INVESTIGACION DE DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UN
AEROMODELO CON MOTOR DE GUADAÑA
JUAN FERNANDO ECHEVERRI GOMEZ
ANDRES FELIPE GOMEZ ZULUAGA
ANDRES FELIPE GOMEZ ARTEAGA
JUAN FELIPE PUERTA OCHOA
DISEÑO DE MÁQUINAS
OCTUBRE 6 DE 2011
MEDELLIN, COLOMBIA
1. Tabla de contenido
2. TABLA DE ILUSTRACIONES
3. INTRODUCCION
En la actualidad y durante toda la vida se ha utilizado en el contexto de las artes, ingeniería, arquitectura, entre otras disciplinas creativas, el diseño como el proceso de configuración mental, en la búsqueda de una solución en cualquier campo o área de investigación.
En este caso se requiere por medio de la investigación y el diseño de máquinas, construir un modelo de aeromodelo que contenga ciertas especificaciones y características para ser capaz con un peso determinado, el cual corresponde al peso otorgado por un motor grande, que en este caso puede ser de guadaña, el peso de su fuselaje y sistema de radio control. Aparte de sostener este peso lo ideal es realizar un excelente vuelo y fácil maniobra del mismo.
El siguiente informe contiene todo el proceso del modelo, desde su primera investigación hasta la construcción final y prueba del aeromodelo a escala.
4. PROCESO
Ilustración 1. proceso de investigación y construcción del aeromodelo
5. INVESTIGACION
se requiere conocer funcionamiento esencial o basico de las aeronaves, como movimiento, propulsion, giro, rotacion, elevacion, entre otros modos de vuelo por lo que es apropiado analizar el papel que desarrolla el aeromodelismo en la creacion de nuevos modelos y versiones de algunos existentes e innovaciones.
El aeromodelismo es un área extensa que depende del diseño y de las necesidades o requisitos que se tengan, por lo que se debe investigar y generar diferentes ideas y soluciónes a problemas como el centro de gravedad, la propulsión, el torque generado por el motor, la hélice, los centímetros cúbicos de motor necesario, entre otros.
6. AEROMODELISMO
El aeromodelismo es un deporte o hobby para muchas personas con un elevado componente científico y técnico cuyo objetivo es diseñar, construir y obviamente hacer volar aviones a escala, bien sean replicas de algunos existentes o diseños exclusivos para pruebas y quizá construcción de futuros aviones reales.
El aeromodelismo tiene diferentes modalidades de vuelo y construcción como son:
· Vuelo libre.
· Vuelo circular.
· Radiocontrol (R/C).
· Interiores
· First person view (FPV). En este el piloto guía su aeromodelo por medio de video inalámbrico.
Por el sistema de propulsión o vuelo, pueden dividirse en planeadores, veleros, de motor de explosión, eléctricos o reactores.
7. DEFINICION DEL PROYECTO
El proyecto a realizar esta fundamentalmente relacionado con un aeromodelo de vuelo R/C con un motor grande a gasolina y potente de otra máquina, el cual será adaptado y modificado posiblemente para otorgar mayores características al aeromodelo.
El vuelo R/C es la categoría reina del aeromodelismo. En ella se realizan modelos iguales o similares según el grado de similitud con respecto al modelo real, los cuales funcionan por medio de señales de radio que transmiten ordenes a unos servos que actúan sobre las superficies de control de los modelos.
