Endurance leggero per quadcopter e droni FPV: analisi, esperienze e prospettive

Un forum del modellismo, anzi “il forum del modellismo italiano”, una eccellenza attiva da oltre 18 anni, nato da una idea di Francesco Keitner, appassionato e storico modellista romano, ha deciso di tagliare i ponti con una certa tipologia di frequentatori separando e creando (forse) un altro forum per i droni. Si legge nelle pagina della storia del Barone Rosso italiano. Le motivazioni sono tante e forse persino difficili da spiegare, pare che i modellisti, ma a quanto sembra le rimostranze nascono in seno alla cateogoria degli aeromodellisti, non vedano di buon occhio la tecnologia imperante ampiamente usata dagli attuali droni modelli e persino dal FPV, il pilotaggio in prima persona. La decisione ci colpisce anche personalmente: l’esperienza di DronEzine nasce infatti dal barone Rosso, su iniziativa di Stefano Orsi, pioniere dell’FPV e moderatore della sezione Multicotteri e Luca Masali, aeromodellista “di lungo corso” e anch’egli ex moderatore della comunità. Le recenti restrizioni derivante dal regolamento ENAC hanno imposto quote molto inferiori agli aliantisti che veleggiano in termica faticano a rimanere sotto ai fatidici 70 metri che diventano 150 con l’attestato di modellista. E in tutti i casi, avere i riflettori mediatici puntati contro non fa piacere a nessuno. Sorgono di giorno in giorno continue polemiche e attacchi alla comunità di FPVisti e Dronaroli - così vengono spesso etichettati i partecipanti a queste sezioni - anche se spesso e volentieri, sono fratelli dello stesso padre. Molti Modellisti, con la M maiuscola, hanno sicuramente provato almeno una volta un drone multirotore e in tantissimi sono rimasti affascinati dal pilotaggio in prima persona con il FPV.

La risposta arriva dalle pagine del forum, Il dronista deve per forza essere un modellista figlio di un dio minore, incapace di costruire, di progettare e sopratutto completamente ignorante delle più comuni e basilari leggi delle aerodinamica. Probabilmente no, anzi quella dell’Ente Nazionale Aviazione Civile è una scusa, un comodo ombrello sotto il quale rifugiarsi per non assumersi le proprie responsabilità. Si pensi che non più tardi di tre mesi fa, qualche utente del forum del Barone Rosso propose di creare una “Rappresentanza politica per tutti gli aeromodellisti”. Certamente partendo dal presupposto che si abbia a disposizione una base di 60.000 utenti e che anche solo il 10% sia ragionevolmente convinto di associarsi, ci si troverebbe di fronte ad una realtà di peso alla quale le istituzioni in un qualche modo devano gioco forza dare ascolto. Probabilmente le aspettative dei promotori della creazione di questa onlus, vengono un pochino a mancare, anche perché bisogna considerare che la community è costituita anche da appassionati di automodellismo, di navimodellismo, di ferromodellismo. “se ci sono due famiglie debbono esserci due case.”, assicura in un messaggio successivo il Forum Manager, ma questa scelta così radicale, farà forse bene a un piccolo gruppo di appassionati ma creerà un danno ben maggiore a tante altre persone.

Una delle prime azioni svolte da Dronezine, che è nata nel luglio del 2013 è stata quella di creare una comunità e contestualmente diffondere le informazioni sul mondo dei droni. Ora più che mai siamo impegnati per fare formazione. Insegnare a questi nuovi appassionati che i droni non sono giocattoli o meglio per alcuni versi lo sono, ma possono diventare pericolosi e arrecare danni a se stessi e per gli altri. Dronezine nonostante sia molto più giovane raggiunge comunque una comunità di 35.000 utenti perlopiù appassionata di solo droni.

