martes, 28 de abril de 2009

ASPECTOS TEORICOS DEL AEROMODELISMO

1. Aeromodelos y aeromodelismo.

Un aeromodelo es un aparato más pesado que el aire, de dimensiones limitadas, con o sin motor, en tamaño reducido incapaz de llevar un ser humano
Aeromodelismo es la disciplina que, basada en la utilización de técnicas diversas, se ocupa del diseño, construcción y vuelo de aeromodelos.
(Definiciones de la Federación Aeronáutica Internacional).

2. La actividad aeromodelística.

Si se considera que el ánimo de volar como los pájaros ha sido -y lo sigue siendo-, una de las inquietudes innatas del hombre, se puede considerar que el nacimiento de esta actividad es muy anterior al siglo XIX, no contándose con elementos probatorios de tal hecho.
El antecedente más próximo se remonta al año 1870, cuando un francés -A. Penaud-, construyó modelos elementales impulsados por un sistema de gomas elásticas retorcidas, en coincidencia con el nacimiento e instauración de las primeras bases teóricas que dieron origen en esos tiempos, a la aviación propiamente dicha.
A comienzos del siglo XX es cuando se comienza a desarrollar la actividad organizada y, al transcurrir el tiempo, a contarse con más y mejores elementos para la construcción y vuelo de aeromodelos.
Evidentemente el avance en el campo de la aviación ha influido en el desarrollo del aeromodelismo, pero en muchos casos ésta última tuvo directa influencia en aquella, demostrándose que entre ambas actividades existe una estrecha relación e influencia mutua.
Hoy en día, la actividad aeromodelística está ampliamente difundida y desarrollada. Se cuenta con instituciones al efecto que se encargan de organizarla, materiales de todo tipo utilizables en la construcción, amplia utilización de la más moderna técnica de electrónica e informática, todo lo cual hace que mas personas estén dispuestas a volar aeromodelos.
En cuanto a su dispersión, el aeromodelismo es mundial, no conociendo fronteras, idiomas, razas o credos, sirviendo en la práctica como un formidable elemento para la confraternidad entre los seres humanos.
El aeromodelismo es por sobre todo pasión. Más allá de los avances tecnológicos, siempre permanecerá invariable a través del tiempo los aspectos fundamentales de todo quehacer humano: la imaginación y el entusiasmo. Esas dos cualidades son las que pone el aeromodelista en su obra, recibiendo en compensación la satisfacción de ver en vuelo su querido aeromodelo.

3. Técnicas y disciplinas aplicadas al aeromdelismo.

No existe una técnica específica aplicable universalmente a la construcción de aeromodelos. Cada persona adquiere conocimientos y experiencia acordes a su capacidad de aprendizaje, habilidad natural, tiempo disponible para este aero-deporte, recursos disponibles, etc.
Existen sí, diversas disciplinas técnias que concurren en mayor o menor medida en auxilio del aeromodelista:
* Dibujo
* Física
* Aerodinámica
* Química
* Mecánica
* Matemáticas
* Geometría
* Meteorología, y otras.


4. Clasificación de los aeromodelos.

Existe una gran variedad de aeromodelos, cada uno con sus propias características de diseño, construcción y vuelo ... y con diferentes costos. En concreto: hay para todos los gustos y posibilidades.
Mas abajo se detallan las principales modalidades existentes, al menos aquellas oficialmente incorporadas en códigos deportivos nacionales e internacionales.
La elección de cual modelo construir depende de cada persona, debiendo considerar todos los factores ya enunciados, recursos disponibles, lugar de vuelo disponible, costos, etc., pero por sobre todo, aquello que mas "sienta" la persona que lo vincule a una máquina voladora.
Un ordenamiento (puede haberlos otros), puede hacerse considerando el tipo de comando utilizado para el pilotaje.

a) En el vuelo libre el aeromodelo vuela sin intervención directa del piloto.
b) En el vuelo circular el aeromodelo es controlado por el piloto por una o dos líneas o cables, mientras el modelo vuela alrededor del mismo impulsado por un motor.
c) En el vuelo radiocontrolado el modelo vuela controlado por el piloto mediante ondas de radio generadas por un transmisor y captadas por un receptor instalado en el avión.