1. UN AEROMODELO
Ilustración 2. partes de un aeromodelo
2. SISTEMA DE R/C
Ilustración 3. sistema de radio control
3. MOVIMIENTO
8. POSIBLES DISEÑOS
9. DIMENSIONES A IMPLEMENTAR EN EL DISEÑO Y CONSTRUCCION DEL AEROMODELO
NOMBRE | UNIDADES | VALOR | DESCRIPCION |
CUERDA MEDIA | m | 0.41 | COSTILLA |
ENVERGADURA | m | 2.64 | ALA |
SUPERFICIE ALAR | m^2 | 1.0824 | CUERDA MEDIA X ENVERGADURA |
ALARGAMIENTO | m | 6.43902439 | MAYOR ALARGAMIENTO, MENOR RESISTENCIA INDUCIDA |
FLECHA | ° | 0 | NEUTRA |
DIEDRO | ° | 0 | NEUTRO |
10. FUERZAS QUE ACTUAN SOBRE EL AVIÓN
Ilustración 6. fuerzas presentes en el avion
Sobre un avión en vuelo actúan cuatro fuerzas fundamentales:
· Levantamiento o sustentación (L) (Lift)
· Peso (W) (Weight)
· Resistencia (D) (Drag)
· Empuje (T) (Thrust)
LEVANTAMIENTO O SUSTENTACIÓN (L). Es la fuerza que permite al avión mantenerse en el aire. El levantamiento o sustentación se crea principalmente en las alas, la cola y, en menor cuantía, en el fuselaje o estructura. Para que el avión pueda volar la fuerza de sustentación debe igualar a su peso (L=W), contrarrestando así la fuerza de gravedad.
PESO (W). Es el resultado de la fuerza de atracción que ejerce la gravedad sobre todos los cuerpos, atrayéndolos hacia su centro. La fuerza de gravedad se opone al levantamiento o sustentación en el avión, tanto en tierra como durante el vuelo.
FUERZA DE EMPUJE O TRACCIÓN (T). La proporciona el motor (o motores) del avión por medio de la hélice o por reacción a chorro. La fuerza de empuje permite al avión moverse a través de la masa de aire y es opuesta a la fuerza de resistencia. Para que el avión pueda mantenerse en vuelo la fuerza de empuje debe igualar a la fuerza de resistencia que se opone a su movimiento (T=D).
RESISTENCIA (D). Es la fuerza que se opone al movimiento de los objetos sumergidos en un fluido. Desde el punto de vista físico, tanto el agua como los gases se consideran fluidos. De manera que el aire, al ser un gas, se considera también un fluido. La resistencia aerodinámica, que se opone al desplazamiento de los objetos cuando se desplazan a través de los fluidos, la produce la fricción y depende, en mayor o menor grado, de la forma y rugosidad que posea la superficie del objeto, así como de la densidad que posea el propio fluido.
PESO (W). Es el resultado de la fuerza de atracción que ejerce la gravedad sobre todos los cuerpos, atrayéndolos hacia su centro. La fuerza de gravedad se opone al levantamiento o sustentación en el avión, tanto en tierra como durante el vuelo.
FUERZA DE EMPUJE O TRACCIÓN (T). La proporciona el motor (o motores) del avión por medio de la hélice o por reacción a chorro. La fuerza de empuje permite al avión moverse a través de la masa de aire y es opuesta a la fuerza de resistencia. Para que el avión pueda mantenerse en vuelo la fuerza de empuje debe igualar a la fuerza de resistencia que se opone a su movimiento (T=D).
RESISTENCIA (D). Es la fuerza que se opone al movimiento de los objetos sumergidos en un fluido. Desde el punto de vista físico, tanto el agua como los gases se consideran fluidos. De manera que el aire, al ser un gas, se considera también un fluido. La resistencia aerodinámica, que se opone al desplazamiento de los objetos cuando se desplazan a través de los fluidos, la produce la fricción y depende, en mayor o menor grado, de la forma y rugosidad que posea la superficie del objeto, así como de la densidad que posea el propio fluido.
4. COMO SE CREA LA SUSTENTACION
La sustentación que mantiene al avión en el aire sólo se puede crear en presencia de un fluido, es decir, de la masa de aire que existe dentro de la atmósfera terrestre. Ni la sustentación ni la resistencia se producen en el vacío. Por esa razón las naves espaciales no necesitan alas para moverse en el espacio exterior donde no hay aire, con excepción de los transbordadores que sí la necesitan para maniobrar a partir del momento que reingresan en la atmósfera terrestre y poder después aterrizar.
