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Vecchio 09 gennaio 18, 12:21   #1 (permalink)  Top
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lastre piane monoruvide

Vi scrivo ancora di lastre piane di sottile cartoncino bristol, spessore circa 0,3 mm, per ali a profilo piano di cartoncino.
Non rispondetemi citando le equazioni di Blasius sullo strato limite, o Navier/Stokes etc.; qui non siamo all'Università, dove io mi porrei ancora studente somaro, mentre ora sono solo uno zuzzurellone di 72 anni.
Rispondete se conoscete dati polari pratici per una lastra piana liscia da entrambi i lati, a bassissimi numeri di Reynolds, possibilmente allegando gentilmente le polari nei Vs. messaggi. La velocità di planata dei miei tuttala può essere stimata circa 3,5 < 4 m/sec. e la corda media alare circa 40 mm, quindi sono numeri di Reynolds bassi, non vi so dire quanto, temo proprio nel regime di transizione laminare/turbolento.
Ho trovato una polare in Lastra piana - AB-AIRFOIL, per NR. 88000, credo decisamente troppo alto.

Vi faccio notare che il cartoncino bristol esiste anche ruvido e monoruvido, in cartoleria solitamente grammatura 220 g/m2.
Monoruvido significa con un lato ruvido (per disegni a matita) e altro lato liscio (per schizzi a pennarello).
Ruvido significa a moltissime righette parallele affiancate tra loro sulla superficie, ma quasi impercettibili al tatto, appena visibili, guardando con cura. Cioè altezza delle righette (o profondità avvallamenti) forse 0,1 mm e passo tra le righette circa 0,8 mm, con creste larghe circa come gli avvallamenti.
Chiedo se esistono disponibili anche diagrammi polari per lastre sottili, cioè di spessore come il suddetto cartoncino bristol, ma completamente ruvide, e/o monoruvide, per voli a bassissimi NR.
Potete gentilmente allegare queste polari od altre indicazioni pratiche?
In effetti le richieste di tali polari possono essere eccessive, in realtà voglio solo capire quanto segue.

Ho provato a disporre le righette del cartoncino monoruvido sempre parallelamente al senso di marcia dei miei aeroplanini tuttala, con ali fatte soltanto dal piano dello stesso bristol, ma non ho ancora sperimentato con le righette perpendicolari alla direzione di marcia.
Ho sperimentato che, appunto con le righette quasi parallele al flusso, facendo gli aeroplanini tuttala di cartoncino con il lato ruvido sopra e liscio sotto l'ala, il tuttala quasi sempre picchia a looping inverso, subito dopo il lancio.
Invece con il lato liscio sopra e ruvido sotto l'ala, il tuttala plana sempre bene (in entrambi i casi dopo accurato centraggio longitudinale).
Imputo la cosa allo strato limite laminare/turbolento quando il bristol è rispettivamente liscio/ruvido; basta una lieve differenza di incidenza per stallare e picchiare subito dopo il lancio, nel caso lato ruvido sopra l'ala. Dapprima non mi sembrava che succedesse così solo per piccolissime righette del bristol, ma ho costruito diversi simili tuttala ed il fenomeno si ripete identicamente per tutti.
Infatti al contrario, nel caso liscio sopra, si possono tollerare ampie escursioni di incidenze di lancio e di volo, vuoi per lanci errati o per colpi di vento in volo, di solito senza problemi di stabilità nella direzione di planata, che risulta quasi sempre ben tesa, ovviamente con il tuttala sempre ben centrato.
La planata migliore di tali aeroplanini lisci sopra l'ala si svolge con efficienza apparente circa 6, forse 7, ad occhio e croce.