Originalmente inviato da P!PP! La legge lo consente. Con il D.P.R. n. 367 del 29 settembre 2000 è stato, infatti, sancito che l’effettuazione di rilievi e riprese aeree sul territorio nazionale e sulle acque territoriali è consentita senza preventivi atti di assenso da parte di autorità o enti pubblici. Questo, ferme restando le disposizioni in materia di servizi di trasporto aereo non di linea e di lavoro aereo contenute negli artt. Recita, inoltre, l’art. Se questa è la norma, occorre ricordare che potrebbe essere vietato l’uso di apparecchi digitali durante il volo per il timore - non si sa quanto fondato - di possibili interferenze di tipo elettromagnetico. Questo per quanto riguarda attività ludiche. In alternativa, è possibile avvalersi delle società già autorizzate a espletare tale attività e presenti nell’elenco di imprese titolari di licenza di lavoro aereo.

Cordiali saluti. Milano, 20 ott. Realizzato dalla startup svedese Jetson, fondata nel 2017 da Tomasz Patan e Peter Ternstrom ma prodotto in Italia, in Toscana, il Jetson 1 è un velivolo monoposto in alluminio e fibra di carbonio, mosso da 8 motori elettrici con un'autonomia di 20 minuti e una velocità massima di circa 100 KM all'ora. Quasi in contemporanea con il primo volo negli Stati Uniti, il certificato d'immatricolazione è stato consegnato dal direttore generale dell'Aero Club d'Italia, il Generale in riserva dell'Aeronautica Militare, Gianpaolo Miniscalco in occasione dell'Air Mobility Show che si è chiuso il 12 ottobre 2023 alla Fiera di Roma, alla quale ha preso parte anche il ministro dell'Ambiente, Gilberto Pichetto Fratin.

Innanzitutto un doveroso ringraziamento a tutti voi, che tramite i vostri consigli letti qua e la mi hanno permesso di realizzare il mio primo modello, il famoso Wildtrainer... leggermente modificato, ottimizzato e rinforzato nei suoi punti critici. 2=> vorrei anche sostituire i motore del Wild, (ora speed 400 con 6x3) con qualcosa di più "spinto", posso montare stesso motore e stessa elica che monterò su ALbyone? Questo motore potrebbe andare bene, con elica consigliata 10x4.7? E se montassi questo, sempre con stessa elica, esagero? Quali motori BL avete montato sui vostri wild e alby? ho cercato ma non ho trovato molte info... Se costruisco l'ala di albyone senza diedro, cosa cambia nel comportamento del modello?