TEORIA DE BERNOULLI:
Ilustración 7. diagrama teoria de Bernoulli
Representación gráfica de la teoría de Bernoulli. El flujo de partículas de la masa de aire al chocar contra el borde de ataque del ala de un avión, se bifurca y toma dos caminos: (A) un camino más largo, por encima de la superficie curva del plano aerodinámico y otro camino más corto (B), por debajo. En la parte superior se crea un área de baja presión que succiona hacia arriba venciendo, en el acaso del ala, la resistencia que opone la fuerza de gravedad.
TEORIA DE NEWTON
Ilustración 8. diagrama teoria de Newton
Representación gráfica de la teoría de Newton: (A) Disparo de perdigones. (B) Impacto en el fondo de un plato o disco irrompible. (C) La velocidad que transfieren los perdigones al plato o disco hace que éste se eleve. (D) Los perdigones rebotan y caen después del impacto.
5. CALCULO DE LA SUSTENTACION
Las variables que influyen en la sustentación del avión, algunas están dadas por el diseño, otras por condiciones climáticas, como:
1) Densidad del aire:
El aire posee diferentes densidades dependiendo directamente de la temperatura del mismo. La densidad es la cantidad de partículas de aire por unidad de volumen. El aire caliente es menos denso que el aire frío, por lo tanto en invierno los aviones vuelan mejor.
2) Velocidad del aire sobre el perfil aerodinámico:
La sustentación es directamente proporcional al cuadrado de la velocidad.
3) La superficie alar:
Cuanto mayor es la superficie alar mayor es la sustentación. Generalmente
se posee poca acción para modificar esta acción.
4) El ángulo de ataque:
La sustentación es directamente proporcional al coseno del ángulo de ataque. La formula de la sustentación que agrupa todos estos elementos es:
Otra fórmula correspondiente sería: L=CL*q*S donde CL es el coeficiente de sustentación, dependiente del tipo de perfil y del ángulo de ataque; q la presión aerodinámica (1/2dv² siendo d la densidad y v la velocidad del viento relativo) y S la superficie alar.
En este caso quedaría:
NOMBRE | UNIDADES | VALOR | DESCRIPCION |
SUSTENTACION(L) | N | 246.79 | PROPORCIONAL ANGULO DE ATAQUE |
DENSIDAD DEL AIRE | Kg/m^3 | 1.2 | |
VELOCIDAD | m/s | 20 | PASO DE LA HELICE |
SUPERFICIE ALAR | m^2 | 1.0824 | CUERDA MEDIA X ENVERGADURA |
COEFICIENTE AERODINAMICO | adimensional | 0.95 | DISEÑO DEL ALA, IDEAL |
∞ | ° | 0 | ANGULO DE ATAQUE |
COS(∞) | adimensional | 1 | COSENO ANGULO DE ATAQUE |
MASA | Kg | 7 | TODO EL SISTEMA |
GRAVEDAD | m/s^2 | 9.81 | FUERZA DE GRAVEDAD |
PESO(W) | N | 68.67 | m*GRAVEDAD |
EMPUJE(T) | N | MOTOR |
11. SUPERFICIES FLEXIBLES DE CONTROL
Ilustración 9. superficies flexibles del avion
Los aviones poseen, como mínimo, cuatro superficies flexibles o movibles exteriores que le permiten despegar y aterrizar, mantenerse en el aire y cambiar el rumbo. Dos de esas superficies son los alerones y los flaps, situados en las alas; las otras dos son, el timón de dirección (o timón de cola) y el timón de profundidad (o elevadores), ambas situadas en la cola.
6. EL CENTRO DE GRAVEDAD Y EL CENTRO AERODINAMICO
La posición relativa de estos dos puntos es importante para la estabilidad longitudinal. Pueden encontrarse tres posiciones, las cuales son:
Ilustración 10. posiciones del centro de gravedad y el centro aerodinamico
De estos tres casos se concluye que es fundamental que el avión tenga una estabilidad longitudinal neutra, es decir, que el peso del avión este sompensado por la sustentación.
7. DETERMINACION DEL CENTRO DE GRAVEDAD
Ilustración 11. determinacion del centro de gravedad
lo que da como resultado:
Al presentarse otros componentes y factores que afectan el peso y las fuerzas que interactúan en el avión, se puede calcular la localización del centro de gravedad por medio de la siguiente formula.
