
Il primo carico utile è una telecamera a infrarossi, semplice da integrare e poco costosa. Ogni sensore porta consumi, peso, baricentro da bilanciare, interferenze e resistenza: per questo la struttura nasce già pronta a crescere, senza dover riprogettare tutto.
Le prossime tappe
Dal primo test
alle sei ore.
Per avere subito dati veri, le prime celle solari si provano su Zephira, un drone già collaudato della nostra flotta. 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.
2026 · 3° trimestre
Fase Zephira
Prime celle solari sull’ala di Zephira, uno dei droni già operativi della flotta: test in volo dell’MPPT con sole e vibrazioni vere, dati su energia prodotta e impatto aerodinamico.
2026 · 4° trimestre
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 aereo vero: 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.
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