Come progettare un Aeromodello in proprio

Come Progettare e Realizzare in proprio un Aeromodello

Gli Aeromodelli pronti al volo, ormai sono quasi una regola tra chi pratica questa disciplina. Però c’è ancora chi non si arrende e, vuoi per soddisfazione personale, vuoi per uscire da canoni prestabiliti, alcuni ancora preferiscono gettarsi nella confusione del laboratorio, tra colle e balsa, nel tentativo di realizzare qualcosa di diverso e che generalmente non vedono volare sui campi di volo. Queste realizzazioni in genere provengono da Kit Balsa oppure da disegni ed il fascino di creare qualcosa dalle proprie mani dà, a queste persone, una soddisfazione unica .

Ma questo non è tutto, alcuni preferiscono firmare personalmente i propri modelli, dedicandosi alla progettazione, altri vorrebbero cimentarsi in questa “Arte”, ma non avendo le basi e non sapendo dove e a chi rivolgersi per colmare dubbi e incertezze, si affidano a libri e testi specifici, nella speranza di trovare qualcosa di semplice e pratico ed invece, spesso, si trovano di fronte a formule incomprensibili e complessi testi aerodinamici.
In questo articolo di tecnica, cercherò di descrivere il procedimento per progettare un aeromodello in modo semplice e comprensibile, usando pochi calcoli matematici e semplificando le formule indispensabili al progetto stesso.

Naturalmente bisogna avere le idee chiare di cosa vogliamo e questa è la prima regola. Per esempio che tipo di aereo vogliamo costruire, acrobatico, sport, riproduzione, trainer oppure veleggiatore. Fondamentalmente, il principio rimane il solito, cambiano i parametri da usare, come esempio principale procederemo al progetto di un modello sport con caratteristiche acrobatiche. Prima, però, voglio elencarvi le caratteristiche di vari modelli a secondo della motorizzazione usata; Un modello con peso di circa 1200gr. necessita di un motore di circa 2,5 c.c. e di una apertura alare da 1000mm a 1100mm.

Con peso di 1600gr il motore salirà a 4 c.c. e l’ala a 1250mm. Con 2500 gr la cilindrata sarà di 6,5 c.c. e l’ala raggiungerà i 1400mm. Arrivando a 3000 gr. sarà necessaria una motorizzazione da 7,5 c.c. a10 c.c. e l’ala raggiungerà i 1700mm.
Queste cilindrate sono valide per motori a due tempi, se invece vorremmo usare i motori quattro tempi, dovremo aumentare del 50% la cilindrata, esempio; l’equivalente di un 10 2t , è un 15 4t. Ovviamente dipende anche dal tipo e marca di motore, vista la grande affluenza di marche che si affacciano continuamente sul mercato.
Adesso dobbiamo decidere che peso e che carico alare vogliamo per il nostro modello, dopo di che, in base a questi dati svilupperemo gli altri dati che ci interessano.

Prendiamo in considerazione un peso di 3000 gr. ed un carico alare di 70 gr al dm quadro, questo ci darà : 3000/70 = 42,86 dm quadri di superficie alare, considerando che, un modello acrobatico ha una forbice di valori di allungamento alare compreso tra 5 e 6,5 ( l’allungamento alare è il rapporto tra la corda media e l’apertura alare) noi useremo un valore medio, cioè :5,5 con un semplice calcolo possiamo determinare la corda media dell’ala e cioè : superficie ala, diviso allungamento alare, quindi 4286/5,5= 779. La radice quadrata di 779 è 27,91 e questo valore è la corda media alare.
A questo punto, avendo acquisito un altro importante dato, possiamo trovare l’apertura alare di questo modello, con un altro semplice calcolo e cioè: la superficie alare diviso la corda media, 4286/27,91= 153,5 cm di apertura alare.

