Esta figura indica dos formas de instalar en balancín en nuestro avión:
Rick Ashford me preguntó por qué algunas personas montan el balancín deliberadamente
"al revés" es decir en forma invertida a diferencia de la forma tradicional (figura de la derecha), y si había alguna razón para esto. Por "al revés", a lo que Rick está refiriéndose, es la orientación del balancín tal que la línea delantera de salida corresponde a la línea de mando
"arriba" (Figura de la derecha).
Para entender esto, hay que tener presente que las rotaciones del grupo hélice-spinner-cigueñal actúan igual que el rotor que gira en un
giróscopo. Sin involucrarnos en las matemáticas, nosotros sabemos que cuando una fuerza se aplica a un
giróscopo de tal manera que tienda a cambiar la dirección del eje de rotación de la rueda giratoria, el eje giratorio tenderá a moverse en dirección a los ángulos rectos, en el sentido en que la fuerza fue aplicada.
Este movimiento es el resultado de la fuerza producida por el impulso angular del cuerpo giratorio y de la fuerza aplicada. En la figura de abajo ilustra el torque involucrado en nuestra situación. El vector de giro de la hélice tiende a que la nariz del avión gire sobre el eje Y cuando maniobramos, y el torque de giro resultante actúa sobre el eje de guiñada del avión. como resultante de ese torque producido
por el giro.
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En la figura 1, en nuestro caso vemos esto como una guiñada de "nariz fuera" del avión en las maniobras
"interiores", y una guiñada con "nariz adentro" en las maniobras
"externas" (Fig. 2).
Lo que está sucediendo es que con las maniobras "internas" o "externas" del avión, nosotros estamos forzando al eje de giro a girar hacia arriba o abajo, ya no paralelo a la tierra. La madre Naturaleza y el Sr. Isaac Newton dicen que si nosotros vamos a hacer eso a esta masa giratoria, entonces
se va a producir un momento de "nariz fuera" del avión en el aire. "Nariz fuera", con lo que
se puede vivir, pero en las maniobras externas se invierten las fuerzas y el momento producido tiende a guiñar el ala interna. Realmente, preferiría no tener ningún momento de guiñado producido durante las maniobras, pero eso generalmente no va a pasar.
Randy Smith probó solucionar el problema de precesión de giro unos años atrás, cuando él
presentó en un torneo, una "trampa" mediante un esquema utilizando una hélice
contrarotativa. Lo novedoso fué que la segunda hélice no tenía tracción en ese particular modelo color canela, la que solamente era movida por la corriente del aire. La Madre Naturaleza no lo supo y sólo lo vió como una masa que gira. En este caso la dirección de giro era en la dirección opuesta a la de la otra hélice
y el resultado era que los momentos del giro se cancelaron. Muy ingenioso!. El efecto
en el sonido que tenía esta estructura, era como el de un perro aullando, algo así como un sonido chillón.
Por su lado, Al Rabe propuso el dispositivo del timón que se mueve, conocido como el timón "Rabe". Esta es simplemente una conexión del elevador al timón, para dar movimiento al timón en la dirección opuesta
de la guiñada de giro (N. del T.: Ver nota en sección "Notas Técnicas" haciendo click aqui). Funciona. Yo pienso que también puede haber sido Al quien fué el primero en invirtir el balancín, pero no estoy seguro. Por lo menos fue el primero que yo recuerdo haber visto.
La idea de poner la línea de mando
"arriba", adelante de la línea que "manda" abajoen la salida de
las líneas en el ala interna, también es un esfuerzo por intentar oponerse al momento de precesión generado por la hélice. Entonces, si la línea que manda "arriba" está adelante de la línea de mando "abajo" una cierta cantidad, en los momentos en que se está transmitiendo mando, la línea
que está soportando la tensión aumentada tiende a hacer girar al avión en una dirección para oponerse al momento indeseable. Permítame decir aquí que el efecto beneficioso del balancín "invertido" es a lo mejor sumamente mínimo. De todas maneras, no pierda ahora el sueño pensando en la manera que usted construyó a su avión. A veces, estructuralmente
será más fácil colocar el balancín de una manera u otra.
