Come Progettare un Aeromodello in Proprio.

PROGETTAZIONE AEROMODELLI: CALCOLO BARICENTRO

PRIMO ARGOMENTO

Ho letto attentamente l’articolo pubblicato da Daniele , riguardante nozioni e teoria sul come progettare by self aeromodelli. Ho giudicato l’articolo, oltre che esatto nella formulazione, anche semplice nella sua espressione ed intuitivo.

Vorrei affiancarlo, sperando di fare cosa gradita, aggiungendo qualche nozione piu’ precisa e  qualche formuletta , per  implementarne la sostanza e renderlo “piu’ ricco”.

Comincio allacciandomi  alle righe in cui Daniele spiega il significato di un profilo NACA

Aggiungendo che :

“……..che per costruire un profilo NACA si fondono assieme una LINEA MEDIA  ed uno SPESSORE, e proprio riprendendo il profilo 2414 da lui citato e’ scritto che questo viene ottenuto dalla combinazione della linea media NACA 24 (dove il 2 e il 4 stanno a dire che la ordinata max e’ i 2/100 della corda e che sta’ a 4/100 dal bordo di attacco dell’ala , con lo spessore del profilo simmetrico NACA 0012 (dove 00 significa SIMMETRICO e 12 che lo SPESSORE max e’ uguale a 12/100 della corda).

SECONDO ARGOMENTO:

Come stabilire la posizione del famigerato BARICENTRO (Baricentro statico chiaramente), in fase progettuale.

Parto con il dire che vorrei parlare di questo lasciando da parte tutti quei programmi in Foglio Elettronico ed applicativi vari che si trovano gia’ pronti in commercio e su Internet.

Diciamo che ormai l’aeromodello abbia preso la sua fisionomia dimensionale e somatica, ma ancora sulla carta.

Ci sono due maniere adesso per ricercare il Baricentro che io  chiamero’ rispettivamente una

la teorica e una  la modellistica “ pratica”.

Teorica:

E’ quella dove , essendo a conoscenza di tutti i materiali che useremo con i loro rispettivi pesi specifici e la loro precisa collocazione nella costruzione, potremo  procedere alla sua ricerca con calcoli matematici.

Dopodiche’ se avverranno delle variazioni dovute alla messa in opera del modello , si procedera’ a prenderne nota ed eseguire le dovute modifiche di calcolo.

Questo e’ il metodo ingegneristico vero e proprio usato nella industria in generale, aiutati anche dalle moderne tecnologie CAD/CAM.

Ma niente vieta di sperimentarlo anche nel nostro piccolo aeromodello e con molta approssimazione.

Modellistica “pratica”:

Abbiamo gia’ sulla carta il nostro modello disegnato e sappiamo anche come, frutto della nostra esperienza, dovremo costruirlo. Stabilite le ordinate, listelli, tipo di fasciame, tipo di ali,  materiali ecc ecc., procediamo alla costruzione e finiamo il tutto. (la faccio sbrigativa)

A questo punto non rimane che procurarsi gli accessori di cui vorremo dotarlo.  Es. : Ogiva, Elica, Motore, Carrelli (fissi o retrattili), radio ecc ecc.

I metodi ora sono due:

Quello del “Calcolo dei Momenti” e quello del (meno usato) “Poligono Funicolare”.

Quello dei Momenti  (a mio esclusivo giudizio chiaramente), puo’ risultare meno laborioso (anche se con qualche calcoletto in piu’ di matematica o algebra) di quello del Poligono Funicolare che comporta qualche piccola nozione di disegno e  piu’ spazio per rappresentarlo, anche se oggigiorno con i PC, anche questo sarebbe parzialmente superato.

Prendero’ in esame, quindi, solo il primo metodo.

Calcolo dei Momenti:

Consideriamo che tutte  le parti da noi costruite  e commerciali a nostra disposizione siano stati pesati (Massa in grammi) ed il loro Centro di Gravita’ trovato per sospensione o per stima (*).

(*) Da qua che ho chiamato “pratica” questa maniera.

