APUCA - Asociación Pilotos U-Control Argentinos
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AVANTI II - Nota sobre su diseño y construcción
Nota a Bob Baron - Flying Models 4/1988 - Trad. Osvaldo Cuello



Cuando uno se detiene a pensar sobre el avión de acrobacia de U-Control, se concluye en que el modelo ideal debe ser una maravilla mecánica: además de efectuar saltos con facilidad debería volar lentamente para pilotear con exactitud, mantener una buena tensión de líneas en un amplio rango de condiciones de tiempo climático, tener una alta estabilidad para suavidad en el vuelo y sin embargo, doblar ràpidamente para conseguir buenas esquinas en las figuras cuadradas. Ademàs debe ser estéticamente agradable y obedecer a las leyes de la aerodinámica.
El modelo debe ser liviano pero suficientemente fuerte para soportar esfuerzos rutinarios de +10 G y -10 G miles de veces sin que el material se fatigue o cambien sus cualidades de vuelo sobre una vida de competición de unos 500 vuelos.
También debiera ser mecánicamente fuerte y predecible en sus cualidades de maniobra. El modelo debería tener una buena reserva para efectuar las ùltimas correciones para hacer mas perfectos los ángulos. Lograr un bajo esfuerzo físico es importante para minimizar la fatiga de los materiales cuando se practica fuerte.
Los aterrizajes y los despegues deben ser posibles sobre un amplio rango de superficies, direcciones de viento y velocidades.
Las velocidades de giro en ambas direcciones deberían ser iguales.
Dados todos esos criterios, muchos de los cuales son contrapuestos entre sí, la búsqueda del acrobático ideal parece ser un imposible.
El Avanti II es el resultado de un esfuerzo concertado para lograr las suvaes y predecibles cualidades de vuelo del Avanti original y a la vez corregir sus defectos.
Primero necesitábamos mejorar la capacidad de rotación en los loopings cuadrados.
Segundo, y como en muchos aviones, el Avanti original hacía más rápidamente los loopings exteriores que los interiores. El mejoramiento de esto último se buscó ávidamente y condujo a grandes ventajas mecánicas en el sistema de control, tanto en la disminución del esfuerzo físico en la mano como en asegurar la potencia adecuada para mover los controles en las maniobras que se efectúan con baja tensión de líneas, tales como el ocho sobre la cabeza y los dos ángulos superiores del reloj de arena.
Las soluciones a estos problemas fueron encontradas por Bill Netzeband usando los resultados de un detallado análisis de la aerodinámica del u-control, confirmados volando una serie de aviones "1/2A" durante un año.
La solución para maximizar la capacidad de rotación en los loopings de un modelo determinado, para que tire hacia afuera fué simple, pero sólo después de transitar dificultades a través de muchas ecuaciones, aturdiendo y fastidiando a la fraternidad ucontrolera.
La solución encontrada por lo antedicho consistió en posicionar el centro de gravedad del modelo de modo que el sistema de control y los movimientos del estabilizador conduzcan a los flaps a un movimiento máximo de 30º en una maniobra cuadrada. Haciendo así, se obtiene el máximo coeficiente de fuerza hacia afuera del ala antes de ganar mucha tensión en las líneas que el motor no puede mantener por mucho tiempo a la velocidad de vuelo adecuada. Como comparación, muchos modelos usan sólo 15º de movimiento de flaps para ejecutar una esquina.
El segundo problema era lograr que el modelo rotara igual en ambas direcciones, fundamentalmente en los loopings interiores y exteriores. Esto se resolvió colocando la línea de tracción mecánica a través del centro del ala y del estabilizador. Mientras la tracción mecánica está por debajo del centro de gravedad, la tremenda tracción inducida (debida al desplazamiento y sustentación), es muy alta comparada con la tracción inducida, por lo que se puede suponer sin cometer error apreciable, que el centro del ala es el centro de tracción.
El único problema que se produce al alinear motor-ala-estabilizador, es que en vuelo invertido se requiere un poco más de control "hacia abajo", del que se usaría convencionalmente.
El último problema a solucionar fué reducir los esfuerzos de los pushrods y de la mano. Esto fué resuelto mediante el uso de un balancín de 4" y cuernos de control de 1" de longitud.
En una maniobra tal como el ocho sobre la cabeza sólo actuará sobre los controles alrededor de 2 G. Con un sistema en el cual la carga sobre los pushrods sea muy alta, el avión será incapaz de generar las fuerzas necesarias para mover las superficies de control suficientemente, independientemente de lo que haga el piloto. Esta es la razón por la cual muchos aviones tienen dificultades para hacer el ocho sobre la cabeza o el reloj de arena.
Una baja carga alar es escencial para obtener buenas performances. En el Avanti II los flaps, puntas de ala y estabilizador son armados y cubiertos con balsa de 1,5 mm. El fuselaje es de plancha de balsa de 2 mm con un "doubler" de terciado de 0,4 mm, estando la cabina pintada sobre el block superior.
