Asa voadora

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CONSTRUINDO UMA ASA VOADORA COM  2 METROS DE ENVERGADURA E SEM ENFLEXAMENTO (TIPO PLANK)

Avisos

        Esta não é uma tarefa para ser executada por crianças.

     Sugiro que você leia estas instruções até o final e tenha certeza que entendeu tudo antes de começar os trabalhos.

       Para executar este projeto é necessário que se tenha noções básicas de aeromodelismo e esteja familiarizado com os termos aqui utilizados.

         É NECESSÁRIO QUE SEU RÁDIO SEJA CAPAZ DE FAZER MIXAGEM ELEVON.

        Os elevons são as superfícies de comando que fazem a asa ter movimentos no eixo de arfagem e de rolamento. De forma simplificada pode se dizer que são um misto de profundor e aileron.


Objetivos

        O objetivo deste texto é dar-lhe as orientações para a construção de uma asa voadora com 2 metros de envergadura. É um modelo de construção fácil e barata, além disso suas características o tornam adequado tanto para o vôo de encosta como para térmicas.

Alguma teoria a respeito das asas voadoras.

            As asas voadoras podem ser basicamente de dois tipos: aquelas com e sem enflexamento.

SEM ENFLEXAMENTO
(Tipo Plank)

COM ENFLEXAMENTO

   

           A principal dificuldade ao se projetar uma asa sem enflexamento é escolher o perfil adequado de forma que seja resolvido o problema da estabilidade no eixo de arfagem.

           Já as asas com enflexamento são mais estáveis pois a estabilidade no eixo de arfagem é garantida pelo efeito de cauda provido pela parte da asa que fica atrás do centro de gravidade.

           Aqui uma pausa para explicar o termo eixo de arfagem: É um eixo imaginário ou teórico, que  passa pelo centro de gravidade do modelo (ou aeronave em escala cheia), seja um avião de configuração convencional ou uma asa voadora, e estende-se ao longo da asa. Em torno desse eixo são executados os movimentos comandados pelo profundor. Ou seja, a aeronave executa o movimento de baixar ou levantar o nariz e assim "pica" (mergulha) ou "cabra" (sobe) - no jargão da área.

           Para que o modelo tenha estabilidade longitudinal é necessário que o centro de gravidade esteja a frente do centro de pressão. O centro de  pressão é aquele ponto no qual agem as forças aerodinâmicas geradas pelo aerofólio. São três as forças que agem no centro de pressão: A componente de sustentação, a componente de arrasto aerodinâmico e o momento. Veja na figura abaixo.

           Neste link: http://www.mh-aerotools.de/airfoils/, você encontra mais informações a respeito do projeto de asas voadoras.

Material

        Todo o material utilizado é facilmente encontrável. A fase da construção mais difícil será o corte da asa. Para isso, você terá que dispor de uma máquina de fio quente para cortar isopor ou pedir a alguém para cortá-lo para você.

Aqui está a lista de material que você irá precisar:

  • Rolo de fita adesiva larga. Para cobrir, "entelar"o modelo.

  • Um tubo de cola  #77, marca 3M. Essa é uma cola de contato para uso com isopor. Se não encontrar você pode usar a cola IH-30 ou IH-17 da Brascola.

  • Uma pasta escolar feita de um material chamado polionda (pelo menos aqui no Centro-Oeste!). Para fazer o estabilizador vertical.

  • Duas placas de isopor P2 (um tipo de isopor mais denso, com a mesma aparência de isopor comum) de 5 cm de espessura

  • Alumínio, compensado ou fórmica. Para fazer os gabaritos do aerofólio.

  • Madeira. Para fazer a longarina.

  • Cola tipo Araldite.

  • Balsa. Para fazer os elevons.

Croqui

 

 

Construindo

A Asa

        O aerofólio utilizado é o E 186(10,27%). Este aerofólio proporciona um vôo rápido e com boa penetração em dia de ventos fortes.

A asa é feita de isopor, tendo uma longarina de madeira e coberta ("entelada")com fita adesiva. É necessário utilizar um programa de computador para obter o molde do aerofólio. Em http://www.profili2.com  se encontra um programa de computador com o qual você poderá gerar o perfil.

