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Vecchio 09 dicembre 20, 10:50   #1 (permalink)  Top
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L'avatar di quenda
 
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Idrovolante tuttala con ventola a incidenza variabile

Ho intenzione di realizzare un idrovolante tuttala con ventola a incidenza variabile.

Per evitare, dopo aver passato tante ore a costruirlo, di trovarmi con un modello problematico in fase di decollo e ammaraggio, penso a una struttura semplice ed economica con i due galleggianti in depron e ala/derive in polistirene estruso ricoperto con tessuto di vetro leggero.

Ecco i primi disegni:












Come si vede, i due scarponi in depron sono fissati all’ala tramite due coppie di flange alleggerite che potrebbero essere in compensato di pioppo o samba da 3 mm..
Per sfruttare un probabile “Wing-in-ground effect”, ovvero il cuscino d’aria che “potrebbe” generarsi sotto l’ala, le due flange saranno ricoperte in Oracover per non far sfuggire l’aria attraverso le feritoie di alleggerimento.

Le flange saranno saldamente incollate all’intradosso dell’ala mentre i galleggianti potranno essere smontati e al loro posto sarà possibile installare due coppie di ruote.
In questo modo potrei collaudare il modello sull’asfalto per verificare la posizione del baricentro e il comportamento generale.
Comunque decollare con le ruote in quella posizione non sarà facile a meno di non raggiungere una velocità piuttosto alta prima della rotazione.

L’idea della ventola anteriore deriva dalla difficoltà pratica di installare una o due eliche davanti al baricentro del modello.
Inoltre, dato che nessuno concorda su quale debba essere l’asse di spinta della ventola, ho pensato a un sistema per variarne l’incidenza in volo con la trasmittente.
La cosa non è neanche tanto complicata e richiede solo un servo che con un piccolo rinvio faccia ruotare la ventola di +/- 4° circa.

Sarà IMPORTANTISSIMO che in fase di decollo e ammaraggio gli spruzzi d’acqua generati dai galleggianti NON vadano dentro alla ventola in quanto la girante verrebbe sicuramente a danneggiarsi in modo grave.

Spiego a grandi linee come sono arrivato all’idea di questo idrovolante-tuttala.
Dopo aver fatto vari calcoli per una semi-riproduzione del leggendario Beriev-Bartini VVA14 nella versione con 4 motori (https://9gag.com/gag/aLD6YBA), mi sono arreso alla realtà e ho abbandonato l’idea.
Infatti a meno di non costruire un bestione lungo oltre 2 metri con 4 ventole da 90 mm., il carico alare (anche “barando” sulle dimensioni dell’ala) sarebbe stato inaccettabile e dato che sono stanco di perdere centinaia di ore su modelli che costano un occhio e volano male (tipo XC-142…), ho deciso di lasciar perdere.

Comunque l’idea di un aereo-catamarano mi era rimasta in testa e iniziai a fare qualche disegno utilizzando la pianta alare dell’Horten III. Purtroppo, con un tale allungamento, l’ammaraggio deve avvenire con l’ala in assetto PERFETTAMENTE orizzontale, in quanto se un’estremità tocca l’acqua il disastro è garantito.
Decisi quindi di allontanare il più possibile l’ala dalla linea di galleggiamento e di usare una pianta alare meno elegante ma con minore allungamento, simile a quella dello Swift II dell’amico Fausto, che vola benissimo anche a velocità ridotta.
In sostanza è una specie di grosso ZAGI con due grandi derive poste alla fine dei galleggianti.

Una volta deciso quali profili e svergolamento utilizzare, tagliare le ali in estruso con il filo a caldo non dovrebbe essere molto impegnativo dato che si parla di 2 semiali lunghe 70 cm..

Prima però ho intenzione di costruire i due semplici scarponi in depron da 6 mm. e di provare a farli galleggiare magari appoggiando su di essi una tavola in in polistirolo grezzo con la corretta pianta alare ma senza profilo, per capire dove si trova esattamente la linea di galleggiamento.