Dando como resultado:
POR MOMENTOS | ||||
GRAVEDAD | 9.81 | m/s^2 | ||
DENSIDAD GASOLINA | 680 | Kg/m^3 | ||
NOMBRE | MASA(Kg) | BRAZO(m) | UNIDADES | MOMENTO |
MOTOR | 3 | -0.28 | Nxm | -8.2404 |
TANQUE COMBUSTIBLE | 0.408 | -0.18 | Nxm | -0.7204464 |
SERVOS | 0.148 | 0.35 | Nxm | 0.508158 |
RECEPTOR | 0.22 | 0.3 | Nxm | 0.64746 |
BATERIAS | 0.232 | 0.25 | Nxm | 0.56898 |
TREN DE ATERRIZAJE | 0.183 | 0.05 | Nxm | 0.0897615 |
RUEDA DE COLA | 0.346 | 1.25 | Nxm | 4.242825 |
ESTRUCTURA | 0.654 | 0.7 | 4.491018 | |
MOMENTO TOTAL | 1.5873561 | |||
PESO TOTAL | 7 | |||
CG | 0.22676516 |
12. EL FACTOR DE CARGA.
El factor de carga es la relación que existe entre la carga total soportada por las alas y el peso bruto del avión con su contenido (Carga soportada / Peso bruto del avión = Factor de Carga).Como el peso se debe a la fuerza de la gravedad, el factor de carga se suele expresar en términos de relación con ella: en "g". Así un factor de carga de 3 "ges" significa que la carga sobre la estructura del avión es de 3 veces su peso actual. Por ejemplo: si el avión pesa 1000 kg. se está soportando una carga de 3000 kg. (1000*3=3000).
Este factor puede ser positivo o negativo. Es positivo (g positiva) cuando la fuerza es hacia abajo, y es negativo (g negativa) cuando es hacia arriba; en las g positivas el peso del piloto aumenta quedando "pegado" al asiento, mientras que en las g negativas el peso disminuye y el piloto "flota" en el asiento.
El factor de carga es importante por dos razones: Por la sobrecarga estructural impuesta a las alas, que pueden llegar a romperlas, y porque la velocidad de pérdida se incrementa en proporción al factor de carga.
Durante el vuelo, las alas del aeroplano deben soportar todo el peso de este; en la medida en que se mueva a una velocidad constante y en vuelo recto, la carga impuesta sobre las alas es constante (1g) y un cambio de velocidad en esta situación no produce cambios apreciables en el factor de carga. Pero si el cambio es de trayectoria, hay una carga adicional al peso del avión, más acusada si este cambio se hace a alta velocidad y bruscamente. Esta carga adicional se debe a la fuerza centrífuga, que es la fuerza de inercia que se manifiesta en todo cuerpo cuando se le obliga a variar de dirección (horizontal o vertical).
Por tanto cualquier cambio de trayectoria del avión implica en mayor o menor medida una fuerza centrífuga que incrementa el factor de carga. Cualquier fuerza aplicada a un avión que lo saque de su trayectoria produce tensión sobre su estructura, el total del cual es el factor de carga.
Ilustración 12. factor de carga en virajes
El factor de carga en vuelo recto. Si en vuelo recto y nivelado se tira bruscamente del volante o palanca de control hacia atrás, el avión se encabritará (morro hacia arriba) y entrará en una trayectoria de curva hacia arriba lo cual incrementa el factor de carga.
El factor de carga en los virajes. En cualquier avión, a cualquier velocidad, si se mantiene una altitud constante durante un giro coordinado, el factor de carga para un determinado grado de inclinación es el mismo.
Categorías. Todos los aeroplanos están diseñados cumpliendo unos requerimientos de esfuerzo, en función del uso que se vaya a hacer del mismo. La clasificación según estos requisitos se denomina categorías. Para obtener su certificación por las autoridades competentes, el esfuerzo estructural (factor de carga) debe ser conforme a los estándares prescritos. Las categorías y el máximo factor de carga para cada una de ellas son las siguientes (según la F.A.A):
Normal: 3.8 G.
Utility: 4.4 G.
Acrobatic: 6 G.