5. Partes que componen un aeromodelo.

Un aeromodelo se compone por partes, cada una de las cuales recibe un nombre distinto pues cumplen funciones distintas.
En aeromodelos complejos, las partes responden a formas y funciones que se utilizan en los aviones que todos vemos, diferenciándose en este caso solo por su tamaño y en algunos casos por la propia complejidad de ambos diseños.
Las partes básicas que componen un aeromodelo son estas.

En algunos casos, el estabilizador y el elevador son construidos en una sola pieza al igual que el timón y la deriva.
También en el ala, el flap suele ser mas corto y en la parte mas cercana al extremo del ala, se colocan los alerones.
En algunos textos a los flaps también se los denomina hipersustentadores.

6. El fuselaje y las alas.

En la construcción de los fuselajes y las alas, intervienen diversas piezas que la otorgan la forma deseada, a las cuales se las denomina "cuadernas", aunque en algunos casos dicho fuselaje es tan solo una tabla.
En cuanto a las alas, intervienen otras piezas que le dan la forma transversal, denominadas "costillas". Al igual que en el fuselaje, en ciertos modelos elementales el ala suele ser una simple tabla de madera balsa. El fuselaje se recubre con materiales de diverso tipo, desde tela hasta madera.


Las cuadernas se unen entre sí por medio de los "largueros" los cuales también se utilizan para unir entre sí a las costillas.

7. El perfil alar.

Si un ala se corta en forma transversal, generalmente tiene una forma alargada con una elevación en su parte superior, algo similar a una gota de agua "estirada".
A esa forma que tiene el ala vista de tal manera se la llama "perfil".
En esta figura vemos todas las partes que componen un perfil de ala o perfil alar.

Existen perfiles alares en donde el extrados y el intrados son de igual curvatura (se los llama perfiles bi-convexos simétricos) o ambos con distinta curvatura (perfiles bi-convexos asimétricos) o -como en el caso del dibujo anterior-, la parte superior curvada y la inferior plana, en cuyo caso es un perfil "plano-convexo".
Hay que hacer notar que lo expuesto para el ala es aplicable también para el estabilizador, elevador, timón y deriva.
En lo que sigue, abordamos un fenómeno fundamental para el vuelo de los aviones: la sustentación.

8. Porqué vuela un avión. La sustentación.

Cuando un cuerpo se mueve en un fluido -y el aire es un fluido-, altera la disposición de las moléculas de éste.
Si se considera al aire como un fluido, compuesto -como lo está- por moléculas, cualquier cuerpo que se mueva en el mismo altera la disposición de dichas moléculas.
Existe una teoría para explicar porqué vuela un avión, partiendo de la mencionada disposición molecular en su movimiento sobre las superficies del ala.
Cuando el ala se mueve en el aire, las moléculas que circulan por la parte superior y las que circulan por la parte inferior lo hacen a una velocidad tal que en el final de la misma vuelven a encontrarse. Si el perfil del ala no es simétrico (tiene distinta curvatura en la parte superior a la de la parte inferior) para que dichas moléculas vuelvan a unirse, las que circulan por la parte mas larga -en las alas clásicas es la parte superior-, lo hacen a mayor velocidad que las que circulan por la parte inferior. Esa mayor velocidad produce una zona de baja presión que literalmente "succiona" el ala hacia arriba.
Por lo contrario, el aire que circula por el intrados (la parte inferior) lo hace a menor velocidad provocando una zona de alta presión.
A esa fuerza que tiende a elevar el ala se la denomina "sustentación".

.

La sustentación es la que eleva el ala y por lo tanto al avión. Para que haya sustentación debe circular el aire con la suficiente velocidad para generar las zonas de presión. Por dicha razón, los aviones solo pueden empezar a volar cuando alcanzan una velocidad en el aire tal, que el mismo, al circular en la superficie del ala produce el mencionado efecto de succión

Algo interesante de analizar es que ocurre si se amplía el ángulo de ataque del ala respecto al aire (o sea, si se levanta el borde de ataque, por ejemplo cuando un avión comienza a circular en ángulo ascendente).
De ocurrir tal hecho, la sustentación va a continuar pero hasta un cierto límite, superado el cual, las moléculas de aire que circulan por la parte superior se separan de la superficie del ala, volviéndose turbulentas y generando que la zona de baja presión desaparezca.
Cuando esto ocurre, desaparece de a poco la sustentación hasta el punto en que ya no alcanza para mantener el avión en el aire. A este fenómeno -muy temido por todos los pilotos-, se lo denomina "entrada en pérdida".
Veamos gráficamente esta situación.


