"Dynamic soaring", estou pesquisando sobre planadores e encontrei explicações sobre esse efeito.
Observe as imagens abaixo. Na figura 1, temos uma vista lateral de um morro. O vento vem da esquerda para a direita, depois de passar pelo cume do morro criam-se duas zonas de vento: a. uma na linha do cume de alta velocidade (representada pelas setas pretas à direita); b. outra zona de ar parado ou de baixa velocidade, abaixo do cume. O truque é aproveitar a diferença de velocidades entre a separação de camadas, passando entre elas alternadamente.
1) Lança-se o modelo à sotavento (vento a favor ou de cauda) para incrementar a velocidade do planador.
2) Apos desce o modelo para a camada de ar parado virando em sua direção cabrando o modelo (aqui o modelo estaria contra o vento se estivesse na camada rápida acima)
3) Quando o modelo chega próximo ao cume do morro e entrando novamente na zona de vento rápido, o modelo é virado rápido voltando-se à sotavento e reiniciando a manobra.
O modelo descreve a curva em vermelho da figura 1. A repetição da manobra conserva o modelo voando e com cada vez mais velocidade!
Lembrando airspeed é velocidade do ar e groundspeed é a velocidade de solo, também é importante notar que o ar mais rápido é representado pelas barra azuis claras em movimento e a zona de ar parada pelas barras azuis escuras paradas.
O resultado é do vídeo abaixo, velocidades extraordinárias para planador ou mesmo para modelos esportes motorizados. Lembrando que o lado do morro que o modelo está voando é o lado direito da figura 1 (parte de trás do morro).
Encontrei esse texto lendo o livro Fundamentos da Engenharia Aeronáutica aplicações ao projeto SAE-Aerodesign, cujo download gratuito pode ser feito aqui.
O texto fala sobre a influência do formato da asa sobre o estol, lembrando que estol e a condição em que há perda da sustentação da asa em vôo, quer pela baixa velocidade ou pelo alto ângulo de ataque.
A forma como o estol se propaga ao longo da envergadura de uma asa depende da forma geométrica escolhida e representa um elemento importante para a determinação da localização das superfícies de controle (ailerons) e dispositivos hipersustentadores (flapes).
Eu esquematizei: (observe a figura abaixo)
1) TRAPEZOIDAL: o ponto do primeiro estol ocorre em uma região localizada entre o centro e a ponta da asa, e sua propagação ocorre no sentido da ponta da asa.: Esta situação é muito indesejada, pois uma perda de sustentação nesta região é extremamente prejudicial para a capacidade de rolamento da aeronave uma vez que os ailerons geralmente se encontram localizados na ponta da asa. Particularmente, essa situação é muito indesejada em baixas alturas de vôo, pois uma ocorrência de estol com perda de comando dos ailerons na proximidade do solo praticamente inviabiliza a recuperação do vôo estável da aeronave. (este efeito é exagerado pelo maior afilamento da asa)
2) RETANGULAR: a região do primeiro estol ocorre bem próximo à raiz da asa, e, dessa forma, a região mais próxima da ponta continua em uma situação livre do estol, permitindo a recuperação do vôo da aeronave fazendo-se uso dos ailerons que se encontram em uma situação de operação normal.
3) ELÍPTICA: também proporciona uma propagação da região de estol da raiz para a ponta da asa.
4) ASA DA ZAGI (não tem no livro): tem asa com afilamento elevado (letra “c” da figura abaixo) com algum grau de enflechamento (letra “f” da figura abaixo), por isso o efeito de estolagem de ponta de asa e a consequente perda de comando dos elevons nesse tipo de modelo é muito grande, sendo necessário o washout, abaixo explicado.
A grande maioria das aeronaves possui asa afilada, e uma das soluções utilizadas para se evitar o estol de ponta de asa é a aplicação da torção geométrica, ou seja, as seções mais próximas à ponta da asa possuem um ângulo de incidência menor quando comparadas às seções mais internas. A torção geométrica é conhecida na nomenclatura aeronáutica por “washout”. Exibido na figura abaixo.