Adesso abbiamo, la superficie alare, la corda media, l’apertura alare e quindi possiamo decidere quale profilo usare, un profilo piano convesso ci darà un’ottima portanza, ma problemi nelle manovre acrobatiche, come nel volo rovescio e poi, avremo problemi al variare della velocità, infatti la portanza aumenterà con l’aumentare della velocità e quindi saremo costretti a trimmare costantemente il “cabra”.
Con un profilo asimmetrico, la situazione migliorerà nettamente a scapito di una diminuizione della portanza, mentre con un profilo simmetrico, l’acrobazia risulterà al massimo della sua espressione, penalizzando ulteriormente la portanza e la “galleggiabilità” del modello.
Per il nostro esempio, sceglieremo un profilo medio, cioè un profilo asimmetrico.

Adesso dobbiamo decidere quale spessore usare, ovviamente maggiore sarà lo spessore e maggiore sarà la resistenza aerodinamica, però un profilo troppo sottile, potrebbe darci difficoltà nell’installazione di longheroni di resistenza e l’installazione di eventuali meccanismi dei carrelli retrattili e delle ruote stesse.
Quindi anche in questo caso useremo uno spessore medio e cioè 13/14 % della corda del profilo. Prenderemo ad esempio, il profilo NACA 2414, dove le prime due cifre indicano il tipo di profilo e le seconde due, lo spessore in percentuale.

E’ anche possibile usare due tipi diversi di profili e miscelarli tra loro, tipo; un profilo alla radice ed un altro in estremità, in genere si usa questo metodo per creare uno svergolamento aerodinamico negativo in estremità per diminuire l’effetto stallo ad incidenze elevate.
Comunque, acquisiti tutti questi dati, possiamo passare al disegno dell’ala, dove provvederemo ad installare almeno un doppio longherone, proprio nel maggior spessore della centina che generalmente si trova al 30% dal bordo di entrata.

Ho detto doppio, nel senso che conviene farne uno sul dosso e uno sull’extradosso, meglio se uniti tra loro con foglietti di balsa da incollare tra una centina e l’altra. A secondo del tipo di tipo di sforzo,a cui è sottoposta l’ala, possiamo fare anche un longherone secondario, posto almeno al 70% della corda e con dimensioni generalmente dimezzate rispetto al principale. Naturalmente l’ala potrà avere la forma che più desiderate, sia essa rettangolare oppure trapezioidale e perché no, a forma ellittica.

Fatta l’ala, possiamo dedicarci ai piani di quota, il rapporto tra superficie alare e superficie dello stabilizzatore, per un modello acrobatico è tra : 3,5 e 4,5 mentre l’allungamento per i piani di quota va’ da : 3 a 4. Quindi, prenderemo un valore medio di rapporto sup.ala/sup.stab. di : 4 e divideremo la sup.alare 4286/4 per quattro. Avremo una sup.dello stab. di : 10,71 dm quadri.

Adesso dobbiamo determinare la corda media dello stabilizzatore, con un calcolo simile a quello fatto per l’ala e cioè: sup. stab. Diviso l’allungamento, che come precedentemente detto è tra : 3 e 4 , come valore medio prenderemo 3,5.
Quindi: 1071/3,5=306 la radice quadrata di 306 è : 17,49. E questa è la corda media dello stabilizzatore.

Info su Daniele

Salve, pratico l'aeromodellismo dal 1988, dopo aver appreso il pilotaggio rc. con motoalianti, mi sono dedicato ai modelli, prima da acrobazia e poi da riproduzione. Il mio interesse e curiosità verso la progettazione degli aeromodelli, mi spinge a dedicarmi alla realizzazione di riproduzioni in scala progettandoli in proprio. Ancora oggi, dopo molte realizzazioni, continuo a progettarli, realizzarli, collaudarli e metterli a punto con grande piacere e divertimento. Per qualsiasi domanda, non avete che da contattarmi. Ciao. Daniele.
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6 risposte a Come progettare un Aeromodello in proprio

  1. Massimo scrive:

    Ciao Daniele complimenti sia a tè che a Sergio per le vostre bellissime realizazione , e gli articoli posti in maniera semplice e chiaro sieti artisti !! faccio una domanda riguardo la stabilità longitudinale ho sentito parlare di diagramma di Crocco, su internet c’ è più di un articolo anche abbastanza chiaro , ma il punto è proprio questo illustrato il tutto , si dimentica che senza il dato dei coifficienti di momento dei profili in esame non si può applicare , infatti se pure si trovano i diagrammi dei rispettivi profili con il CP e CR tranne quello di momento ! ovvio ci sarà un’ altro metedo per arrivare alla stabiltà longitudinale , Sergio sicuramente ricorderà la galleria M.E.G. Enrico Galeazzi , insomma si potrebbe tentare di fare un archivio dei profili con tutti i dati ?