i comandi passano nei tubi di carbonio? fra i due tubi si vede qualche cosa... è l'antenna? ne ho costruito uno anch'io, e anch'io l'ho modificato un po'.. Ciao, Paolo! Si, i comandi passano nei tubi, e in mezzo c'è l'antenna, messa in tensione con un elastico attaccata alla coda. Ora volevo realizzare Albyone2, penso sia un modello simile al wild ma un poco + veloce e reattivo. Domenica se il tempo è bello si volerà x la seconda volta... Sono Albyone. Per Albyone2 non c'è bisogno di un motore enorme. Basta un buon "campanellino" cinese con elica 9X6 oppure 10X4,7 in diretta, una lipo da tre celle e vedrai che ti ritroverai un modello che ti darà molte soddisfazioni con la possibilità di imprare tutte le figure base acrobatiche. Il diedro ti consiglio di non eliminarlo, anche se il modello è dotato di alettoni. Hai una maggiore stabilità. Se non ti piacciono i campanellini vanno bene tutti quei motori che sostituidscono la classe 400. Stai attento al bilanciamento perchè utilizzando motore brushless e batterie lipo il peso sul muso è inferiore che nella versione con speed 400. Una soluzione è di utilizzare lipo di grossa capacità, ma purtroppo si ha lo svantaggio del notevole costo per queste batterie. Se hai altr problemi contattami pure. Ciao Albyone! Quale utente migliore poteva rispondermi! Prima di passare alla costruzione fisica lo disegnerò in 3D su cad, in modo da avere tutto ben chiaro (e come "costruirlo 2 volte") . Ho fatto la stessa cosa con il Wild, e questo procedimento mi ha consentito inoltre di migliorarlo strutturalmente. Appena finito posterò un paio di rendering. Una domanda: pensavo di irrigidire la fusoliesa con un sandwich di compensato da 3-4mm (o un tubo in carbonio da 6mm), credi sia inutile o vantaggioso? Dico questo, perchè completato il Wild in 3D e facendo l'analisi strutturale mi ha permesso di irrigidire la fusoliera nei punti critici, gli stessi poi evidenziati dalle persone che o hanno realizzato. Sinceramente la fusoliera non ha bisogno di rinforzi. Se la costrusci come da progetto ti accorerai che è molto rigida e robusta. La combinazione depron polistirolo favorisce molto la rigidità. Sicuramente devi fare più attenzione nella costruzione dell'ala, utilizzando il sistema con longherone perchè la prima versione di Albyone2 è nata con un depron che in fondo non era depron (qualcosa di molto simile) più pesante ma anche più robusto del depron, ma praticamente introvabile. Costruendo l'ala in depron col longherone hai la possibilità di curare meglio la giunzione fra le due semiali (importantissima per non ritrovarsi un modello che si chiude a libro.....) rinforzandola per diversi cm. Ok, grazie per i consigli! posterò le foto non appena la creatura sarà creata! io ero indeciso se inziare con albyone 2 o il wild trainer.. vorrei sapere da te (Sampei) che modifiche hai apportato, io per adesso ho pensato solo ad un anima di compensato, motore BL da 5 dollari e lipo. mentre per albyone.. è il secondo modello che farò, con motore brushless e lipo.. e un muso un po più carino !! XD caro Albyone non ho ben capito come faccio a sapere come devo spostare il peso con questa configurazione.. vado un po a occhio o cè un modo preciso ? ho visto in internet questo progetto SEACHARGER - SeaCharger Oceangoing Autonomous Boat - Home e ha addirittura attraversato l'oceano..bellissimo! -- per il la spinta stavo pensando sicuramente a dei brushless, magari ad un sistema con doppio motore per motivi di ridondanza e qui nasce il primo dubbio abissale.. quali sono i piu efficenti?? mi proccupa molto incontrare delle alghe o fili che compromettano l'elica per questo persavo idrogetto ma credo non sia la scelta migliore in quanto a consumi; Per il timone ?? ho visto in internet questo progetto SEACHARGER - SeaCharger Oceangoing Autonomous Boat - Home e ha addirittura attraversato l'oceano..bellissimo! -- per il la spinta stavo pensando sicuramente a dei brushless, magari ad un sistema con doppio motore per motivi di ridondanza e qui nasce il primo dubbio abissale.. quali sono i piu efficenti?? mi proccupa molto incontrare delle alghe o fili che compromettano l'elica per questo persavo idrogetto ma credo non sia la scelta migliore in quanto a consumi; Per il timone ?? grazie a chiunque vorrà darmi una mano in questa piccola pazzia.. Bell'idea, ma i problemi tecnici sono tanti. Il principale riguarda l'abnorme differenza tra la potenza erogabile da un pannello solare e quella richiesta dai motori. Un pannello solare eroga non più di 200W al metro quadro (arrivi a 300 se compri quelli supercostosi), il motore del barchino che vedi nella mia firma consuma 500W. E' quindi ovvio che la motorizzazione non permetterà mai di raggiungere velocità o, comunque, prestazioni tali da metterti al riparo da problemi dovuti al mare mosso. Devi prevedere anche l'utilizzo di batterie tampone per evitare che, in condizioni di irraggiamento solare irregolare, l'alimentazione sia troppo instabile. Occorre quindi che il pannello solare ricarichi le batterie, occorre un circuito che spegne tutto (motori ed elettronica) quando le batterie si scaricano e riavvii il tutto quando invece hai un minimo di carica disponibile. Ciò significa che il percorso da seguire deve essere memorizzato da qualche parte (una microSD, ad esempio). Per i motori, certamente i brushless sono i più efficienti e più affidabili. Le specifiche di efficienza le trovi nei rispettivi datasheet, prima però devi sapere che caratteristiche devono avere (potenza, tensione di funzionamento e KV, ovvero quanti giri fanno per ogni volt di alimentazione). Nel bilancio energetico, tieniti un buon 30% di margine a causa delle varie fonti di perdita di potenza (efficienza dei motori, dei relativi ESC, delle batterie, etc). Per il timone, io opterei certamente per montarlo, magari protetto da uno skeeg per evitare che le alghe vi si possano impigliare. Non ha senso avere due motori per avere maggiore affidabilità ed aver bisogno di entrambi per manovrare. Anzi, il progetto della propulsione e del timone deve prevedere che il timone sia sufficientemente autorevole anche con un motore solo in funzione, riuscendo a vincere il momento virante della spinta asimmetrica di un solo motore. Se invece opti per due idrogetti, il timone ovviamente non serve ma devi sempre garantire la manovrabilità anche con un motore solo. Rispetto a questi problemi, gli atri sono una barzelletta. I modelli che vedo nel forum sono VELOCISSIMI e generally piccoli e infatti non riesco a trovare delle info che siano veritiere per quel che mi serve, tipo il tuo da 500W quanto fa di velocità? a me interessa che si muova non che vada veloce quella che ho visto faceva in media 1m/s. Giusto per avere un ordine di grandezza per una barca sui 10kg che vada lenta (diciamo sui 5-8m/s) su che categoria di potenza/velocità/eliche devo andare con i brushless? Quindi per il design doppio motore fisso e doppio timone che sia capace di governare con un qualsiasi motore o timone in avaria.. p.s. I modelli che vedo nel forum sono VELOCISSIMI e generalmente piccoli e infatti non riesco a trovare delle info che siano veritiere per quel che mi serve, tipo il tuo da 500W quanto fa di velocità?