Vi ringrazio anticipatamente. Flavio
Sezione aeromodellismo di carton
mattafla non è collegato   Rispondi citando
Vecchio 09 gennaio 18, 13:11   #2 (permalink)  Top
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Mi lascia perplesso che delle righette quasi inpercettibili al tatto influenzino tanto la stabilita'.
Non e' che il materiale ha una diversa rigidita' nei due casi sopra/sotto e questo provoca differenti deformazioni della struttura?
devCad non è collegato   Rispondi citando
Vecchio 09 gennaio 18, 22:23   #3 (permalink)  Top
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Il cartoncino bristol monoruvido usato 220 g/m2 appare perfettamente piano sopra e sotto.
Credo che resti piano senza deformarsi per tutta l'apertura alare, tranne la zona della clip, che comunque appare incidere nello stesso modo in entrambi i casi di posizione dei 2 lati del bristol.
La clip di plastica equilibrante usata è stata la stessa per tutti questi miei modelli tuttala geometricamente simili, ma con lo stesso problema citato.
Le 2 derivette leggermente convergenti alle estremità alari in pratica non influenzano o influenzano pochissimo, credo in modo trascurabile.
Ho provato ad eseguire un modello con diversa convergenza delle derivette, ma sostanzialmente cambia quasi nulla.
Per verifica ho provato a capovolgere le pieghe del cartoncino di uno stesso modello portando il lato ruvido sotto l'ala e ripristinando lo stesso diedro trasversale, con le stesse derivette portate sempre sotto, cioè esattamente con la stessa geometria (con unica modifica lato liscio sopra l'ala), succede proprio quanto descritto nel mio precedente messaggio.
Il looping rovescio, che avviene subito dopo il lancio orizzontale a lato ruvido sopra, solitamente diviene, con il lato liscio sopra l'ala, una planata centrata ed efficiente quasi perfetta.
Il rapporto di planata apparente è in media dal 6 al 7, che giudico buono per tali aeroplanini tuttala (solo con lato liscio sopra l'ala).
Infatti ho provato altri 3 modelli simili, direi meglio praticamente identici, e si comportano tutti nello stesso modo.
Ci possono essere state piccole differenze non eliminabili nella realizzazione manuale dei 3 modelli simili (tracciatura usando per dima il modello precedente, taglio e accurate pieghe del cartoncino), ma ritengo tali differenze insignificanti e trascurabili.
Invece potrebbe contare la disposizione delle righette del lato ruvido del cartoncino, provate sempre solo parallelamente alla direzione di marcia.
Non ho verificato con le righette perpendicolari alla marcia, perché al momento non dispongo di bristol piano abbastanza grande per altri modelli siffatti.
Flavio
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Vecchio 11 gennaio 18, 10:22   #4 (permalink)  Top
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DevCad dovrebbe aver ragione.
La rigidità dei cartoncini probabilmente conta più dell'aerodinamica.
Preciso che i tuttala di cartoncino usati per i miei esperimenti 220 g/m2, tutti di apertura alare 236 mm e con le 2 derivette convergenti piegate sotto l'ala, sono dei tipi a freccia positiva intermedia tra i miei tipi MAX 5 e MAX 6, come si possono vedere fotografati (e con il disegno del MAX 5 su carta quadrettata) alla pagina Aeromodelli tuttala MAX.

Ho trovato un bristol semiruvido 220 g/m2 di formato più grande, invero con le righette di goffratura del cartoncino leggermente più deboli di quelle precedenti, tuttavia ciò mi ha permesso di costruire altri modelli simili e di pari apertura alare, ma con tali righette perpendicolari alla direzione della traiettoria di planata.
In questo caso risulta che non c'è una sostanziale differenza tra mettere la parte ruvida sopra oppure sotto l'ala, però, nel numero delle molte planate ripetute, direi che l'80% degli stessi modelli vanno bene, cioè a traiettoria tesa, con efficienza circa 7; il 15% picchiano dopo il lancio, ma si riprendono quasi subito e poi procedono abbastanza tesi, raramente con qualche delfinamento subito smorzato, su una traiettoria direi efficienza apparente >7; il 5% picchiano a looping rovescio subito dopo un lancio orizzontale, parlando sempre dello stesso modello ben centrato.
L'affidabilità di questi modelli con cartoncini semiruvidi appare minata da un vizio strutturale.

In passato avevo sempre usato un cartoncino tutto liscio 180 g/m2 ed avevo notato che, spiattando con la clip il naso del tuttala, la parte centrale dell'ala si rialzava dietro, creando un diedro longitudinale nascosto, in quanto le estremità alari si posizionavano ad un'incidenza negativa rispetto al resto dell'ala, diedro che generava stabilità aggiuntiva a quella del margine statico positivo ed all'effetto stabilizzante della freccia positiva delle semiali.