Dopo avere disegnato  su un foglio di dimensioni stabilite la silouette del nostro modello in scala, andremo a tracciare  due righe in Ascissa X  e Ordinata Y (Sistema di assi Cartesiano ortogonale). Saremo noi poi a stabilire dove piazzare la Ordinata Y

. Per comodita’ di spazio diciamo di tracciarla a pochi cm dal filo ogiva, come da schizzo allegato.

A questo punto marcheremo sulla silouette tutti i Centri di Gravita’ dei nostri componenti (ad eccezione delle batterie…..vedremo poi la ragione) semplicemente con un punto e proietteremo sotto l’ascissa X  la distanza in cm dai C.G. stessi, alla Ordinata Y.

Il prodotto della Massa di un componente per la distanza  del suo CG alla Ordinata Y, si chiamera’ Momento (Mo).

La sommatoria dei momenti di tutti i componenti (SMo) che costituiscono l’aeromodello sara’ uguale al momento del suo CG, vale a dire al prodotto della massa dell’aerom. completo per la distanza del CG dalla ordinata Y (origine). (secondo il Teorema di Varignon)

Quindi se “L”  e’ questa distanza e “P” la massa totale aerom. si avra’ che:

SMo = L x P  da cui  L =  SMo / P

La distanza “L” trovata dovra’ cadere nella zona di centraggio prevista (ad es. tra il 25% e il 30% della corda dell’ala).

Se il CG cosi’ calcolato risultera’ troppo indietro come accade spesso, bisognera’ approfittare di quelle masse movibili a nostra disposizione (come le batterie ad es.) spostandole verso la Y in modo da ristabilire la equazione  :  SMo = L x P.

Ricordare che con la aggiunta delle batterie la massa dell’aerom. aumentera’ divenendo  P1.

Facciamo un Esempio:

e assumiamo come simbologia:

P =                    Massa dell’aerom. senza batterie

L =                    Distanza del CG dalla  ordin  Y

1..p2…p3… Masse dei componenti aerom.

l1…l2….l 11…. distanze componenti da ord. “Y” (ho considerato solo solo i piu’ appariscenti)

Y     = Ordinata  Origine

Mo   = Momenti dei componenti

S      = Sommatoria dei momenti Mo

P1    = Massa dell’aerom. completo di pacchi batterie.

E supponendo di avere un aerom con peso:

P =     4800 gr

L =     400mm  (derivante dal profilo alare)

e la Massa delle batterie (due pacchi) avendo anche acc. candela o carrelli retr. : 200 + 160 = 360gr

P1 =    5160gr

Ne deriva allora che un aerom. ben centrato (senza batterie) dovra’ dare come risultato:

SMo = L x p =  400 x 4800 = 1 920 000 gr/mm

Ma supponiamo accada invece di avere come risultato che:

SMo  =  1 848 00 gr/mm

Bisognera’ aggiustare il momento da :

1 920 000 – 1 848 000 = 72 000gr/mm

momento questo che potra’ essere costituito dai momenti dei due gruppi batterie, ponendoli rispet-

vivamente a 250mm da “Y” quella per la Radio e a 137mm per la batt.  Ausiliaria e cioe’:

(200 x 250) radio + (160 x 137) aux = 72 000

E’ chiaro dall’esempio di calcolo sovraesposto che piu’ componenti annoveriamo nel calcolo e piu’ risultera’ preciso il nostro risultato.

Qualora non bastasse intervenire “giostrando” con le batterie, allora bisognera’ armarsi di coraggio e rivedere qualche parte della struttura o agire sui compon. Commerciali,  per riaggiustarsi.

In ogni caso bisogna sempre fare in modo e maniera di rimettere a posto il tutto SENZA AGGIUNGERE PESI !!!!! per non aumentare il carico alare e in piu’ trovarsi con Momenti di Inerzia (potenze alla quarta) paurosi, come troppe volte ho constatato fare sul campo da pseudo aeromodellisti improvvisati e frettolosi.

Pochi numeri trovati al tavolo in una mezza giornata ci possono salvare dal gettare all’erba mesi di lavoro e soldi !!!

