Diseño de un entrenador RC, estabilizadores, centrado y motorización

Estabilizadores


Con estabilizadores o empenajes, nos referimos a las superficies con que se dota a un avión para estabilizar el momento de cabeceo del ala y controlar los movimientos del aparato en profundidad y guiñada.

Estabilizador horizontal

planta estabilizador
En un modelo entrenador o de iniciación procuraremos que sean sencillos tanto en su construcción como en su geometría de modo que al igual que el ala, es preferible una planta rectangular o con ligera flecha y estrechamiento .El alargamiento del plano debe estar entre 3 y 4.

El área total de los planos estará comprendida entre un 20 a un 25 % del área alar, de la que el 65 al 75%  la destinaremos a la parte fija y el 25 a 35%  del área del estabilizador horizontal a timón de cabeceo.

El perfil es preferible que sea plano o simétrico con un espesor no superior al 9%.

El calado, es decir el ángulo con respecto al eje del avión será de entre 0 y 1º. Como norma general se asume que es más o menos equivalente a la mitad de la incidencia del ala, pero esto es variable y depende de las características del perfil  alar y del momento de cola, por lo que por ahora no entraremos en cálculos complejos.

Aunque rara vez se usa, los estabilizadores también pueden ser dotados de diedro, bien porque el diedro alar es insuficiente y no es posible cambiarlo o porque de ese modo se aumenta la superficie lateral sin modificar la geometría del fuselaje y la deriva.

El recorrido de los mandos puede ser de +/-10º a +/- 12º en un entrenador básico y de +20º y -15º  en un modelo avanzado.

La deriva

No hay ningún tipo de limite a la forma que queramos darle a la deriva siempre que su área sea de entre un 7 y un 12% de la superficie alar y su alargamiento este entre 1.3 y 1.6. Aunque siempre es aconsejable una ligera flecha.

De la superficie de la deriva entre el 60 y el 65% serán fijos y el resto lo destinaremos al timón de dirección cuyo recorrido será de +- 30º.

El perfil, al igual que el estabilizador horizontal será de placa o simétrico.

Estabilidad y centrado

Los parámetros de estabilidad de nuestro modelo son por un lado los relativos a diedro, incidencia y brazos de palanca que ya hemos mencionado en los apartados sobre las alas y el fuselaje. Y por otro lado a los ángulos de desviación de la hélice y el centrado.

Desviación de la hélice

En la posición del motor con respecto al eje del avión encontramos dos desviaciones destinadas a compensar la tendencia a girar hacia la izquierda, evitar toneles involuntarios y reducir la tendencia a subir. La primera es lateral hacia la derecha (visto desde la cola) de 1.5 a 2º . Y la segunda, vertical que varía de 0 a 5º hacia abajo , menor si el ala es dorsal y mayor a medida que la posición del ala se eleva sobre el eje horizontal.

Centrado.

La posición del centro de gravedad desde el borde de ataque de la cuerda media del ala estará en el 33% de la misma para un  perfil plano-convexo y el 30% para biconvexos.

Propulsión

Para el cometido que estamos desarrollando el modelo, debemos proporcionarle una carga unitaria de más o menos 4.5 kg por CV, o traducido a potencia, de entre 0.22 y 0.25 CV/Kg. Como nuestro modelo es eléctrico traduciremos esto a potencia en vatios de modo que si un Cv son 735 W,  necesitaremos entre  160 y 180 w/kg.

En este ábaco se pueden consultar una relación aproximada de vatios/kilo  por tipo de avión que está basado en datos empíricos y que fue una tabla formulada originalmente por Keith Saw, el cual nos servirá de orientación en la motorización.

Vatios por 1000 gr        Tipo de aeromodelo                                      

160 W                             Entrenador

220 W                             Acrobático básico y escala

330 W                             Acrobático avanzado y velocidad

350 W                             Modelos pesados

Mayor de 350 W           Acrobáticos 3D

La hélice

Cualquiera que sea la motorización de nuestro modelo, térmica o eléctrica; la elección de la hélice en cuanto a su diámetro y paso está directamente relacionado con las características del modelo de avión. En un entrenador elegiremos la de mayor diámetro y menor paso que nos recomiende el fabricante del motor. El paso no debe ser inferior al que nos proporcione una velocidad unas 2.5 a 3  veces la velocidad de perdida. En el caso de un entrenador y debido al tipo de perfil esta velocidad está entre 25 y 30 km/h  necesitaremos que la velocidad máxima no sea inferior a 77 km/h.

Como ejemplo, el motor que montaremos en el tma gira a unas 12000 rpm, si hacemos el cálculo la velocidad máxima con una 10×4 será de 73km/h, más o menos 2.5 veces la velocidad de pérdida de 29 km/h

En una hélice, el diámetro nos proporciona tracción y el paso nos indica lo que el modelo avanzara con cada giro de la hélice, o lo que es lo mismo, la velocidad de vuelo. El factor de carga nos da una indicación de la equivalencia entre hélices ya que el aumento o disminución del diámetro afecta al rendimiento del mismo modo que el paso pero no lo hacen proporcionalmente, matemáticamente este factor puede hallarse mediante la expresión :Nº de palas*paso* diametro2 , partiendo de esta base puede observarse que una hélice 9×6 y otra de 10×4 tienen un factor de carga muy similar, nos darán tracciones similares a velocidades distintas, mayor en la primera y algo menor en la segunda.

Mandos y controles

En un modelo básico, los controles más difíciles en orden de dificultad, son: dirección, motor y profundidad y en un modelo avanzado, alabeo, profundidad, motor y dirección.

La disposición en nuestra emisora debería ser aquella que sitúa los mandos más complicados en la mano más diestra, de ahí, que existan en el mercado dos tipos de emisoras según la disposición de los mandos.

modos emisora


Sea cual sea el método, es aconsejable que la emisora tenga posibilidad de conectarse a otro emisor manejado por un instructor. Y en todo caso, nunca ir a volar solo (sin un instructor) en los vuelos de aprendizaje.

En próximas entradas  iniciaremos la construcción del Trainer 1000 amperios , que hemos diseñado siguiendo las pautas descritas en esta serie de artículos. La construccion podra seguirse paso a paso en http://www.miliamperios.com/foro/ 

Esperamos que el modelo y las indicaciones os sirvan para iniciar vuestros propios proyectos, construir un TmA o elegir un primer modelo para iniciarse en este apasionante hobby.

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Etiquetas: generaltécnica

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