Vuelo libre (modelo de avión)
Vuelo libre es el segmento de la aviación a escala que involucra aeronaves sin control externo activo después del lanzamiento. Free Flight es la forma original de aeromodelismo aficionado, con el objetivo competitivo de construir y lanzar un avión autocontrolado que logrará de manera constante la mayor duración de vuelo en múltiples rondas de competencia, dentro de varios parámetros de clase.
Descripción
La esencia del vuelo libre es que la aeronave no necesita control externo, por ejemplo, por radio. Los aviones de este tipo se han volado durante más de dos siglos. Están diseñados para ser inherentemente estables en vuelo; si son perturbados por una ráfaga de viento o una corriente térmica, volverán automáticamente al vuelo estable. Su estabilidad se logra mediante una combinación de diseño y compensación, - la relación entre el centro de gravedad, la incidencia del plano de cola y del ala y el reglaje del timón.
Con su carga alar mucho más baja, las aeronaves de vuelo libre vuelan mucho más lentamente que las aeronaves controladas por radio y propulsadas por motores en las que mucha gente piensa cuando se menciona "modelo de aeronave". La mayoría de ellos se deslizan a poco más que un paso de caminata y pocos pesan más de 500 gramos.
Por lo general, el único objetivo de la competencia de vuelo libre es la duración del vuelo, y una de las fascinaciones y desafíos del deporte es diseñar el avión más eficiente dentro de los diversos límites de la competencia en parámetros como el peso mínimo, el área máxima del ala y la potencia motriz..
Tipos
Los modelos de vuelo libre se pueden dividir en términos generales en cuatro categorías:
- Gliders (towline and hand-launched)
- Caucho accionado (duración pura y escala con duración)
- Power (CO2, motor de brillo de metanol, o eléctrico)
- Interior (duración pura y escala con duración)
Cuando se vuela de forma competitiva, el objetivo habitual es la máxima duración del vuelo. En el caso de modelos que vuelan al aire libre, el modelista intenta lanzar el modelo hacia una columna de aire que surge, una térmica. Estos modelos de vuelo libre al aire libre tienden a estar diseñados para dos modos de vuelo muy diferentes: escalar rápidamente con motor o remolcar, y deslizarse lentamente mientras gira en círculos con una tasa de caída mínima. Gran parte del desafío en el diseño y vuelo de estos modelos es mantener la estabilidad aerodinámica en ambos modos y hacer una transición suave entre ellos. Los modelos modernos utilizan temporizadores mecánicos o electrónicos para mover las superficies de control en momentos preestablecidos. Detectar la térmica en la que lanzarse es vital y puede involucrar varios métodos, que van desde mediciones de temperatura y velocidad del viento por radiotelemetría trazadas en un registrador de gráficos hasta serpentinas de Mylar o pompas de jabón para visualizar el aire ascendente.
Las competiciones normalmente implican hasta siete rondas durante el día, cada una de ellas con un tiempo de vuelo máximo difícil de lograr sin asistencia térmica. Un interruptor de tiempo automático a bordo altera el asiento de la aeronave cuando el "max" se logra, para derribar la aeronave con seguridad y rapidez. Ubicar y recuperar la aeronave para futuros vuelos es una parte importante del vuelo libre. Muchas aeronaves llevan radiobalizas de ubicación y los aviadores usarán GPS, binoculares, una brújula y un receptor de rastreo de radio direccionalmente sensible para ayudarlos. Un día de vuelo y recuperación puede implicar aproximadamente 32 km (20 millas) a pie o en bicicleta, según la fuerza del viento.
Los modelos que vuelan en interiores no dependen de las corrientes de aire ascendentes, pero deben diseñarse para lograr la máxima eficiencia de vuelo debido a la energía limitada almacenada en la fuente de energía eléctrica o de caucho.
Dentro de cada categoría, hay diferentes clases. Por lo general, hay una clase de campeonato mundial de la Fédération Aéronautique Internationale (FAI), una llamada clase mini, una clase abierta y posiblemente cualquier número de clases nacionales o no oficiales., para los cuales se pueden realizar concursos regionales o nacionales. Dentro de los códigos de clasificación de competición especificados por la FAI, el aeromodelismo de vuelo libre obtiene el código genérico de F1, donde la "F" significa aeromodelos voladores en general, con el "1" de pie específicamente para modelos de vuelo libre.
