Esto es algo que he mencionado de vez en cuando en conversaciones sobre como reducir las fuerzas de control en el avión, especialmente como resultado de añadir flaps. No es frecuente que intente algo que resulte tan bien como espero o mejor. Desafortunadamente no tengo un piloto alternativo para volar el avión en una prueba para confirmar mi evaluación. Hemos tenido una discusión bastante grande en otro hilo que desvió la intención de este. Debido a eso, pensé que sería bueno separar esto en un nuevo tema.

Es y sigue siendo mi opinión que una bisagra desplazada es un método superior para reducir el momento de bisagra en la superficie. El lado negativo de esto es que es muy difícil hacer cambios en la configuración. En los modelos de RC 1/4 escala acrobáticos se utilizan estas bisagras desplazadas y a menudo vemos una pequeña pala en uso para complementar la superficie. Mi oposición al uso de palas es más práctica que técnica. Sobresalen y pueden dañarse fácilmente. En mi avión de prueba las puse en la parte superior del ala y tampoco son bonitas. Supongo que un maestro artista podría hacer algo al respecto. Yo no soy así.

Realmente no hay ningun cálculo aerodinámico super científico que haya realizado para llegar a la solución que he utilizado. Me basé mucho en trabajos anteriores sobre aviones 1/4 escala de RC.

Aquí está el concepto de una pala: la misma es una superficie de chapa delgada montada por delante de la línea de bisagra y tiene cierta separación vertical que es necesaria para permitir que pivotee con la superficie a la que está unida. La forma de la placa es algo importante ya que su característica deseada es que produzca un cambio lineal en la sustentación y la resistencia con el ángulo de ataque. Esta es una característica de las alas de forma delta que producen su sustentación principalmente a partir del vórtice que se enrolla sobre la parte superior o inferior del ala. También pueden funcionar en otras alas de bajo alargamiento, pero la configuración delta se ha aplicado con gran éxito. Por lo tanto, hay que partir de esta base.

Para diseñar los puntales de soporte hice dibujos de algunos esquemas del ala y del flap. Esto es necesario ya que hay que evitar la colisión de la pala con el ala. Lo que encontré cuando estaba haciendo mi diseño es que sería muy difícil hacer que esto funcione correctamente con un flap que tenga 45 grados de deflexión. En ese caso el brazo tendría que ser muy largo lo que no es necesariamente malo pero fuera de mi zona de experiencia. El momento generado por la pala es una combinación de sustentación y resistencia de la misma multiplicada por el brazo combinado.
Piensa en una pala como un pequeño canard delante del flap u otra superficie. Algunos aviones acrobáticos 1/4 RC a escala también las tienen en el timón. Ese canard proporciona un momento contrario al momento de la superficie porque está en el lado opuesto de la bisagra.

Hice tres cálculos para preparar el diseño de la pala y su fijación al alerón. El primero es la cuerda aerodinámica media "MAC" (ver al pié Nota 1) de la superficie. En realidad, acabo de hacer un diseño sobre esto, ya que es fácil de hacer con CAD, pero un lápiz y papel funcionan bien también. La superficie puede ser tratada como un ala y podemos asumir que el centro de presión trabaja a través del punto 25% medido desde el borde de ataque (L.E.) de esa cuerda, por lo que decimos 25% de la LEMAC (cuerda media desde el borde de ataque)..

El razonamiento de encontrar la MAC es donde planeé colocar la pala. Hay otros lugares donde pueden ir en una superficie por otras razones, como el equilibrio de masas para la prevención de flameo. La otra es que sé que en equilibrio, el 25% del área estará delante de la ubicación del 25% del LEMAC y si dimensiono mi pala a menos del 25% del área total de la combinación pala-aleta tengo una buena oportunidad de que no ocurran cosas malas.
La advertencia/suposición es que la fuerza generada por la pala es lineal. Así que mis otros dos cálculos que hice fueron el área de la aleta y los tamaños necesarios para crear la pala y le hice menos del 10% del área de la aleta. Muy fácil. No hay que ser un genio.