Nella discussione “Scelta profilo tip“…

https://www.baronerosso.it/forum/aer...ml#post5212172

…l’amico Personal Jesus mi suggerisce uno svergolamento totale tra profilo alla radice e all’estremità di -8,5°…..non è poco ma diciamo che mi adeguo!

Riguardo alla posizione del centro di gravità, dico che con l’Arado 555 e il DFS-40 ho capito che un tuttala motorizzato deve essere bilanciato in modo diverso rispetto allo stesso modello inteso come aliante e quindi il baricentro lo metterò al 22% della CMA (325 mm. dalla punta dell’ala).

Rivolgo quindi una domanda a Personal Jesus e ovviamente anche a gli altri esperti: vedo con Airfoiltools.com che il profilo CLARK YH ha uno spessore massimo dell’ 11,9%; potreste consigliarmi un profilo con un maggiore spessore…..diciamo del 13 ÷ 14%?

Un ala di grande spessore mi da maggiore sicurezza riguardo all’incollaggio delle flange che in pratica corrono il rischio di strapparsi in fase di ammaraggio.

Ettore

P.S: Purtroppo non riesco ad aprire il file Scarpone volante.xfl con la mia versione di Adobe Flash CS5.

P.S. 2: il nome “Scarpone Volante/Flying Boot” suggerito da Personal Jesus mi pare ottimo.

Ultima modifica di quenda : 09 dicembre 20 alle ore 10:57
quenda non è collegato   Rispondi citando
Vecchio 09 dicembre 20, 13:18   #2 (permalink)  Top
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L'avatar di Ehstìkatzi
 
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Allego due fogli di calcolo a cui ho fatto riferimento ai tempi delle discussioni con MM. Mi permetto di consigliare il loro uso per avere un'idea più chiara di quello che si sta facendo.
Culvercolors npn ricordo, Panknin suggerisce valori che stanno, come si suol dire, dalla parte del formaggio. Credo che informazioni sui due fogli si trovino ancora con facilità in rete.

Per quanto riguarda il modello, io ridurrei la freccia e aumenterei l'allungamento, sposterei indietro la ventola in modo che sia protetta dall'ala, la abbasserei il più possibile in modo da ridurre il braccio di leva a picchiare e la inclinerei senz'altro verso l'alto.
Poi, come diceva, con un classico consiglio popolare, il compianto Leardo " fate vobis che'l c...l l'è voster "
Per quanto riguarda gli scarponi, se ben ricordo, Galè aveva suggerito un modo semplice per determinarne il volume totale o parziale immergendoli totalmente o solo per la quantità desiderata in un contenitore pieno d'acqua e misurando poi la differenza di altezza ottenuta ricordando Archimede: un corpo immerso in un fluido riceve una spinta verso l'alto pari al peso del volume di fluido spostato.

P.S. Una cosa più normale no ?
Files allegati
Tipo file: zip culvercolor.xls.zip‎ (8,0 KB, 20 visite)
Tipo file: rar Panknin It.rar‎ (5,3 KB, 17 visite)

Ultima modifica di Ehstìkatzi : 09 dicembre 20 alle ore 13:28
Ehstìkatzi non è collegato   Rispondi citando
Vecchio 09 dicembre 20, 14:44   #3 (permalink)  Top
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L'avatar di mattafla
 