É necessário que você tenha uma máquina de fio quente para cortar a asa com o perfil do aerofólio. Esta máquina nada mais é que uma trave de madeira com um fio de aço estendido entre suas extremidades e ligada a uma fonte de energia. Nas fotos abaixo e no esquema pode-se compreender como é esse dispositivo. AVISO. SE VOCÊ NUNCA TRABALHOU COM UM ARCO DE CORTE, TENHA CUIDADO! PEÇA A AJUDA DE QUEM TEM PRÁTICA. HÁ PERIGO DE QUEIMADURAS OU CHOQUE ELÉTRICO.

 

             Nas figuras abaixo é mostrado como se faz o corte da asa com o arco de fio quente.

 

 

             Se você quiser saber mais a respeito deste dispositivo para corte de isopor veja o artigo Arco para Cortar Isopor, aqui no site.

            O bloco de isopor deve ter as dimensões dos painéis que irão formar a asa. O desenho do perfil do aerofólio é gerado e impresso pelo programa indicado no link do Profili 2.

            Depois de imprimir o perfil você deverá recortá-lo e colá-lo em um material resistente a passagem do fio quente (pode ser alumínio, fórmica ou compensado) para que se possa ter um gabarito para corte do isopor. Recomendo uma chapa de alumínio, pois é fácil de cortar e resistente. Na figura abaixo veja um exemplo de gabarito feito em madeira.

 

 

            Agora, de posse dos gabaritos você deve fixá-los nas laterais do bloco de isopor para que possa ser passado o arco. Costumo fazer furos nos gabaritos e fixá-los com pequenos pregos no isopor.

 

Nesta etapa da fixação tenha o cuidado de manter a corda do perfil paralela em relação as faces do bloco de isopor. Veja na figura abaixo. Se existir um desalinhamento entre os perfis, a asa terá uma torção.

 

              Para facilitar o corte marque o bloco de isopor em partes iguais de cada lado para que você possa se guiar durante o este processo. Siga a marcação de forma que o arco esteja em cada marcação ao mesmo tempo. Por exemplo, o lado direito e o esquerdo devem estar a 1/4 da largura do bloco, seguindo o corte, os dois lados do arco devem chegar a metade da largura do bloco ao mesmo tempo e assim por diante de forma que o fio saia por igual no final do corte. Na figura abaixo  veja um exemplo da marcação.

              Depois de cortados os perfis você deve lixar para tirar as imperfeições. Use uma lixa bem fina (grana 150 ou maior). Veja as figuras abaixo com o perfil já cortado.

 

 

                O passo seguinte é cortar os painéis em sentido longitudinal de forma que a longarina possa ser colada. Essa peça pode ser feita de uma madeira leve e resistente, tal como pinho ou freijó. Veja na figura abaixo o painel central de isopor depois de cortado e pronto para receber a seção central da longarina.

                Observe que foi feita uma peça de alumínio para unir as duas metades da longarina. Se preferir faça a longarina reta e assim não vai precisar da peça de central de alumínio.

                   

 

                    

 

Na foto seguinte vê-se um detalhe da longarina já colada ao painel central e a asa pronta para receber a entelagem.

 

Toda a colagem das partes da longarina e desta com os painéis de isopor deve ser feito com epóxi. Aqui no Brasil a marca comercial mais conhecida para este tipo de cola é a Araldite.



                     Entelagem.

                     Para que a fita adesiva tenha uma boa aderência ao isopor, passe uma fina camada de cola de contato para isopor. A cola ideal para isso é a #77 spray da 3M. Na foto abaixo veja a aplicação de uma outra cola, no caso a IH-30 da Brascola. Aplique com uma espátula de metal. Esta cola seca muito rápido, para que fique bem espalhada aplique pequenas quantidades por vez.

 

              Veja aqui a aplicação da fita adesiva.

