Convertiplano ad ala basculante L.T.V. XC-142

[Clabe]

Originalmente inviato da quenda

Eccomi ad aggiornare la discussione dopo oltre 3 anni dall'ultimo messaggio.
Per tutto questo tempo il convertiplano è rimasto smontato nel mio laboratorio ma l'estate scorsa ho deciso di provare a installare un rotore di coda a passo variabile.
Infatti il problema maggiore dell'XC-142 è sempre stato una notevole instabilità sull'asse di beccheggio che la piccola elica da 6 x 5,5", essendo solo traente verso l'alto, non è mai riuscita a eliminare. Per quello che riguarda l'asse di rollio, per fortuna il modello si è comportato molto bene sin dall'inizio e anche a livello di imbardata l'unico problema.....è sempre stato il pilota piuttosto imbranato!

In sostanza ho montato il rotore di coda di un piccolo elicottero classe 450 che ovviamente ha il passo variabile. Va detto che realizzare il supporto in vetronite, montare tutto il meccanismo e il servocomando ha richiesto tanto tempo e pazienza da parte dell'amico Fausto.
I giri del motore sono regolati da un ESC da 25A che non è gestito dalla centralina ma da uno slider laterale sulla trasmittente. Prima del decollo faccio partire il rotore (che a un certo numero di giri produce una fastidiosa risonanza, che fortunatamente dura solo pochi attimi) che poi, tramite la funzione "Governor", mantiene sempre la stessa velocità. I giri che utilizzo sono circa il 50% di quelli massimi.
Il passo dell'elica è regolato da un mini-servo digitale che è a sua volta è collegato alla centralina KK con firmware OpenAeroVTOL 1.6.
Il "trucco" è impostare un valore di "Autolevel" piuttosto alto in modo da mantenere la fusoliera SEMPRE in orizzontale a prescindere dalla potenza applicata ai 4 motori e dall'inclinazione dell'ala.

Al momento sono soddisfatto del risultato ma posso garantire che trovare i parametri giusti dei giroscopi sui 4 assi (Roll, Pitch, Yaw, Height) è stato un lavoro snervante che tralaltro non è finito.

Il prossimo passo sarà portare il convertiplano in "Slow Forward Flight" vale a dire un volo lento con l'ala leggermente ruotata in avanti. La cosa è tuttaltro che semplice perché in questa fase di volo gli alettoni e i motori alari agiscono anche sull'asse di imbardata creando un'instabilità che solo la centralina (se regolata bene...) può correggere.
Se l'XC-142 riuscirà a volare anche in SFF allora potrei avventurarmi nella transizione al volo orizzontale.....ma per questo c'è tempo.
Buona visione!

ettore

https://youtu.be/YKpendA7FWM?si=GKnUxSx79F5w3Aem


P.S.: come al solito la funzione YouTube Embed pare non funzionare e quindi metto il link completo....

Da quello che vedo mi sembra che il modello sia cabrato di baricentro. Forse il cg deve trovarsi esattamente sulla verticale dei motori dell'ala. In questo modo forse non é nemmeno necessaria l'elica in coda e comunque la stabilizzazione sarebbe piú semplice. Probabilmente sono stupidaggini quelle che scrivo ma spero ti possano tornare utili. Claudio

[quenda]

Originalmente inviato da Clabe

Da quello che vedo mi sembra che il modello sia cabrato di baricentro. Forse il cg deve trovarsi esattamente sulla verticale dei motori dell'ala. In questo modo forse non é nemmeno necessaria l'elica in coda e comunque la stabilizzazione sarebbe piú semplice. Probabilmente sono stupidaggini quelle che scrivo ma spero ti possano tornare utili. Claudio

Ancora una volta, cerco di spiegare la questione del baricentro dell'XC-142.

Il modello e anche l'aereo Full-Size hanno 3 fasi di volo:

A) Hovering, ovvero volo a punto fisso con ala verticale.
In realtà l'ala deve rimanere ruotata in avanti di 3 gradi circa perché il profilo alare, che ovviamente è portante, rimane sempre immerso nel flusso delle 4 eliche e di conseguenza tende a far muovere il modello all'indietro.

B ) Volo lento con ala ruotata in avanti di vari gradi (SFF, Slow Forward Flight). Questa è la fase più critica nella quale il modello presenta una notevole instabilità su rollio e imbardata che può essere ridotta solo da una centralina giroscopica.....con i parametri giusti.

C) Volo tradizionale con ala orizzontale (FFF, Fast Forward Flight)

Come suggerito da Ran D.Sr.Clair, l'unico che è riuscito a far volare bene una semi-riproduzione dell'XC-142 *, il modello va bilanciato per il volo orizzontale come un normale aereo.
Nel mio modello il baricentro per il volo orizzontale si trova proprio in corrispondenza del longherone principale che è un tubo in carbonio da 10 mm. di diametro.
La rotazione dell'ala avviene appunto su questo tubo.
I 4 motori con le eliche, durante il volo orizzontale si trovano ovviamente davanti al baricentro ma quando l'ala ruota e si mette in verticale, motori e eliche si spostano all'indietro; si tratta di pochi centimetri ma comunque il modello diventa decisamente cabrato e da qui nasce la necessità di avere un'elica in coda che ha il compito di sostenere la coda dell'aereo ovvero mantenere la fusoliera in orizzontale.