Comecei a pesquisar na Web sobre aeromodelismo em inglês, há muita coisa, muitas matérias interessantes, muito conhecimento condessado.
Nestas pesquisas li, sobre algo que nunca havia percebido antes, nem em vôo, um fenômeno chamado GUINADA ADVERSA.
Quando um modelo rola para direita, por exemplo, há uma tendência do modelo para guinar para esquerda (virar para o lado errado, ops!) atrapalhando a manobra.
Observe a imagem acima, eu traduzi os principais comentários, mas é só ver para onde apontam as setas, por exemplo, seta para baixo, menor sustenção, seta para trás, mais arrasto, etc.
O exemplo do desenho vemos uma manobra de rolagem à direita, analisando os efeitos da manabra poderemos entender o que ocorre (confesso que nunca pensei como isto se dava).
1) O aileron da direita sobe e o da esquerda desce; 2) O aileron da direita para cima causa dois efeitos: a) diminui a sustentação da asa direita, baixando-a; b) diminui o arrasto da mesma asa, "puxando" ela para frente; 3) O aileron da esquerda para baixo causa dois efeitos: a) aumenta a sustentação da asa esquerda, levantando-a; b) aumenta o arrasto da mesma asa, "empurando" ela para trás; 4) A atuação desses quatro fatores (maior sustentação de uma asa, menor sustentação da outra, menor arrasto de uma e maior arrasto da outra), provoca a guinada adversa, quer dizer, ao contrário do movimento da rolagem, fazendo o avião guinar para a esquerda (lembrando que a rolagem é para a direita.
Obtive tais explicações neste site: Aerospaceweb.org (em inglês)
Lá o articulista acrescentou que tal efeito é produzido principalmente pela diferença de arrasto entre as duas asas, quer dizer, o efeito indesejado no comando do ailerons é a diferença do arrasto entre a asa direita e a esquerda, segundo ele por dois efeitos de arrasto: 1) Arrasto do perfil: Quando a curvatura do perfil muda, pela mudança da posição do aileron (para baixo ou cima) isto muda o próprio perfil alar e suas características com relação ao escoamento do ar sobre a superfície da asa (aumentando e diminuindo o arrasto) 2) Arrasto induzindo: Gerado por qualquer superfície que gere sustentação e diretamene proporcional a ela (Quando o aileron baixado gera mais sustentação, também, gera maior arrasto induzindo).
Como solucionar: (propostas do articulista)
1) Frise aileron (não sei a tradução): Quando o aileron esta levantando é o momento em que gera menos arrasto (menos arrasto de perfil e menor sustentação gera menor arrasto induzido), então o truque é fazer articulação do aileron de forma que quando levantado gere maior arrasto de perfil, observe a segunda figura abaixo, o "biquinho" que se forma gera maior arrasto é logico, também, segundo ele, quando o aileron baixado a suavidade da articulação tende diminuir ao máximo o arrasto de perfil. Este expediente tenta diminuir o arrasto geral, diminuindo ou aumentando o arrasto de perfil. Só ameniza o problema.
2) Aileron diferencial: Este método diminui o arrasto de perfil e o induzindo, simplesmente fazendo com que, um dos ailerons (o que desce) descer o mínimo possível, enquanto o outro aileron (sempre o que levanta) levante de forma normal, então o maior arrasto é gerado do lado certo. Observe que a segunda figura abaixo o aileron sobe bastante; na terceira figura o aileron quase não desce. São necessários dois servos na asa e um recurso especial no rádio chamado "aileron dif.".