La entrada en pérdida, también puede ocurrir si la velocidad que tiene el avión en su movimiento en el aire, no es la suficiente para poder generar que se produzca la zona de baja presión en la parte superior del ala. Por eso, enviar el avión en picada es una solución en caso de no tener una fuente alternativa para generar velocidad.


Lo aquí expuesto es el A,B,C de la teoría de la aerodinámica del vuelo, pues en realidad existen muchas otras situaciones en las cuales los efectos enunciados no siguen esos principios (tipo de perfil alar, velocidad de vuelo, uso de flaps, y otras), lo cual es abordado por mucho material existente vinculado con todos estos temas. Quien esté interesado en profundizar al respecto puede acudir a la bibliografía existente.
En el próximo punto se aborda el tema de qué ocurre cuando el modelo vuela.
Allá vamos !

9. Fuerzas que actúan en el vuelo. El balanceo.

Todo cuerpo que se mueve en el aire, en nuestro caso un aeromodelo, se ve afectado por distintas fuerzas que influyen en forma positiva y negativa, según el caso y que son las siguientes:

La sustentación, como ya hemos visto, es la que impulsa al aeromodelo hacia arriba.
La gravedad, es la fuerza que se opone a la anterior: el modelo, mas pesado que el aire, tiende a ser atraído hacia la tierra (lamentablemente ..!)
La tracción, que está dada por el impulso de un motor o de la velocidad del modelo en el aire, lo cual tiende a hacerlo avanzar.
La resistencia al avance, dada por el volumen del modelo, tiende a frenarlo.

Quizá el factor mas importante a tener en cuenta al construir un aeromodelo, se refiere a la ubicación de los pesos de sus componentes, en forma tal de lograr un equilibrio de aquellas fuerzas para lograr en definitiva una situación de planeo estable.
A la correcta ubicación de los pesos se lo denomina "balanceo" y la ubicación del punto en el cual los pesos son neutralizados permitiendo dicho vuelo estable, se lo denomina "centro de gravedad".
El correcto balanceo de un aeromodelo es una tarea de fundamental importancia para lograr correctos vuelos. En general el centro de gravedad coincide con la zona del ala en donde se ubica el denominado "centro de presión", ubicado en la cercanía del mayor espesor del perfil alar.

La operación de balanceo se debe efectuar en dos formas:
a) Balanceo estático: Se obtiene sosteniendo al modelo por los extremos del ala ubicando peso -de ser necesario- en la trompa o en la cola hasta lograr que el punto de sostén coincida con el centro de gravedad indicado en el plano.
b) Balanceo dinámico: Se logra probando el modelo en vuelo, estudiando su comportamiento de estabilidad.

10. Ejes de estabilidad

En un avión -y por ende en un aeromodelo-, existen estos ejes teóricos, en los cuales se mueve el mismo al volar.

El eje de cabeceo, es aquel que determina la "cabreada" (el modelo levanta la nariz) o la "picada" (el modelo apunta con su nariz al suelo). Este eje está directamente vinculado a la ubicación del centro de gravedad.

El eje de guiñada, es el que determina la dirección del modelo hacia la izquierda o hacia la derecha y está determinado por la acción de mandos, concretamente el timón en la cola. En la determinación del comportamiento del modelo en este eje, es de fundamental importancia el volumen y forma del fuselaje (por lo general, afinado en su parte superior e inferior y alargado en sus laterales).

El eje de balanceo, es sobre el que el modelo inclina sus alas hacia un lado o hacia el otro, y está afectado en especial por la acción de alerones colocados en las semi-alas y por el timón de dirección en algunos casos.





3 comentarios:

  1. Sergio Espinosa Barragán15 de mayo de 2010, 16:49

    Indudable que es necesario, y también nos gustaría un artículo sobre el diseño de un avión
    con el soporte técnico de las partes y momentos que le son inherentes.

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  2. Blog muy bonito compartir aquí sobre el aeromodelismo, i appriciate this.Aeromodelling es un pasatiempo que consiste en una variedad de cosas. El concepto principal es la construcción de sus propias artesanías de aire modelo y correr ellos o simplemente jugar con ellos por su cuenta. Ahora, en estos días el deporte / hobby de aeromodelismo es un poco mejor de lo que solía ser. El tipo de cosas que usted puede hacer en estos días es ridículo. Usted, literalmente, puede crear su propio jet modelo si lo desea.

    Recuerdos.
    Andy.

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