Baricentro con Teorema Varignon

 Esitono molte pubblicazioni a riguardo e l’argomento relativo al calcolo dei pesi e momenti e ricerca del CG e’ molto sentito specie sui velivoli da trasporto civile e militare. E’ uno degli argomenti principali spiegato nelle scuole di volo. A questo proposito vorrei citare un bel sito dal quale si possono trarre ottimi spunti e vedere come viene trattato l’argomento  :

http://www.free-online-private-pilot-ground-school.com/weight_and_balance.html

Si puo’ leggere anche un bell’articolo a riguardo,  sulla rivista MRA 704 dell’Agosto 1998, dove il bravo Pierre Eclancher costruisce e collauda il suo meraviglioso “Rallye MS S87” in scala 1:5 con Ap. Al di 2m

Info su Sergio

68 anni, disegnatore meccanico progettista- Specializzazione in mezzi subacquei. Appassionato aeromodellismo e sottomarini RC. Aeromodellismo dall'eta' di 12 anni e RadioComandato dal 1966. Modelli naviganti di Sottomarini Radioc. dal 1987. Purtroppo, mi sono affacciato ai PC e ad Internet in eta' tale , per cui molte delle mie realizzazioni (dal semplice trainer alle mie maxi riproduzioni) potranno essere presentate solo in foto, gia' terminate e senza un Build Log allegato.
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11 risposte a Come Progettare un Aeromodello in Proprio.

  1. natalino scrive:

    vorrei acquistare dei vostri disegni come devo fare? sono tutti molto interessanti vederli in volo nei video sono magnifici a risentirci natalino

  2. sergio scrive:

    Ciao Natalino,
    come gia’ ti ha preannunciato Daniele , la quantita’ di sisegni a disposizione e’ abbastanza vasta.
    Vedi di scegliere tra modelli maxi e Normali. Quindi tra riproduzioni o allen.to/acrobazia ,
    tra civili o militari, mono o plurimotori. Una volta che ci hai pensato ci dirai se vuoi scegliere tra il costruire da te partendo esclusivamente dai progetti o se invece vuoi risparmiare tempo acquistando uno shortkit..

  3. Stefano scrive:

    Salve, sono Stefano e mi è iniziato a piacere l’aeromodellismo, anche se non ne sono capace, vorrei costruire da me un aereo, un motore elettrico, misura media 70cm×120cm×30cm (a occhio e croce), e via. Un tipo di aereo che sia carino, biplano, idrovolante ecc…. Spero che la mia richiesta sia possibile, attendo risposta.
    Cordiali saluti Stefano.

    • admin scrive:

      Ciao Stefano, più o meno è possibile, dipende da quanta volontà hai.
      Se non hai esperienza, ti conviene iniziare a farti una buona cultura leggendo e informandoti il più possibile sui principi del volo, ci sono molti testi e anche su questo sito puoi trovare molte informazioni scritte.
      Dopo, puoi iniziare a pensare di realizzare un modello volante abbastanza semplice.

  4. sergio scrive:

    Ciao Stefano,
    mi ricollego a Daniele e confermando quello che che lui scrivi aggiungo soltanto che per gli inizi e’ preferibile soffermarci su un modello con ala “alta”, che ti consentira’ di digerire qualche piccolo errore di costruzione o di calcolo, continuando a volare senza darti troppi problemi. Inoltre e’ notorio che in un modello simile la velocita’ e’ molto piu’ bassa di uno con ala “bassa” o “media” e questo ti permettera’ di seguirlo in volo con piu’ sicurezza e iniziare a farti l’occhio e nel seguirlo. Le manovre sono piu’ dolci e le parti mobili (alettoni,direzionale, cabra) possono avere escursioni maggiori che andranno piu’ d’accordo con le tue dita ancora “poco sensibili”. Meglio ancora se questo modello sara’ un triciclo (vale a dire con 3 ruote : due sotto le ali e una sotto il muso), e i decolli e gli atterraggi saranno meno difficoltosi. Spero per te, inoltre, che tu abbia amici modellistiu a cui rivolgerti per essere meglio seguito nella costruzione e nel collaudo.
    Ciao da Sergio

  5. antonio mazzocchi scrive:

    avrei dei disegni di un camion militere da trasporto carri armati. conosete qualcuno che mi potrebbe agliutere a realizzare un modello radiocomandato?

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