3) Spoilers: Já havia ouvido falar desse bicho, mas nunca tinha visto, igual caviar, a idéia é simples uma placa nada aerodinâmica bem estreita sobe no lado para qual a rolagem será realizada estolando a asa, quer dizer "quebrando" a sustentação e aumentando muito o arrasto, conservando o arrasto no lado certo para ajudar a rolagem. Observe a figura abaixo.
4) Mixagem: O último recurso que parece ser o mais efetivo é a mixagem entre os comandos de aileron e o leme*, o rádio precisa ter este recurso, mas deve haver alguma forma de mixá-lo de outra forma.
*Aileron->Leme: mixagem em que a aplicação de aileron automaticamente movimenta o leme, compensando guinada reversa ou coordenando curvas abertas; (E-voo)
Estou montando um HLG (hand launch glider - planador lançado a mão) de bambu e isopor, que batizei de Trequinho, inspirado no projeto do Raphael Rigoti (canal dele no Youtube: Youtube/rapharigoti).
Postei vários avanços na construção, terminei a fuselagem, empenagem e terminarei em breve a linkagem e a montagem da eletrônica.
Hércules e eu estamos projetando (inventando) um modelo desmontável o "fly-in-work", doravante chamado de Fly (é mais fácil), o desenho básico que estamos usando a asa é trapezoidal, seguindo o método do meu último post consegui esse resultado.
Há, como em tudo, uma curva de aprendizado, tive muito trabalho para determinar o ponto de referência para ancorar o fio quente, a melhor forma que encontrei foi arbitrar um ponto qualquer afastado na mesa de trabalho, traçando uma linha reta para referência, e usando um gabarito de cartolina no formato da asa, aproximei-o e o afastei-o até encontrar o ponto certo de por a placa, marquei, pus a placa da asa e mandei ver, deu certo.
Mas tive alguns problemas, anotei errado onde ficava o bordo de ataque e cortei a asa ao contrário, quer dizer, o enflexamento da asa era para ser menor (a do bordo de fuga). Pelo menos usando as marcas não cortei duas asas direitas ou esquerdas (tome cuidado isto acontece muito). Outro conselho é usar como teste isopor p0 (de papelaria).
Até que gostei da qualidade do corte, mas a próxima ficará melhor.
Notei, também, após analisar bem as asas, que numa asa fiz um washout e na outra fiz um washin (quer dizer a torção da ponta da asa ficou para cima). Para cortar a segunda semi asa eu não reposicionei o ponto de ancoragem do fio, nem o calço, eu simplesmente cortei a asa com o gabarito invertido, não deu certo, é necessário fazer modificações para cada semi asa. Na próxima eu acerto!
Nesse caso usa-se dois gabaritos com o formato do perfil alar, cada um de um dos lados da asa e passa-se o cortador, como na imagem e o vídeo abaixo:
Gabaritos com o formato do perfil alar (airfoil) presos em cada lado do bloco de isopor (EPS)
Um vídeo que descreve bem este método:
Um excelente tutorial, bem detalhado com fotos e em português encontra-se aqui: E-voo.com/tutoriais/asa
Usei este método como base e com algumas modificações cortei a asa do Coiso Stick.
Quando se trata de cortar uma asa de isopor em formato trapezoidal, quer dizer, no meio da asa mais largo do que a ponta, a coisa é bem mais complicada.
Note-se que tutorial do E-voo o autor propõe cortar uma asa nesse formato à mão livre usando o próprio cortador em arco, mas requer muita habilidade e não me dei bem com esse método para cortar asa trapezoidal, na verdade, antes do Coiso Stick, havia estragado umas dez asas na tentativa de fazer uma Zagi.