Per rispondere alla tua domanda ci sono due sistemi: studiare ingegneria navale o vedere come si comportano modelli simili ed entrambe le vedo complicate, la prima perché sono 5 anni di studio e la seconda perché non credo che esistano modelli simili a quello che vuoi fare tu. Forse i modelli più vicini possono essere quelli di riproduzioni di grandi navi (cerca Amirel, ad esempio) che, per esigenze di scala vanno a velocità molto più simili alla tua. Comunque 5-8 m/s sono 18-30km/h, che per uno scafo di 10 kg non è proprio poco, specialmente se lo vuoi alimentare a celle solari. Ora io non sono espertissimo ma partirei da queste considerazioni per trovare il giusto motore. Parlando di velocità, il mio "lumaca" con 500 W fa 35 km/h, ma è uno scafo planante e pesa attorno al kg. unalberts ha detto di essere abbastanza smaliziato in elettronica, quindi non credo che abbia bisogno di sapere come si calcola la potenza elettrica ma solo come allestire e motorizzare lo scafo, non avendo idea del rapporto tra potenza del motore, forma e dimensioni dello scafo e velocità raggiungibili. Il problema è che gli scafi dislocanti hanno delle regole radicalmente diverse da quelli plananti a cui siamo abituati noi, quindi le considerazioni che facciamo di solito non sono facilmente applicabili. Il primo impatto di uno scafo dislocante è che, per una questione fisica legata alla sua lunghezza ed alle onde che genera, non può materialmente superare una determinata velocità, definita critica, a meno di non montarci un motore d'aereo e farlo decollare. Già uno scafo semidislocante non ha questo limite, ma la potenza necessaria per superare la velocità critica è comunque notevole. Se potesse fare uno scafo planante sarebbe più facile, ma il peso e le dimensioni che propone lui non sono compatibili con la potenza necessaria per farlo planare, vista la necessità di alimentarlo, anche se indirettamente, a celle solari. Si finirebbe per avere un modello che naviga per 5 minuti a 30-40 km/h e sta fermo in ricarica per due o tre ore. Per i neofiti elettrici ho scritto una guida sul dimensionamento ELETTRICO di un modello, anche se volutamente non entro nel merito del dimensionamento del motore rispetto al modello proprio per la vastità e complessità dell'argomento.