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Il tuo progetto è certamente molto impegnativo, al pari che fare una riproduzione del Beriev-Bartini VVA14
(a tal proposito il tuo link non funziona con IE, mentre funziona con altri browser, tuttavia è facile rintracciare documentazione del Bartini WA14 in Internet).
Informo che il discorso è iniziato nel messaggio 144 alla pagina 15 del trehad Scelta profilo tip, nella categoria Aerodinamica e meccanica del volo.
Personal Jesus ha già in parte risposto nel successivo messaggio 145 alla pagina 15 e ha continuato ampiamente nel messaggio 157 di pagina 16.
Tuttavia nel messaggio 157 anch'io non riesco ad aprire il file Scarpone volante.zip estensione xfl.
Riguardo alla richiesta di profili spessi non so rispondere, però mi pare che il profilo root del Savoia Marchetti SM 55 fosse molto spesso.
Siccome ne stanno costruendo una replica, penso che potrebbero risponderti.
Pazienza, forza e coraggio, prova Home | Replica 55
mattafla non è collegato   Rispondi citando
Vecchio 09 dicembre 20, 22:06   #4 (permalink)  Top
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L'avatar di Personal Jesus
 
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Ho rifatto la simulazione con un profilo Clark YH inspessito al 14%.
Ho messo all'estremità anche un NACA 0014 (visto che ti piace il 14%).
Allego un file zip con le coordinate di tutti i profili: c'è anche quello di mezzeria chiamato appunto mezzeria.

Nel file zippato c'è anche il file .xfl con la simulazione: non è un file di Acrobat, è il file nativo di XFLR e ci vuole XFLR per aprirlo e visualizzarlo.

Dal mio canto "confermo" gli angoli di calettamento/svergolamento inizialmente dati: io sono per l'ottimismo della volontà anche se ripeto che provare a fare prima un aliante puro non sarebbe male onde evitare sorprese. Lo so che si lavora due volte.
Al top della costruzione bisognerebbe fare un aliante che può essere convertito in un secondo momento con scarponi e ventola aggiunti a prove di planata finite.
Facile da dirsi, probabilmente impossibile da farsi.

Sul baricentro io starei dalla parte dei bottoni: più indietro di 317 mm dal bordo d'attacco non lo metterei ma come ha detto qualcuno "le palle non sono le mie".

La ventola sarebbe da calettare in modo che l'asse di spinta passi "esattamente" per il baricentro: in quel modo non si annullerebbe qualsiasi momento aggiuntivo (cabrante o picchiante che sia) che si potrebbe generare?
Però ci viene fuori un bell'angolo di calettamento verso l'alto e si perde una certa parte di spinta (anche se non si dovrebbe perdere una parte esagerata).

Per contro penso che non ti serva molta spinta per volare: a spanne 100-200 grammi di spinta e 100-200 W di potenza?

Adesso sono stanco e vado a letto.
Files allegati
Tipo file: zip Flying Boot.zip‎ (824,8 KB, 17 visite)
Personal Jesus non è collegato   Rispondi citando
Vecchio 10 dicembre 20, 21:40   #5 (permalink)  Top
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L'avatar di quenda
 
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Anzitutto grazie per i consigli.
La faccenda sta diventando molto interessante….almeno per me.

Ho provato a inserire alcuni dati nei due fogli di calcolo; quello di Panknin mi risulta più semplice da capire e inoltre nel foglio di Irv Culver, se inserisco un’apertura alare di 55”, alcuni campi segnalano un errore (#NUM!). Forse il mio Excel 2008 per Mac ha dei problemi...

Purtroppo nei campi….

- Angolo di portanza nulla al centro
- Angolo di portanza nulla estremita'
- Coeff.di momento al centro
- Coeff.di momento all'estremita'

….non so quali dati inserire ma vedrò di studiare un po’.

Questo è il disegno di una delle prime versioni dello “Scarpone”; era più elegante di adesso ma purtroppo il modello non sarebbe stato dentro alla mia macchina.
Inoltre avevo tenuto i galleggianti attaccati all’ala ma in questo modo il bordo d’entrata si sarebbe trovato a soli 8 ÷ 12 cm dall’acqua: troppo rischioso.



Questa immagine mostra invece l’ala del Flying Boot (3ª versione), come risulta inserendo in DevWing 3 i profili CLARK YH 14% alla radice e il NACA 0014 all’estremità, con uno svergolamento lineare di 8 gradi al bordo d’uscita.