ASA TRAPEZOIDAL
Para cortar asas nesse formato é melhor usar o método do ponto fixo como nesta imagem:
Prende-se a placa de isopor já no formato da asa na mesa de trabalho. O ponto fixo é posto onde se encontram as linhas tangentes aos bordos de ataque e fuga da semi-asa, e o fio é ancorado ali. Isto é necessário porque fio quente deve começar no bordo de ataque e terminar no bordo de fuga ao mesmo tempo. Este vídeo descreve muito bem o método:
Assistindo o vídeo fica fácil entender o método. O fio quente fica ancorado num ponto específico e do outro lado do fio há uma manopla para conduzi-lo, colado à lateral da placa está o perfil alar (o que dá a forma aerodinâmica da asa) e serve como guia. Começa-se pelo bordo de fuga, com cuidado seguindo a curvatura do gabarito, até o bordo de ataque e depois volta. Importante perceber quando se corta a asa, de propósito, o final do bordo de fuga do perfil fica sem cortar, normalmente se completa com bordo de fuga de balsa ou depron, ou o próprio aileron.
Há vários métodos com variações. Particularmente gosto desse, porque só usa um gabarito. A princípio, não dá para fazer um washout (torção de poucos graus na ponta da asa que confere a ela uma característica muito desejável, diminui a estolagem de ponta de asa).
MAS, pesquisando no RCGroups achei esta solução fantástica, que é descrito na imagem abaixo:
Fonte da imagem: RCGroups.com/forums
É usado o mesmo método do vídeo anterior, mas com pequena e significativa mudança, a placa de isopor é posta numa tábua em cima da mesa de trabalho e com um pequeno calço se faz a torção desejada, o calço vai na parte onde fica o bordo de fuga da ponta da asa, na verdade fica no bordo de ataque da ponta da asa (na foto é mostrada como uma seta para cima). O autor da matéria manda ancorar a tábua na mesa de trabalho com dois parafusos como mostrado na imagem para permitir que a tábua torça de forma correta. Ele manda, também, por peso em cima da placa de isopor o que fará ela se adaptar a torção.
A grande vantagem, é o uso de menos gabaritos, o que descomplica muito o processo, dá para usar um somente, enquanto o método descrito no E-voo, há necessidade de usar quatro.
O tutorial do E-voo é muito bom e dá para fazer asas com ele, não deixe de lê-lo, nem que seja para estudá-lo. Se tiver uma mão firme, talvez seja mais fácil usá-lo.
Altura do ponto fixo
Não havia mencionado isto por esquecimento, um comentário feito pelo senhor Alan me alertou.
Dá para regular a altura em que se deve fixar o fio pelo olho, com alguma experiência, mas acredito que o método mais indicado seria medir da seguinte maneira:
Principais componentes geométricos de um perfil alar - Imagem retirada de um posto do Eletricosdosul.com
Usando como referência a "linha média", que nada mais é do que uma linha plotada a partir dos pontos que ficam equidistantes entre o extradorso e o intradorso, na espessura máxima do perfil, eu meço a altura que este ponto fica em relação a base (mesa de trabalho, tábua, etc). Essa altura é que devemos fixar o fio.
Simplificando, é a altura do "meio" do gabarito em relação a base:
Esquema mostrando a altura de fixação do fio de corte - a mesma altura do "meio" do gabarito deve ser a altura do ponto fixo
Para todos os aeromodelistas quer sejam os que somente pilotam, os que constroem ou projetam seus próprios modelos uma das coisas mais importantes é descobrir o Centro de gravidade do seu aeromodelo.
No glossário do E-voo.com encontramos a seguinte definição para centro de gravidadeé o ponto onde o peso do aeromodelo se concentra, que deve ser ajustado durante a montagem para deixá-lo estável em vôo. (SIC)
Numa asa reta é fácil calcular o ponto em que deverá ficar o centro de gravidade (C.G.), porque a corda média se confunde com a própria corda da asa (largura da asa).
Mas em asas trapezoidais e com enflexamento fica um pouco mais difícil, há métodos bastantes práticos e equações para se descobrir isso na internet.
O método mais prático é usar uma calculadora de C.G. como essa (click na imagem a abaixo para acessá-la)
Percebi duas coisas, a primeira, é óbvia o texto está em inglês, e a segunda é para quem não conhece bem os termos fica muito confuso entender o que é necessário informar e o que o programa retorna.