13. CALCULOS Y DIMENSIONES DEL ALA
Ilustración 13. terminologia general de los elementos del ala
8. ANGULOS A TENER EN CUENTA PARA LA POSICION DE LAS ALAS
FLECHA. Angulo que forman las alas (más concretamente la línea del 25% de la cuerda) respecto del eje transversal del avión. La flecha puede ser positiva (extremos de las alas orientados hacia atrás respecto a la raíz o encastre, que es lo habitual), neutra, o negativa (extremos adelantados). Para tener una idea más gráfica, pongamos nuestros brazos en cruz como si fueran unas alas; en esta posición tienen flecha nula, si los echamos hacia atrás tienen flecha positiva, y si los echamos hacia delante tienen flecha negativa.
Ilustración 14. flecha de ala
DIEDRO. Visto el avión de frente, ángulo en forma de "V" que forman las alas con respecto al horizonte. El ángulo diedro puede ser positivo, neutro, o negativo. Volviendo a nuestros brazos en cruz, en posición normal tenemos diedro neutro, si los subimos tienen diedro positivo y si los bajamos tienen diedro negativo.
14. ESTRUCTURA DEL AEROMODELO
Ilustración 16. Estructura del aeromodelo
9. COMPONENTES ESTRUCTURALES DEL ALA
La función del ala es producir sustentación y soportar cargas, por lo tanto, su forma y estructura desde el punto de vista estructural se deberá comportar como una viga capaz de resistir esfuerzos, y entre ellos:
- Cargas aerodinámicas. (sustentación y resistencia).
- Cargas debidas al empuje o tracción del motor.
- Reacción debidas al tren de aterrizaje.
- Esfuerzos debidos a la deflexión de las superficies móviles.
De acuerdo con la función de cada componente se lo denomina principal o secundario.
Componentes principales:
· Largueros
· Costillas
· Revestimiento
· Herrajes
Componentes secundarios:
§ Falsas costillas
§ Larguerillos
§ Refuerzos
LARGUERO (SPAR): Viga que se extiende a lo largo del ala. Es el componente principal de soporte de la estructura. Soporta los esfuerzos de flexión y torsión.
COSTILLA (RIB): Miembro delantero y posterior de la estructura del ala, da forma al perfil y transmite la carga del revestimiento a los largueros.
REVESTIMIENTO (SKIN): Su función es la de dar y mantener la forma aerodinámica del ala, pudiendo contribuir también en su resistencia estructural.
HERRAJES (FITTING): Son componentes de metal empleados para unir determinadas secciones del ala. De su cálculo depende buena parte de la resistencia estructural del ala. Resisten esfuerzos, vibraciones y deflexiones.
LARGUERILLOS (STRINGER): Son miembros longitudinales de las alas a lo largo de las mismas que transmiten la carga soportada por el recubrimiento a las costillas del ala.
PLACA O ALMA (WEB): Es una placa delgada que soportada por ángulos de refuerzo y estructura, suministra gran resistencia al corte.
Ilustración 17. esquema de representacion del ala en costillas
LARGUEROS
Las fuerzas que soporta el ala varían a lo largo de la envergadura, por lo cual los largueros pueden ser de sección variable a lo largo de ésta, con lo se consigue disminuir el peso estructural.
La Forma de la sección transversal del larguero: Depende de la forma del perfil, su altura, la resistencia exigida y el material empleado.
Ilustración 18. secciones de largueros
Sección rectangular: Es macizo, económico y sencillo.
Sección I: Posee una platabanda inferior y superior unidas mediante el alma.
Sección canal: Soporta mejor los esfuerzos que el rectangular, sin embargo es inestable bajo cargas de corte. Se lo utiliza solo como larguero auxiliar.
Sección doble T: Tiene buena resistencia a la flexión y es liviano.
Sección I compuesta: Tiene la platabanda inferior y superior del mismo material, mientras que el alma es de diferente material y se fija a las platabandas mediante remachado.
Largueros de Armadura
Las dos platabandas se unen entre sí con elementos diagonales y o verticales que pueden estar vinculados por remachado, abulonado o soldado, que constituyen el alma del larguero.