La tentazione di farlo tutto centinato invece che in estruso è forte, ma voglio resistere!

Come dice PJ, lavorando con il filo a caldo, fare prima un modello di test senza motore non sarebbe un gran lavoro. Poi si potrebbe trainarlo come si fece con l’Erwa 8 per vedere come vola.

Un’altra ipotesi (una vera e propria scorciatoia…), potrebbe essere acquistare un Maxi Swift per poi metterci ventola e galleggianti.

https://shop.jonathan.it/it/223224-m...pace-racer-epp

Sarebbe comunque necessario modificare gli elevoni e aggiungere due servi. Ci penso.

Parlando di pesi, questa è la mia “lista della spesa”:



Restare sotto i 3 Kg. sarebbe un buon risultato.

Di idrovolanti a ventola non ne ho mai visti ma sono sicuro che per decollare dall’acqua servirà parecchia potenza, vale a dire non meno di 400W/Kg. e 2 Kg. di spinta, che forse sono addirittura pochi.

Detto questo, temporaneamente, metto da parte le questioni aerodinamiche e provo a costruire i due galleggianti. Non ho mai fatto niente di simile e sono curioso di vedere cosa viene fuori….alla peggio ho buttato via 6 euro di depron.

ettore
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Vecchio 10 dicembre 20, 21:53   #6 (permalink)  Top
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Secondo me se ti impegni sei in grado di individuare l'angolo di portanza nulla da questo diagramma. Come si diceva dei discoli a scuola : il ragazzo è intelligente, ma non si impegna.

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Vecchio 10 dicembre 20, 22:18   #7 (permalink)  Top
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Mi ero dimenticato del Cm.



P.S.

Il valore da usare è quello che corrisponde a Alfa=0
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Vecchio 11 dicembre 20, 16:11   #8 (permalink)  Top
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consiglio, da uno non bravo come te, metti i timoni nautici, in acqua ti aiuteranno moltissimo
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Vecchio 12 dicembre 20, 11:58   #9 (permalink)  Top
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Originalmente inviato da quenda Visualizza messaggio
Anzitutto grazie per i consigli.
La faccenda sta diventando molto interessante….almeno per me.

Ho provato a inserire alcuni dati nei due fogli di calcolo; quello di Panknin mi risulta più semplice da capire e inoltre nel foglio di Irv Culver, se inserisco un’apertura alare di 55”, alcuni campi segnalano un errore (#NUM!). Forse il mio Excel 2008 per Mac ha dei problemi...

Purtroppo nei campi….

- Angolo di portanza nulla al centro
- Angolo di portanza nulla estremita'
- Coeff.di momento al centro
- Coeff.di momento all'estremita'

….non so quali dati inserire ma vedrò di studiare un po’.

Questo è il disegno di una delle prime versioni dello “Scarpone”; era più elegante di adesso ma purtroppo il modello non sarebbe stato dentro alla mia macchina.
Inoltre avevo tenuto i galleggianti attaccati all’ala ma in questo modo il bordo d’entrata si sarebbe trovato a soli 8 ÷ 12 cm dall’acqua: troppo rischioso.



Questa immagine mostra invece l’ala del Flying Boot (3ª versione), come risulta inserendo in DevWing 3 i profili CLARK YH 14% alla radice e il NACA 0014 all’estremità, con uno svergolamento lineare di 8 gradi al bordo d’uscita.




La tentazione di farlo tutto centinato invece che in estruso è forte, ma voglio resistere!

Come dice PJ, lavorando con il filo a caldo, fare prima un modello di test senza motore non sarebbe un gran lavoro. Poi si potrebbe trainarlo come si fece con l’Erwa 8 per vedere come vola.

Un’altra ipotesi (una vera e propria scorciatoia…), potrebbe essere acquistare un Maxi Swift per poi metterci ventola e galleggianti.

https://shop.jonathan.it/it/223224-m...pace-racer-epp

Sarebbe comunque necessario modificare gli elevoni e aggiungere due servi. Ci penso.