Bellissimo il sito che mi hai passato me lo controllo a dovere prima di buttarmi a capofitto sullo scafo... come li vedete questi? ne prenderei due e c'e margine in quanto a potenza.. pero non trovo nulla per la trasmissione, avete qualche cinesazzo di riferimento o qualche consiglio diverso da hobbyking (che fin'ora ho sempre usato in maniera esclusiva)? per la ricarica della batteria non è importante che ce ne siano due: per esempio per vederla in maniera semplicistica il pannello, le batterie e i motori sono tutti in parallelo, con le relative protezioni, regolatori etc etc, se il pannello produce 200W e il motore ne consuma 100 gli altri 100 vanno alla batteria fino alla carica completa della stessa, ugualmente se il motore necessita di 100W e il pannello ne produce 50, gli altri 50 li prende dalla batteria; Questo per piccole potenze dell'ordine delle centinaia di W è fatto anche in maniera automatica dai regolatori per pannelli solari che hanno una coppia di morsetti per il pannello, una per la batteria e una per il carico..

Con quel motore non hai certo problemi di potenza... ma forse sono anche troppo grossi per l'ottimizzazione dei consumi. Un parametro che devi controllare nei motori è il loro assorbimento a vuoto, che viene ovviamente misurato alla massima tensione di lavoro. in quel motore hai ben 2,7A a 22 Volt, quindi siamo a circa 60 Watt "sprecati".

Purtroppo ti trovi in una situazione dove devi rispettare dei requisiti antagonisti tra loro: avere un motore piccolo, ovvero ottimizzato per la velocità di crociera, per avere poche perdite, ma questo ti pone in difficoltà se il mare dovesse diventare "ostile" (onde grosse o vento forte) da rendere difficile il controllo del mezzo. L'alternativa sarebbe di usare un motore grosso, sovradimensionato per la crociera ma in grado di fornire quello spunto in più per vincere la forza del mare quando necessario, ma un motore grosso spreca tanta energia. La soluzione migliore, a mio avviso, sarebbe di avere due motori collegati alla trasmissione in parallelo con dei giunti "a senso unico" (come il rocchetto delle biciclette, in folle quando non pedali ma in presa quando pedali), in modo che puoi azionare un motore alla volta o più motori in contemporanea a seconda delle necessità. Se riuscissi in questa impresa, ti basterebbe anche una sola elica (intubata per proteggerla dalle alghe) in quanto il doppio motore di garantirebbe comunque l'affidabilità necessaria.

Come te la cavi in meccanica? La trasmissione la scegli quando hai definito le dimensioni e la forma dello scafo e, volendo, puoi anche costruirla tu se non trovi nulla di già pronto. Un asse di acciaio da 4 o 5mm, un tubo di ottone di 8-10mm (7-9mm di diametro interno) e due bronzine o due cuscinetti a sfera alle estremità. In ogni caso, vista l'idea di lasciarlo in acqua per alcuni giorni, devi prevedere una pompa di sentina che si attivi automaticamente quando necessario. Hai già una idea sullo scafo? Forma e dimensioni?

Questo estratto riflette come i concept di endurance leggero siano stati discussi in contesto di FPV e droni, ma anche di automodellismo e navimodellismo. Le considerazioni su potenza, efficienza e gestione energetica rimangono centrali per chi vuole estendere l’autonomia senza compromettere sicurezza e affidabilità.