La configuración de la estructura era un poco difícil de conseguir y hacer bien con la cantidad de área necesaria y mantener bastante compacto. Así que diseñé mi pala de una manera que me ha funcionado bien en el pasado. Tengo que decir que vimos un avión en el que no funcionó tan bien como en el mío. El frente es truncado con ángulos de barrido de 60 grados. El borde afilado de la esquina genera un fuerte vórtice que se mantiene en su lugar bastante bien. Hay una relación envergadura/aspecto donde esto no funciona pero por debajo de 2:1 parece ser consistente. El borde de fuga de la pala está situado directamente sobre la línea de bisagra. Está ahí debido a la geometría obtenida pero con puntales largos podría ir más adelante.

La estrategia de las pruebas con palas es empezar con pequeñas y hacerlas más grandes probando la envolvente de vuelo en cada iteración. En mi modelo "Laser" como en el SV11 hice las primeras pruebas en el Laser y esto fue porque alguna masa critica estaba colocada ahi.
La primera pala que hice resultó un poco más grande de lo que quería porque imprimí un dibujo de autocad a .PDF y se produjo un error de escala que no me di cuenta hasta después de haber cortado la madera contrachapada de 1/16" y perforado los agujeros. El día se estaba haciendo tarde y quería volar así que recorté un poco la pala y resultó estar entre el 5% y el 10% de tamaño que pensaba utilizar. En Kansas era un día de Unicornio en el que se preveían vientos de menos de 5 mph. Rara vez vuelo en mi propia estela pero esta tarde lo hice y estaba haciendo estelas realmente buenas.

Mis vuelos de prueba de hoy fueron un vuelo de duración completa con sólo los puntales en su lugar. La placa de soporte para la pala es de aproximadamente 0.8" x 1" lo que sorprendentemente hizo una diferencia detectable. Volé el avión a través de la gama de maniobras para comprobar su comportamiento y todo estaba bien. En el siguiente vuelo coloqué las palas y reduje el temporizador a 1 minuto, ya que no quería luchar contra un potro durante mucho tiempo. No estaba preocupado, solo precavido. Durante el despegue un conector de línea se enganchó y me sobresaltó sacando una pulgada o dos aproximadamente del suelo. Hice algunos incrementos graduales agresivos de cabeceo hacia arriba, cabeceo hacia abajo y giros para comprobar cualquier mal comportamiento. No hubo ninguno. Y mejor, los gradientes de control eran perceptiblemente más bajos.

Después del primer vuelo aumenté el tiempo de vuelo a 4:30. Comencé con algunas media vueltas básicas y luego reversas, loops y cuadrados. Si, soy pésimo fijando la trayectoria de los cuadrados y las fuerzas más ligeras de la manija hicieron la curva mucho más fácil y la salida igual de pésima. Con momentos de control bajos, el control con menor tensión es mucho mejor. Este es un lugar donde esta configuración definitivamente funciona. Hice algunas maniobras de prueba interesantes como ochos verticales cuadrados y bucles hexagonales y ochos hexagonales, no probé ochos cuadrados pero funcionarían. Por supuesto, estos giros se harían en la zona donde la tensión de la línea no suele ser un problema.

Después de ese vuelo volví y volé la gama completa. Sigo siendo pésimo en todas las partes en las que siempre soy pésimo. Pero era más fácil apestar en esas partes.

En pocas palabras, estoy llamando a este un primer vuelo exitoso y no veo un obstáculo para un mayor desarrollo. Probablemente haré otra pala más grande, pero estoy pensando que si es necesario más grande, entonces la adición de otro más lejos sería un mejor enfoque que una sola pala grande. La razón es que la pala de mayor alargamiento en algún momento comenzará a comportarse como un ala normal y entrará en pérdida alrededor de los 20 grados causando una curva de fuerza no lineal. También pondré las levas de cola y fusible para ver si pasa algo malo.

VER VIDEO DEL AUTOR (EN INGLES)