Ilustración 19. representacion larqueros de armadura
Largueros de Alma Llena
Las platabandas se unen con una chapa que forma el alma, en el caso que sea muy alta debe incluir refuerzos verticales para aumentar la estabilidad de la chapa.
Normalmente se agujerea el alma (agujero de alivianamiento), para disminuir su peso, para facilitar el acceso para las tareas de mantenimiento y para pasar tuberías y cables.
Los agujeros deben permitir el paso de una mano cerrada por lo tanto su diámetro no debe ser inferior a los 120 mm.
En vuelo normal la platabanda superior está sometida a compresión mientras que la inferior a tracción y el alma trabaja al corte.
Ilustración 20. representacion larguero de alama llena
COSTILLAS
Sus funciones son:
1- Mantener la forma del perfil
2- Transmitir las fuerzas aerodinámicas a los largueros.
3- Distribuir las cargas a los largueros.
4- Estabilizar el ala contra las tensiones.
5- Cerrar las celdas.
6- Mantener la separación de los largueros.
7- Proporcionar puntos de unión a otros componentes (tren de aterrizaje).
8- Formar barreras de contención en los tanques de combustible.
Clasificación por su Función
a) Costillas de compresión: Unen los largueros entre sí. Transmiten y distribuyen equitativamente los esfuerzos en los largueros. Se colocan donde se producen esfuerzos locales. No siempre se disponen perpendicularmente, pueden colocarse en diagonal.
b) Costillas Maestras: Mantienen distanciados los largueros y dan rigidez a los elementos.
c) Costillas Comunes: No son tan fuertes. Su tarea es la de mantener la forma del perfil y transmitir las fuerzas interiores a los largueros, distribuyéndolas en varias partes de ellos.
d) Falsas costillas: Solo sirven para mentener la forma del revestimiento, y se ubican entre el larguero y el borde de ataque o fuga.
PARTES DE LA COSTILLA
Nervio superior
Nervio inferior
Alma (si es metálica se suele hacer estampada) proporciona rigidez por deformaciones verticales y diagonales.
UBICACIÓN DE LAS COSTILLAS
Se colocan perpendicularmente al larguero a una distancia de separación entre costillas que depende de los siguientes factores:
A) Velocidad del avión
B) Carga alar
C) Construcción de la costilla
D) Recubrimiento
E) Tipo de perfil
10. Fuselaje
El fuselaje es la parte principal de un aeromodelo; en su interior se sitúan la cabina de mando y tanque de gasolina, además de diversos sistemas y equipos que sirven para dirigir el avión, como servos, receptor y otros. También, sirve como estructura central a la cual se acoplan las demás partes del avión, como las alas, el grupo motopropulsor o el tren de aterrizaje.
Su forma obedece a una solución de compromiso entre una geometría suave con poca resistencia aerodinámica y ciertas necesidades de volumen o capacidad para poder cumplir con sus objetivos.
FUSELAJE DE PALITO O VARILLA
Este tipo de fuselaje es el adecuado para quien se inicia y nunca construyo ningún modelo anteriormente, de mas esta decir que es el mas fácil de construir en el aeromodelismo.- Se lo llama "palito" o varilla ya que como se puede apreciar en los dibujos esta consta solo de una varilla y no tiene nada de complicado.
Ilustración 21. fuselaje de palito o varilla
FUSELAJE DE PLANCHA
Este tipo de fuselaje tampoco es complicado pero se debe tener mucha prolijidad en su corte, y debe estar bien lijado, para de esta manera reducir al mínimo su resistencia contra el aire cuando vuele.
Para su construcción calcaremos su forma del plano y lo cortaremos. La veta siempre debe quedar en forma horizontal para que quede mas resistente. En caso que el modelo sea de motor a goma , llevara una caladura en su parte media y a lo largo, por donde pasara la goma a los ganchos, y en la que también se insertara el alambre del tren de aterrizaje.