Con las superficies armadas y los bloques ahuecados, el peso sin combustible oscila en los 1.450 a 1.500 grms.
Pienso que el resultado final de un sistema debe ser tan simple como sea posible sin sacrificar su rendimiento con soluciones más complicadas.
El conjunto motor/combustible que se utilizó trabaja confiablemente y provee potencia pareja.
El tanque es del tipo "uniflow", de metal sin presurizar. Solo un tanque uniflow o un presurizado desde el carter darán la misma marcha de motor desde el principio al fin de cada vuelo.
El único tubo de venteo se obturó con un tapón perforado, con un agujero del diámetro de un alfiler, para minimizar la posibilidad que entre polvo o suciedad en el tanque.
El motor usado es el OS 40 FSR con un venturi de .275" (aprox. 0,9 mm) y 1" de largo con una conicidad de 5º en la garganta de entrada.
Se utilizó una válvula y aguja standard de Super Tigre .46.
Para los vuelos se utilizó una hélice Zinger de 12" x 5" recortada a 11".
Se reguló la carburación de modo que el motor funcionara a las RPM´s en que puede desarrollar la máxima potencia útil con una buena aspiración de combustible (relacionada con la marcha pareja del motor).
La economía de combustible es así excelente: con un tanque de 4,5 onzas es suficiente para el vuelo completo.
Para que el motor funcione regularmente es escencial una buena refrigeración del carter, y para lograrla, se cortaron conductos en el carenado. Mantener constante la temperatura del carter es la llave para lograr una marcha estable.
Usando este sistema, el motor sonará demasiado rápido mientras está en tierra (por sobrecalentamiento), pero una vez en vuelo, en dos o tres vueltas, bajará las RPM´s a las correctas a medida que se enfría el carter, estabilizándose para el resto del vuelo.
El combustible fue standard: 10% nitrometano, 22,5% de aceite de ricino y el resto metanol.
El Avanti II usa salida de cables ajustables, independientes una de otra.
Teniendo la línea de arriba adelante (al frente), la diferencia en el punto de maniobra para las desviaciones hacia arriba y hacia abajo se usa para controlar la precesión giroscópica, descubierta recientemente, la cual es muy real y se debe tener en cuenta si se desea tener una buena tensión de líneas en ambas direcciones.
En la práctica, el modelo se centra para giros interiores ajustando la posición de la línea "up" (hacia arriba) y luego se vuelve a centrar para las exteriores, modificando la posición de la línea que manda "abajo", es decir, la trasera. En la práctica, las lìneas quedaron separadas por alrededor de 1" 1/4 (unos 31 mm).
Estas son algunas notas sobre la construcción del avión.
Es difícil ganarle en peso al aire cuando se construye un modelo. La clave en la ligereza del mismo es minimizar la estructura en madera.
Existe una tendencia natural a construir más fuerte de lo necesario, lo que inevitablemente conduce a un exceso de peso.
A través del trabajo y la experiencia se sabe que construyendo con cyanoacrilato y epoxy 5 minutos, se logrará mas vida útil en un modelo de competición.
El cyanoacrilato es más liviano y rápido para la construcción de estructuras, utilizándose para el armado de los esqueletos de los flaps, estabilizadores, elevadores, alas y fuselajes. También es excelente para fijar los cuernos de los flaps y del elevador, debiendo en estos casos lubricar las bisagras para que no se peguen al fijarlas en las estructuras.
El epoxy se usa para pegar los refuerzos de terciado del fuselaje (doublers), la bancada del motor y las cuadernas de terciado. Se utiliza un epoxy más lento para pegar el estabilizador y la deriva en el fuselaje, pues dicho pegamento brinda más tiempo para alinear estas piezas adecuadamente.
En el Avanti II las primeras 4" de la nariz se cubren con resina K&B de 3/4 de onzas para prevenir roturas por esfuerzos.
La parte inferior del compartimiento del motor y del tanque de combustible se cubren con resina epoxy para proteger esas partes del combustible.
La alineación del estabilizador con el ala es muy crítica. Para hacerlo correctamente corte los cantos de una plancha de balsa de 1/8"x3" con una regla metálica y luego haga un corte para el reborde de la media ala con su raíz (junto al fuselaje). Una vez que el ala es montada en el fuselaje y después que el bloque inferior se ha pegado firmemente (para minimizar la flexión y la torsión), clave con alfileres la plantilla al costado del fuselaje, colocando la plantilla en su eje recto, perfectamente alineada con los bordes de ataque y fuga. Marque la línea central del estabilizador con un lápiz y use esa línea para ubicar la misma plantilla a los efectos de alinear el mismo con el ala con flaps y elevador en posición neutra.
Al hacer la nariz, talle desde la punta hacia atrás hasta que el espesor de la pared del fuselaje se uniforme de 3/16" (unos 5 mm). Esto sirve como óptimo lugar para asegurar contrapeso en la nariz si fuese necesario.
Cuando el modelo está listo, se debe balancear de acuerdo al plano.
Bob Baron