Elementi chiave per endurance leggero dei quadricopter

• Calcolo e gestione del rapporto tra potenza richiesta e potenza disponibile (solare, batterie, motori).
• Scelta tra singolo motore ad alta efficienza o doppio motore con possibilità di limitare l’uso a uno solo in condizioni normali.
• Protezione e gestione della propulsione in ambiente acquatico o salino, inclusa la protezione delle eliche.
• Impostazioni di volo FPV e gestione della radio per passi di volo sicuri.
• Normativa e contesto ENAC: limiti di quota e responsabilità operative per modelli aeromobili radiocomandati.

Approcci di alimentazione e controllo

La compatibilità tra pannelli solari, batterie e motori richiede un bilancio accurato: il pannello può fornire circa 200 W/m² al massimo, ma la potenza effettivamente disponibile dipende dall’irradiamento e dall’efficienza dell’intero sistema. Occorre prevedere batterie tampone e un sistema di spegnimento automatico in caso di scaricamento per riavviare quando c’è carica disponibile. I motori brushless restano la scelta preferita per efficienza e affidabilità, ma è cruciale definire KV, tensione operativa e consumo a vuoto per evitare sprechi significativi.

Per la propulsione subacquea o ibrida (idrogetto), la discussione evidenzia che due motori in parallelo con trasmissione gestita da giunti a senso unico può offrire ridondanza senza necessità di due timoni separati, ma richiede componentistica robusta e una logica di controllo sofisticata. L’uso di una sola elica protetta da alghe è possibile se la configurazione garantisce manovrabilità anche con un motore in funzione.

In campo modellistico, la scelta tra un modello planante o dislocante impatta notevolmente su potenza richiesta, configurazione di scafo e dimensioni. Una barca di circa 10 kg per una velocità di 5-8 m/s richiede una valutazione realistica di potenza, peso, resistenze idrodinamiche e gestione energetica, poiché l’obiettivo è mante­nere una velocità costante senza eccessivo consumo.

Note pratiche per chi costruisce endurance leggero

1. Partire da un modello di base ben progettato, poi simulare in CAD 3D per definire strutture, peso e bilanciamento.
2. Predisporre una fusoliera rigida con materiali adeguati (longherone, uso di depron o compensato) per gestire carichi e vibrazioni senza aumentare eccessivamente il peso.
3. Assicurare la robustezza della giunzione tra le semiali, soprattutto se si usa depron o materiali simili.
4. Progettare la trasmissione in modo da poter utilizzare uno o due motori a seconda della necessità, con un’alternativa di protezione dalle alghe per l’elica.
5. Considerare una soluzione di timone autorevole anche con singolo motore, per gestire il momento virante dovuto a spinta asimmetrica.

La discussione mette in luce che l’endurance leggero non è solo una questione di potenza, ma di bilanciamento tra prestazioni, autonomia, sicurezza e conformità normativa. Le esperienze raccolte da progetti FPV, automodellismo e navimodellismo mostrano una strada comune: occorre pianificazione, sperimentazione e gestione oculata delle risorse energetiche, oltre a una progettazione che possa adattarsi a condizioni variabili e a possibili avarie.

Riferimenti e contesto normativo

Originalmente inviato da esponenti della comunità di droni FPV, il dibattito affronta temi di responsabilità, etica e limiti regolamentari, con citazioni che richiamano normative italiane e pratiche comuni nel settore. L’attenzione si concentra su come le regole possano influenzare l’accesso a spazi, quote di volo e requisiti per pilotare sistemi multirotori o veicoli più complessi, e come le comunità si organizzino per promuovere formazione e sicurezza.

Prospettive future

La crescita delle applicazioni di endurance leggero potrebbe beneficiare di strumenti di simulazione avanzati, standard di sicurezza comuni e una maggiore integrazione tra modelli di aeromodellismo, FPV e progetti navali, al fine di offrire soluzioni energetiche più efficienti, affidabili e sicure per chi vuole esplorare volumi di volo e navigazione sempre più impegnativi.

tags: #quadcopter #endurance #leggero #baronerosso