Ilustración 22. fuselaje de plancha
FUSELAJE DE VARILLAS
Este tipo de fuselaje ya es un poco mas complicado en lo que ha su construcción se refiere, tomando en cuenta los anteriores, pero es el mas fácil dentro de los de su clase.- Para su construcción cortaremos las varillas de balsa tal como lo indique el plano, y después de pulirlas con una lija fina procedemos al armado de su armazón, esto debemos hacerlo con prolijidad ya que debe ser recubierto con papel y las imperfecciones se notaran en el caso que las hubiere.
Ilustración 23. fuselaje de varillas
Para la construcción de este tipo de fuselajes colocaremos el plano sujeto con chinches sobre un tablero, y sobre el plano una lamina de polietileno, o bien una lamina de papel celofán , para evitar ensuciar el plano con restos de cemento y/o cola .
En el dibujo se puede apreciar, que las varillas se van sujetando con alfileres siguiendo la línea del diseño y uniendo sus extremos con gotitas de cola (o cemento según sea el elemento empleado).
Una vez secas las uniones, se debe retirar los alfileres , levantando el lateral del fuselaje que acabamos de construir, para luego continuar con la construcción de el otro lateral del fuselaje. Luego estos dos laterales se unirán con varillas travesaño para dar la forma final al fuselaje.
Ilustración 24. diagrama de calcado y construccion.
FUSELAJE CAJON O MONOCOQUE
Este fuselaje se construye con cuatro planchas de balsa delgada que se unen por los bordes entre sí, en su interior llevan de refuerzo cuadernas hechas de varillas o bien de planchas de balsa mas gruesas.- Los cuatro fuselajes vistos anteriormente son , y en ese orden, lo mas fácil para comenzar, de mas esta decir que que debe guiarse por los planos de modelos ya perfectamente probados. Más adelante y cuando ya se tenga cierta experiencia podremos diseñar nuestros propios modelos.
Ilustración 25. fuselaje cajon o monocoque
FUSELAJES VARIADOS
Hay otros tipos de fuselajes como por ejemplo el de forma triangular, con varillas o planchas de balsa, redondos con cuadernas de plancha y varillas, el rectangular, con refuerzos, cuadernas y varillas en el dorso, y otras variantes formas y tipos que van acorde a cada modelo, esto más que nada en el caso de las maquetas que deben simular el fuselaje de un modelo real.
Ilustración 26. fuselajes mixtos o variados
15. PROPULSION DEL AEROMODELO
11. EL MOTOR
El motor es el componente mecánico que le proporciona al modelo la energía que necesita para su movimiento, es decir, estar en el aire y mantenerse en el. En la actualidad existen varias versiones de motores utilizados para modelos, entre estos tenemos:
* Motores de dos tiempos que trabajan con combustible tipo Glow * Motores de cuatro tiempos que trabajan con combustible tipo Glow. * Motores de dos tiempos que trabajan con Gas ( Gasolina Automotor ). * Motores eléctricos. * Microturbinas. |  Ilustración 27. motor 2T |
El modelo mas usado en aeromodelismo es el motor de explosion de un solo cilindro y dos tiempos. Los motores de los aeromodelos estan a partir de 0.3 cc hasta tamaños muchisimo mas grandes.
El rendimiento del motor esta relacionado directamente con la mezcla de combustible utilizada o realizada y el tipo de helice que contenga el sistema. Tambien es importante la posicion del deposito de combustible, ya que debe estar situado de forma que no haya ninguna eventualidad en el vuelo como apagado o fallas en el sistema como tal.
Ilustración 28. despiece del motor
12. LA HELICE
Siempre se debe utilizar la hélice que esté recomendada para el motor que se posea. Se debe apoyar en las recomendaciones del fabricante en el manual o acudir a paginas relacionadas con los cc del motor con las hélices.
Las hélices se identifican por el diámetro y el paso que tienen.
· El "diámetro" es la medida de la hélice de un extremo a otro.
· El "paso" es la distancia que avanza la hélice al girar en el aire. Tanto el diámetro como el paso, en general
se mencionan en pulgadas.
Por ejemplo, una hélice 10x6 indica que tiene un diámetro de 10 pulgadas y un paso de 6 pulgadas. Esta hélice, en cada giro que realiza tiene un avance de 6 pulgadas (recordar que 1 pulgadas son 2.54 cms.)