Parlando di pesi, questa è la mia “lista della spesa”:



Restare sotto i 3 Kg. sarebbe un buon risultato.

Di idrovolanti a ventola non ne ho mai visti ma sono sicuro che per decollare dall’acqua servirà parecchia potenza, vale a dire non meno di 400W/Kg. e 2 Kg. di spinta, che forse sono addirittura pochi.

Detto questo, temporaneamente, metto da parte le questioni aerodinamiche e provo a costruire i due galleggianti. Non ho mai fatto niente di simile e sono curioso di vedere cosa viene fuori….alla peggio ho buttato via 6 euro di depron.

ettore
Però, secondo me, stai già cannando qualcosa: se lo tagli con svergolamento lineare di 8° dalla radice all'estremità vola male o al massimo svolazza.

Devi spezzare la semiala in due parti e variare lo svergolamento come ti avevo indicato.

Per questo avevo inserito anche le coordinate del profilo intermedio.
Personal Jesus non è collegato   Rispondi citando
Vecchio 15 dicembre 20, 19:13   #10 (permalink)  Top
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L'avatar di quenda
 
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Sono a buon punto con la costruzione dei galleggianti che devono essere assolutamente impermeabili.
Fortunatamente il silicone trasparente Saratoga che ho usato per gli incollaggi, non danneggia il depron ma in ogni modo ricoprirò i galleggianti con tessuto di vetro leggero.









Per sostituire i galleggianti con le ruote ho pensato a un sistema abbastanza semplice basato su 6 coppie (3 per galleggiante) di boccole realizzate con stampa in 3D dato che acqua e legno non vanno d’accordo.

Terminati i galleggianti proverò a metterli in acqua poggiando su di essi una tavola in polistirolo grezzo con la sagoma della pianta alare. Questa prova, molto semplice, servirà per capire se devo rifare tutto oppure no.

@ Beppe
Ti ringrazio per le dritte. Studiare un po’ la teoria non fa mai male.
Ho cercato di ricavare i dati da inserire nel foglio di calcolo “Svergolamento alare per ali volanti”, aiutandomi con Airfoil Tools.
Purtroppo non sono in grado di ricavare i dati per il CLARK YH al 14% e il NACA 0014 in quanto, se non sbaglio, sono profili modificati da PJ.
Quindi, giusto per capire come funziona il foglio di calcolo, ho usato i profili Clark YH 11,9% e NACA 0012 che sono presenti nel database di Airfoiltools.





Ovviamente i risultati cambiano in base al numero di Reynolds selezionato e per ora ho deciso di usare 500.000…..sperando sia un valore corretto.

A complicare le cose (per me), vedo che in Airfolitools, per il valore 500.00, sono presenti due diversi Numeri di Reynolds critici (Ncrit)…..e non ho idea di quale dei due valori usare.

Ho quindi individuato l’angolo di portanza (Cl) e l Coefficiente di momento (Cm) per i due profili e li ho inseriti nel foglio di calcolo.



Non capisco quale valore inserire nel campo “Margine statico”.
Dopo aver letto queste note:

https://sourceforge.net/p/xflr5/disc...read/1d1bff10/

….pensavo di inserire un valore percentuale della Corda Media Alare e dato che ho intenzione di bilanciare il mio modello al 22%, ho provato a inserire 0,22 e anche 0,78 ma il comportamento del campo “Alfa geom.” mi fa capire che sto sbagliando.

Urge un aiuto.

@Tanbruk
Concordo sulla necessità dei due timoni in acqua. L’ideale sarebbe realizzare un rinvio in grado di muovere con un solo servocomando un direzionale e il corrispondente timone all’estremità del galleggiante. Facile a dirsi…..

@Personal Jesus
Domanda: la tua proposta di “spezzare la semiala” in 2 parti con diverso svergolamento, richiede il taglio di due pezzi che andranno poi incollati tra loro?

Ettore
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