              Outra função da cola é permitir que a fita adesiva fique bem esticada. Desta forma teremos uma camada de fita bem firme que dá resistência as peças de isopor. Depois de passada a fita você irá notar um aumento considerável da resistência dessas peças a torção e flexão. Procure aplicar a fita de maneira a ficar bem esticada. Na colagem da fita, deverá ter uma pequena sobreposição das faixas, coisa de 0,5cm, de forma que no final se tenha uma tela única de fita sobre a peça. Explicando melhor: suponha que você tenha dois pedaços de fita adesiva de 40 cm cada. Cole o primeiro pedaço sobre uma peça qualquer. Quando for aplicar o segundo pedaço, no mesmo sentido do primeiro, permita que o segundo fique por cima do primeiro 0,5 cm ao longo de toda sua extensão.

 

                Para terminar, com uma chapa de balsa, faça os elevons. Na figura abaixo é possível notar sua forma e comprimento. Entele-os com fita ou material apropriado.

 



A Fuselagem

             Corte a fuselagem de um bloco de isopor. Faça de forma que fique o mais parecido possível com a da foto. Note que deve ser deixada uma "cauda" depois do bordo de fuga da asa e que o nariz da fuselagem deve ter mais ou menos o mesmo comprimento da cauda.

            Faço a sugestão que você coloque o gabarito utilizado para cortar a asa em cima do bloco de isopor e desenhe-o neste de forma a manter a corda da asa nivelada com o eixo da pequena fuselagem. Isso facilita também para que você corte um encaixe perfeito para a asa na fuselagem.

            Outra dica é entelar a fuselagem assim como foi feito com a asa. Isso dará mais resistência a essa peça.

        O passo seguinte é cortar a pasta escolar de polionda para formar o estabilizador vertical. O encaixe do estabilizador vertical na fuselagem é feito através de um corte no sentido longitudinal e na profundidade suficiente. O corte deve ser feito com muito cuidado para que fique alinhado com o eixo longitudinal da fuselagem.

 

 

A montagem final.

        Depois de tudo pronto, chegou a hora de montar. Retire uma faixa de fita adesiva da parte de baixo da asa onde será colada a fuselagem. Cole com o adesivo de contato.

         Veja a foto com o conjunto pronto para ser montado.



Aqui está o modelo pronto.



            Instalação do rádio

            Como se trata de uma asa voadora e não de um modelo convencional, seu rádio deve oferecer a possibilidade de mixar as dois servos para elevons.

            Ajuste para o vôo

            Agora que você chegou ao fim, vamos fazer os ajustes necessários para o vôo. Ajuste o centro de gravidade do modelo. Ele deve se situar dentro do primeiro 1/4 da corda da asa, tomando-se o bordo de ataque como ponto zero ou de referencia. Para ajustar o centro de gravidade neste local, adicione peso no parte da frente da fuselagem, no nariz do modelo. Use pequenos pedaços de chumbo para isso. Faça uma abertura no isopor o mais a frente possível. Vá colocando o chumbo nesta abertura. Para conferir onde se encontra o centro de gravidade, segure o modelo com os dedos indicadores por baixo da asa. Vá adicionando peso até o modelo se equilibrar no ponto ideal (a menos de 1/4 a partir do bordo de ataque).

            Teste o planeio do modelo antes de lança-lo em vôo. Ligue o rádio e ajustes os elevons de forma que fiquem levemente cabrados. Escolha um local plano, sem obstáculos e faça lançamentos a um alvo imaginário a uns 20 metros a sua frente. Não faça o lançamento para cima, nem para baixo. Lance o modelo em um plano reto que se estende à sua frente. O modelo deve planar. Se subir e cair abruptamente, é sinal de que pode está com o ângulo de cabragem dos elevons exageradamente grande ou com pouco peso no nariz (Centro de gravidade atrasado, a mais de 1/4 do bordo de ataque). Se caso contrario, o modelo não conseguir planeio, o ângulo poderá estar pequeno ou a quantidade de peso no nariz poderá estar demasiada.

 

Comentários   

0 #1 Jose Antonio Zanotti 17-01-2014 08:30
Gostei muito. Estou até pensando em fabricar um. Quero tirar uma dúvida; Como sou calouro ainda, queria saber como vc fez o link e dobradiças dos alevons. Ele tem leme, pois não deu p/ ver.
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