Además de los balancines "invertidos" también habría que considerar el espaciado de las líneas de salida, que también tiene gran efecto en este tema. Es interesante ver que las recientes tendencias de los modelos de aviones han sido reducir el espaciado en las líneas del salida. Realmente, esto no es nuevo, El Thunderbird de Bob Palmer tenía las dos líneas del salidas una encima de la otra (o sea verticalmente). La foto de abajo nos muestra las salidas de líneas del Impact de Paul Walker, la que es muy ilustrativa respecto a esta tendencia. Yo no sé qué línea es la de arriba y cual es la de abajo, pero esencialmente no importa, considerando que el espaciado es tan mínimo.
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Pienso que posiblemente nosotros podríamos haber descubierto que cualquier efecto en el espaciado de las líneas del salida podrían realmente agravar el guiñando en una esquina cerrada. El pensamiento contemporáneo regresa a la idea de Palmer de conseguir las líneas de salida
tan juntas como sea posible para eliminar cualquier posible guiñe por mando inducido y a la vez conseguir que las líneas muy juntas, aerodinámicamente reducen el arrastre.
Sobre el asunto de reacciones giroscópicas, podríamos agregar otros momentos de información. La magnitud de este momento de guiñada está en función de las RPM de la hélice, el paso de la misma, la proporción angular de la guiñada y la inercia de la propia hélice. Considerando que no podemos hacer demasiado sobre las RPM de la hélice o la proporción angular, nosotros nos quedamos con la inercia de la hélice.
Los momentos de giro pueden ser reducidos bajando el efecto inercial de la hélice. Esto se logra reduciéndole la masa, y también reduciendo su diámetro. El efecto inercial de la hélice es directamente proporcional a la masa y proporcional al diámetro-cuadrado. Un momento dl guiñada típico durante una vuelta normal podría estar en el orden de 50 pulgadas-onzas.
Pienso que algunas maniobras se influencian grandemente por la cupla de giro en la guiñada, y eso ocurre durante las esquinas cerradas. En especial en el triángulo, el ángulo de la primera esquina y la habilidad de poner la segunda esquina exactamente donde nosotros queremos, se maneja por si tenemos tensión en las líneas en el momento que lo necesitamos. El provocarse guiñadas del avión puede hacer que la tensión de las líneas desaparezca cuando usted más lo necesita en especial en el primer ángulo. De ser así, el resultado será un triángulo con el lado de la izquierda demasiado vertical, y a veces el ángulo de la cima se efectúa de la misma manera. En mi opinión, la mejor manera de neutralizar la guiñada del giro está con el área lateral del fuselaje y no necesariamente con los dispositivos activos como la línea de arriba al frente o el timón "Rabe". Algunos de los modelos más buenos que han volado alguna vez tienen los fuselajes muy "profundos".
Otra cosa para considerar es que el movimiento del avión en el vuelo nivelado es un guiñando continuo a la izquierda. La proporción de guiñada no es insignificante. Quizá en un tercio o un cuarto del total de una vuelta, pero aún así todavía es notable. El resultado es que el vector de velocidad amgular adquirida de la hélice, está obligándo a cambiar la dirección del modelo. En las Carreras RAT, por ejemplo, al ser modelos que vuelan con altas RPM y proporción de guiñada, siempre parecía necesitar algunos grados hacia abajo en el elevador sólo para volar a nivel. Para un modelo de acrobacia nosotros podríamos necesitar aproximadamente 10 a15 oz. (unos 40 grs) en el momento de nariz El elevador exige realmente oponerse a esto para un aeromodelo?…no mucho si es de acrobacia. (N.del T.: siguen consideraciones ajenas al tema).
Frank Williams