  2. Daniele scrive:

    Ciao Massimo, esporre gli articoli in modo semplice e chiaro è una necessità, per far si che quello che scriviamo sia facilmente compreso da tutti, visto che potrebbero affacciarsi a questo blog sia esperti aeromodellisti che neofiti. Le tue osservazioni son tutte giuste, sia per il diagramma di Crocco che per la stabilità longitudinale ed anche per un eventuale banca dati. Proprio da queste tue osservazioni, posso dedurre, che hai conoscenze concrete in aerodinamica e quindi ,credo, tu sia un esperto aeromodellista, o quanto meno del settore. Quindi ti sarai reso conto che su internet è facile trovare varie banche dati di quel tipo, per esempio il programma ” Profili2″ , noto programma per disegnare centine e pannelli alari, mostra un completo archivio di profili alari, anche modificati e modificabili, interpolazioni, generazioni di polari di singoli profili a diversi numeri di Reynolds ed allo stesso numero di Reynolds, singoli profili a diversi Alpha, generazione distribuzione pressione CP sul profilo, può prelaborare polari mancanti, calcola semplicemente e velocemente il numero di Reynols, insomma è un programma davvero completo, ma, senza fare troppa pubblicità gratuita, avrai capito che a volte è meglio orientarsi verso sistemi già collaudati e noi preferiamo dare indicazioni su dove trovare tali sistemi piuttosto che offrirli in proprio, anche perchè, essendo abbastanza complicati, rischiamo di non venire più seguiti da tutti, ma solo da alcuni. Comunque, avevamo già interzione di proporre un archivio di Links, dove indirizzare velocemente gli utenti verso i loro interessi.
    Per la stabilità longitudinale, non devi dimenticare, poi, il fattore ” K”.

  3. Pingback: braccio di leva - BaroneRosso.it - Forum Modellismo

  4. Claudio scrive:

    Ciao Daniele
    Puoi spiegarmi come posso risolvere il problema delle riproduzioni in scala dove mi trovo un K di 0.64
    e una retta isoclina molto inclinata,tipo 32:120 (distanza diviso la corda media).So che potrei modificare il disegno ed ottenere valori più accettabili ma il modello risulterebbe essere un semi-scala.
    Per caso,dato che il modello è un Piper Super cruise 80 cm di apertura,con 400gm di peso e 3 servi + il motore elettrico,il problema può essere ovviato controllandolo con le superfici?

    Grazie e buon lavoro Claudio

    • Daniele scrive:

      Potrei anche provare a rispondere, ma prima dovresti spiegarmi perchè vuoi fare una riproduzione fedele e volante con una scala così piccola. Le riproduzioni in scala sono già abbastanza difficoltose da far volare, se sono di dimensioni abbastanza generose, almeno 1:7, 1:6, 1:5, 1:4 ma addirittura arrivare ad 800mm di ala, mi sembra una inutile perdita di tempo. Questa ovviamente è la mia opinione e lo giustifica il fatto che generalmente io e Sergio ci avvaliamo di scale citate, naturalmente non pretetendiamo di avere sempre ragione ed è possibile che costruire determinati modelli a cui tu fai riferimento possa dare soddisfazioni sia nella progettazione che nel volo…ma quelle dimensioni non sono il campo dove ci dedichiamo, anche perchè Mr. Reynolds avrebbe qualcosa da eccepire.
      In ogni caso, è probabile che appassionati del quelle ” misure” abbiano letto il tuo commento e potrebbero risponderti.

  5. Claudio scrive:

    Opss! per la retta isoclina volevo dire 320:120 SALUTI cLAUDIO

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