Las hélices tienen un núcleo central y "palas" unidas al mismo. Si una hélice tiene dos palas se dice que es una hélice "bipala", si tiene tres, es una "tripla" y si tiene cuatro es una hélice "cuatripala".
Ilustración 29. helices y materiales
En cuanto al material con que se construyen las hélices, los hay de varios tipos, pero no se permite el uso de hélices metálicas, por el peligro y el abuso de seguridad con el que cuentan.
Las hélices de madera tienen como ventaja su rigidez, factibilidad de ser construidas por el propio aeromodelista y relativo bajo costo. Como desventaja, tienen cierta fragilidad a los golpes, en especial en los aterrizajes débiles o mal efectuados.
De hecho como hemos visto, la relación “paso X vueltas” no nos da mas que una idea de la velocidad máxima que teóricamente podemos alcanzar, sabiendo que solo nos acercaremos si el rendimiento de la hélice se adapta a las características del avión. La elección se hará en base a otros parámetros.
1.- El rendimiento de una hélice varía con su velocidad de desplazamiento en el aire. Dicho de otra manera, el rendimiento que suministra en el suelo con el avión parado, es diferente al que daría en velocidad de crucero del avión, Así, no es la hélice que da mas tracción en el suelo la que mejor se adapte al vuelo.
2.- Un paso pequeño, sobretodo combinado con un gran diámetro, favoriza la aceleración en el despegue, pero la velocidad de vuelo será limitada. Esta opción será así inadecuada para un avión que queremos que vuele rápido. Sin embargo conviene muy bien a un avión de baja carga alar tipo “ trapanela” que puede volar muy lento, y aún siempre y cuando la velocidad máxima impuesta por la hélice no sea inferior a la velocidad de pérdida del avión.
3.- Inversamente, una hélice con un gran paso nos dará una aceleración mediocre al despegue ya que su rendimiento no es óptimo que a altas velocidades, lo que explica que los aviones reales estén equipados de hélices a paso variable: el piloto despega con paso pequeño y pasa al grande para optimizar el rendimiento en vuelo de crucero.
4.-En vuelo, el régimen de una hélice aumenta en relación a su valor en el suelo, avión parado. Se puede estimar a 10% de mejora de régimen. Dicho de otra manera, una hélice que gira a 12.000 vueltas en el suelo, sube hasta 13.000 vueltas en vuelo, y más aún cuando el avión baja en picado. Ahí también la importancia de este aumento de régimen esta influenciado por la fineza aerodinámica del avión.
5.- A la relación paso/diámetro se le llama “paso relativo”. Se constata que cuanto mas alto es el relativo, mejor es el rendimiento de la hélice, lo que explica en parte los pasos muy elevados que se usan en los aviones de acrobacia de competición .
Atención !
Siempre se deben proteger los dedos de la mano cuando se arranquen los motores, cualquiera sea el tipo de motor y hélice que se utilice.
EVIDENCIAS
Ilustración 30. Hélices para motores de 2 tiempos en aeromodelismo.
Ilustración 31. Hélices para motores de 4 tiempos en aeromodelismo.
Atención!
Siempre se deben proteger los dedos de la mano cuando se arranquen los motores, cualquiera sea el tipo de motor y hélice que se utilice.
La construcción de este aeromodelo trainer se lleva a cabo en la Universidad eafit en Medellín (COLOMBIA), en las instalaciones adecuadas para trabajar en el proyecto, se cuenta con toda la maquinaria apropiada como taladros, destornilladores, cortadoras, maquinas laser, lijadoras, ruteadoras, bisturís y todos los instrumentos de medición requeridos.
1.1 PROCESO
Lo primero es tener los planos y las ideas de construcción para luego conseguir los materiales a utilizar, es fundamental tenerlos al principio o almenos gran parte de estos para poder trabajar y avanzar en el trabajo, luego se comienza con las ideas de pegado y ensamble de las partes como se puede evidenciar en el proceso de construcción.
FUSELAJE
ALAS
TIMON
ELEVADOR
MOTOR
TODO EL AVION