Non mi ero mai accorto che esistono 2 alternative allo spiattamento del naso operato dalla clip, in funzione della rigidità dei cartoncini.
La carta extrastrong ed i cartoncini leggeri, ma rigidi e lisci, solitamente alzano il retro ala, mentre quelli pesanti e meno rigidi tendono ad abbassarlo, sebbene questa non sia una regola generale.
Anche un cartoncino rigido può essere forzato ad abbassare il retro ala, ma solitamente ritorna elasticamente alla posizione a lui più consona, es. nel bristol tutto liscio 180 g/m2 si stabilizzava nella posizione a retro centro ala alto.
Oltre che alzarsi, a seconda di come si mette la clip anteriore, toccando la parte posteriore del centro ala, si può anche forzare detta parte ad abbassarsi.
Se il centro ala si abbassa dietro, porta di più, quasi come un camber col naso a clip, ma le estremità alari si abbassano, penso ad incidenza simmetricamente pure un poco positiva.
Quindi soprattutto le estremità dell'ala a freccia, piegate concordemente come flaps, fanno in realtà picchiare il tuttala.

Il bello è che la picchiata non succedeva (quasi) mai col cartoncino tutto liscio 180 g/m2; succede talvolta (con le percentuali sopra descritte) col cartoncino 220 g/m2 con le righette (o liscio sopra o sotto l'ala non importa) perpendicolari al moto; succede nel 98% dei casi col cartoncino 220 g/m2 con le righette liscie sotto e ruvide sopra l'ala parallele al moto; non succede (quasi) mai col cartoncino 220 g/m2 con le righette ruvide sotto l'ala parallele al moto e bristol liscio sopra l'ala.

Per il perché succedano le 2 ultime eventualità alternative, a seconda delle righette parallele al moto messe sopra oppure sotto l'ala, potrebbe essere oggetto di discussione.
Non ho accantonato del tutto l'idea del moto laminare/turbolento, ma l'idea di una cattiva presa per i fondelli (dell'ala) prima del lancio manuale potrebbe essere la spiegazione più facile, ma non penso che sia la vera spiegazione. Io effettuo quasi sempre i lanci con cura, tenendo sempre il retro ala tra le dita.
Può essere che per una minor rigidità del cartoncino 220 g/m2 il peso del muso del tuttala lo faccia porre nella configurazione di looping, senonché ciò non succeda in pratica mai con il lato liscio sopra l'ala, a pari rigidità.
Rimane perciò da spiegare perché la picchiata succeda invece con le righette di goffratura sopra l'ala parallele alla direzione del moto, nel 98% dei casi.
Sembrerebbe trattarsi quasi esclusivamente di una situazione strutturale dovuta alla tensione operata dall'orientamento delle righette, ma l'aerodinamica ci mette anche il suo zampino?
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Vecchio 29 gennaio 18, 10:42   #5 (permalink)  Top
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Il cartoncino bristol monoruvido 220 g/m2 offre maggior resistenza alla flessione quando posto con il lato ruvido sopra l'ala e con le righette di ruvidità poste parallelamente al moto.
In tali condizioni le semiali a freccia positiva dei miei modelli tuttala tipo MAX in volo non flettono abbastanza in alto da creare un sufficiente diedro longitudinale, per torsione ad incidenza negativa delle estremità alari, diedro che invece si crea automaticamente negli altri casi descritti nei messaggi precedenti.
Però la spiegazione meccanica non mi è del tutto soddisfacente, in quanto le differenze di resistenza flessotorsionale con ruvidità sopra o sotto l'ala dello stesso tuttala (a pieghe capovolte) mi appaiono minime, impercettibilmente, comunque differenze tali da non giustificare risultati di volo completamente opposti (rispettivamente violenta affondata subito a terra, o planata tesa ed atterraggio dolce circa a 10 m lontano dal punto di analoghi lanci manuali).

Oltre alle altre cause possibili citate nei precedenti messaggi, potrebbe esserci anche un influenza aerodinamica di un flusso di circolazione verso le estremità, pur a velocità bassissima, flusso turbolato quasi perpendicolarmente alle righette, forse modificante le condizioni di portanza delle estremità alari, e quindi le flessotorsioni delle semiali, forse arrivando allo stallo delle estremità, immediatamente dopo il lancio, quando la velocità è relativamente più alta?
Non so rispondere a questa domanda aerodinamica.

Ipotizzo che, nonostante la modesta freccia, le estremità stallate (e non svergolate negativamente) farebbero picchiare il tuttala come un sasso per il peso in punta divenuto eccessivo, concordemente all'effetto della torsione impedita dalla resistenza monolaterale del bristol, sommando gli effetti meccanici ed aerodinamici.
Ciò anche perché la lastra piana liscia credo che stalli a soltanto circa 7° e, non sapendo a quale incidenza possa stallare una lastra piana forse ad extradosso turbolato per le righette come disposte, penso che possa stallare ad un'incidenza più bassa di 7°: è vero?
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