Qualora volessi fare SOLO il volo in hovering potrei spostare in avanti le batterie per bilanciare il modello in modo che la fusoliera rimanga in orizzontale e poi togliere o spegnere l'elica in coda.
Ma il problema è che per muovere l'aereo in avanti e indietro è indispensabile ruotare leggermente l'ala in avanti o indietro e in questo modo (lo abbiamo verificato sostenendo il modello con una corda fissata nel punto di rotazione), il baricentro cambia....e tanto.

Quindi, dato che il baricentro dell'XC-142 si sposta continuamente, per mantenere la fusoliera in orizzontale i sistemi sono solo 2:
1) Una massa che si sposta molto velocemente in avanti o indietro all'interno della fusoliera
2) Un'elica in coda
I progettisti dell'aereo vero hanno scelto questa ultima soluzione alla quale ho aderito anch'io.

A parole non riesco a essere più chiaro.....diversamente, avendo il modello tra le mani la faccenda del baricentro "che si sposta", diventa subito molto chiara.

Ettore

(*) A parte un vecchio modello ARF della UNIQUE MODELS che non volava male.

[Clabe]

Originalmente inviato da quenda

Ancora una volta, cerco di spiegare la questione del baricentro dell'XC-142.

Il modello e anche l'aereo Full-Size hanno 3 fasi di volo:

A) Hovering, ovvero volo a punto fisso con ala verticale.
In realtà l'ala deve rimanere ruotata in avanti di 3 gradi circa perché il profilo alare, che ovviamente è portante, rimane sempre immerso nel flusso delle 4 eliche e di conseguenza tende a far muovere il modello all'indietro.

B ) Volo lento con ala ruotata in avanti di vari gradi (SFF, Slow Forward Flight). Questa è la fase più critica nella quale il modello presenta una notevole instabilità su rollio e imbardata che può essere ridotta solo da una centralina giroscopica.....con i parametri giusti.

C) Volo tradizionale con ala orizzontale (FFF, Fast Forward Flight)

Come suggerito da Ran D.Sr.Clair, l'unico che è riuscito a far volare bene una semi-riproduzione dell'XC-142 *, il modello va bilanciato per il volo orizzontale come un normale aereo.
Nel mio modello il baricentro per il volo orizzontale si trova proprio in corrispondenza del longherone principale che è un tubo in carbonio da 10 mm. di diametro.
La rotazione dell'ala avviene appunto su questo tubo.
I 4 motori con le eliche, durante il volo orizzontale si trovano ovviamente davanti al baricentro ma quando l'ala ruota e si mette in verticale, motori e eliche si spostano all'indietro; si tratta di pochi centimetri ma comunque il modello diventa decisamente cabrato e da qui nasce la necessità di avere un'elica in coda che ha il compito di sostenere la coda dell'aereo ovvero mantenere la fusoliera in orizzontale.

Qualora volessi fare SOLO il volo in hovering potrei spostare in avanti le batterie per bilanciare il modello in modo che la fusoliera rimanga in orizzontale e poi togliere o spegnere l'elica in coda.
Ma il problema è che per muovere l'aereo in avanti e indietro è indispensabile ruotare leggermente l'ala in avanti o indietro e in questo modo (lo abbiamo verificato sostenendo il modello con una corda fissata nel punto di rotazione), il baricentro cambia....e tanto.

Quindi, dato che il baricentro dell'XC-142 si sposta continuamente, per mantenere la fusoliera in orizzontale i sistemi sono solo 2:
1) Una massa che si sposta molto velocemente in avanti o indietro all'interno della fusoliera
2) Un'elica in coda
I progettisti dell'aereo vero hanno scelto questa ultima soluzione alla quale ho aderito anch'io.

A parole non riesco a essere più chiaro.....diversamente, avendo il modello tra le mani la faccenda del baricentro "che si sposta", diventa subito molto chiara.

Ettore

(*) A parte un vecchio modello ARF della UNIQUE MODELS che non volava male.

Immagino che non sia semplice trovare un equilibrio con tutte queste problematiche.
Caludio

[Clabe]

Chiaro che si fá per parlare e quello che scrivo ora é probabilmente irrealizzabile sul tuo modello. Forse la soluzione era bilanciare l'ala con i motori in modo che la rotazione non facesse variare il suo cg. La cosa potrebbe essere possibile collocando nell'ala anche le batterie dietro al longherone cosí che la rotazione faccia arretrare i motori ed avanzare le batterie. In seconda battuta si bilancia la fusoliera per avere il cg che cade nello stesso punto dell'ala. In questo modo in teoria il problema sarebbe risolto e l'elica posteriore, pur lasciandola, sarebbe sollevata da un lavoro che nel video mi sembra un pó al limite delle sue possibilitá.
Claudio