Aqui vão algumas dicas:
Observe as letras nos parenteses, elas indicam o que representam no desenho da asa à direita, por exemplo, Root Chord (A) é a largura da asa no meio dela; Tip Chord (B) é a largura da ponta da asa; Sweep Distance (S) é a distância entre a frente da asa e a frente da corda na ponta da asa (B), quanto maior esse número for maior é o enflexamento (quer dizer mais para trás a asa é); Half Span (Y) é o tamanho da semi-asa (metade da envergadura). O última dado a ser preenchido é a porcentagem do balanço do MAC (corda média aerodinâmica, em outro post falarei sobre isto), um número conservador é de 25%.
O botão "Click Me to Compute:" calcula tudo.
O dado mais importante retornado é o Balance Point Root Chord (CG), que é o próprio ponto do C.G medido a partir da frente da corda da raiz (A). no caso do desenho acima ficou um pouco mais de 6 cm.
Outra ferramenta útil encontra-se nesse link do E-voo, é mais simples e está em português
Outra ferramenta interessante em português é esta, segundo a dica de um anônimo, calcula enflexamento positivo, e até asas complexas (até 6 paneis distintos).
Wing CG Calc - calculadora de CG
Note no label "Panel x" os botões "+1" (verde) e "-1" (vermelho), permitem adicionar/retirar paneis em asas que pela complexidade de sua geometria exija isto.
Estou montando o Trequinho um HLG (hand launch glider - planador lançado à mão), inspirado no projeto do Raphael Rigoti do Youtube (Youtube/user/rapharigoti). Estou aprendendo muitas lições úteis em construção e uso de materiais alternativos.
O projeto do Raphael é para ser feito rápido (o corte da asa é com faca, ele usa isopor comum, usa cola quente e etc, mas há uma curva de aprendizagem e, também, estou fazendo algumas alterações que estão fazendo demorar um pouco no projeto (eu sou lerdo).
Fotos do pequeno progresso de hoje: O estabilizador horizontal e vertical do Trequinho. Entelei com fica adesiva (amarela) e celofane (vermelho). Passei uma camada muito fina de cola PVA base álcool (cola de isopor) diluída 1/10 em álcool comum, deixei secar e enteilei com ferrinho que ativou a cola PVA com o calor, cola PVA funciona como cola de contato (dica do E-voo.com). O interessante é que ficou muito firme, leve e o celofane aderiu como se fosse uma fica adesiva. A cor do celofone ficou muito sólida, porque escolhei em várias papelarias um celofone vermelho com cor mais sólida. Fuselagem do Trequinho. Usei varetas de fibra de vidro 1.4 mm para reforçar ao invés de bambu, tenho o material disponível então resolvi usá-lo. Colei as varetas com cola quente. Ficou razoavelmente firme, mas vou reforçá-lo com fica adesiva, com a vantagem de decorar o modelo, espero que não fique pesado.
Quando recebi email avisando que o Yamzes postou um vídeo já esperava algo legal, mas quando vi o T-rex tamanho 600 tive um arrépio, sentindo que tinha um espírito sem luz por perto do modelo.
Quando vi o vôo tive certeza que o próprio satanás e seus anjos haviam tomado o corpo do pobre helicóptero! Como no Exorcista
Se duvidam deem uma olhadinha como esse modelo voa a la exorcista, quer dizer voa invertido e de costas.
Falando sério o piloto fez manobras 3D incríveis e perfeitamente executadas, parabéns ao Victor.
Pessoal, aqui vai um curto vídeo do teste de linkagem dos flaperons do Trequinho, planador lançado a mão de bambu e isopor. Estou usando na linkagem dois servos HTX de 9g e arames de aço de pneu.
Fiz o teste com o servo tester GWS, que é essa caixa pretinha abaixo na foto.