Planeadores
Los planeadores no tienen fuerza motriz a bordo. Las únicas entradas de energía son el lanzamiento y el aire ascendente que se encuentra durante el vuelo. Durante el lanzamiento, muchos planeadores soportan 60G o más (mucho más que el estrés de cualquier avión tripulado) y tienen velocidades de lanzamiento a veces superiores a 140 km/h, donde esta energía se convierte en altitud; esto solo ha sido posible desde la llegada de materiales compuestos como el carbono (grafito), la fibra de vidrio y el Kevlar, que se utilizan ampliamente en muchas de sus estructuras.
La clase de planeadores FAI es F1A, también conocida como A/2 o planeador nórdico. El modelo debe tener un área proyectada (ala y estabilizador) de entre 32-34 dm2, y un peso mínimo de 410 g. El lanzamiento es remolcado a mano, utilizando una línea de remolque de 50 m de longitud, similar a remolcar una cometa. Durante la fase de remolque, el planeador se puede controlar dejándolo deslizar en círculos cerrados y luego remolcándolo contra el viento. Una vez tomada la decisión de lanzar el modelo, el deportista corre para que el modelo gane velocidad. Cuando el modelo está a máxima velocidad sobre su cabeza, la línea de remolque se suelta y un mecanismo libera la línea de remolque del modelo que luego inicia un patrón preprogramado para convertir la velocidad en altitud. Los planeadores modernos de F1A pueden ganar a veces hasta 80 metros de altitud adicional. La clase de mini planeador es A/1 (F1H). Los planeadores A/1 deben tener menos de 18 dm2 de área total y pesar al menos 220 g. Los concursos abiertos de planeadores rara vez se vuelan, y la mayoría de los competidores en tales concursos usan planeadores F1A. Otras clases de planeadores incluyen planeadores dirigidos por imanes (F1E), esencialmente una clase de vuelo libre en pendiente y planeadores lanzados a mano (generalmente abreviados como HLG, y también ampliamente conocidos como simplemente planeadores). Los HLG son modelos pequeños que se lanzan desde un terreno nivelado simplemente lanzándolos con fuerza. Esta es una de las disciplinas de vuelo libre más atléticas.
Impulsado por goma
Los modelos de goma funcionan con la energía almacenada de un material elástico retorcido. Estos van desde simples juguetes accionados por bandas elásticas disponibles en muchas tiendas de juguetes, hasta la clase abierta de caucho, ejemplos de los cuales a menudo usan 200 g de caucho en su "motor". El caucho no produce una salida de potencia constante; cuando está completamente enrollado, un motor de goma produce su par máximo, pero este cae rápidamente al principio antes de 'estabilizarse', y finalmente vuelve a disminuir, después de lo cual la hélice se detiene. Usar esta ráfaga inicial de manera eficiente es vital, y las hélices automáticas de paso variable ayudan aquí, junto con los cambios operados por temporizador de la incidencia del ala y el plano de cola y la configuración del timón. Al final de la carrera de potencia, las palas se doblan hacia atrás a lo largo del fuselaje para minimizar la resistencia durante el planeo.
La clase de caucho FAI es F1B, también conocida como Wakefield. Charles Dennis Rushing ha escrito sobre la historia de la Copa Wakefield. Los modelos F1B pueden tener un máximo de 30 g de motor de goma y el peso vacío de la estructura del avión debe ser de al menos 200 g. El área total máxima del modelo debe ser inferior a 19 dm2. La clase de goma mini es Coupe d'Hiver (también conocida como F1G). "Coupé" Los modelos no tienen restricciones de área. El peso máximo de caucho permitido es de 10 g, y el peso mínimo vacío de la estructura del avión es de 70 g. El caucho abierto es un evento popular, que presenta modelos grandes con enormes cantidades de caucho amontonados en ellos. Los modelos abiertos suelen tener el 50% de su peso de vuelo compuesto de caucho.
El F1D (ver #Interior a continuación) es una clase de aeronave delicada, liviana, de vuelo lento y de larga duración (más de 30 minutos) propulsada por caucho diseñada para volar en un gran espacio interior.
P-30 es un evento común para principiantes. Un P-30 debe usar una hélice de plástico disponible comercialmente sin modificar. El P-30 tiene una envergadura máxima y una longitud total de 30 pulgadas (76,2 cm) y utiliza un máximo de 10 g de caucho. El fuselaje vacío debe pesar al menos 40 g.
La competencia Wright Stuff en Science OIympiad también es muy popular. Las reglas y las restricciones de dimensión varían cada año, pero muchos volantes notables como Brett Sanborn comenzaron en Science Olympiad. Los aviones para esta competencia generalmente consisten en un marco de balsa con un ala cubierta de mylar y una hélice de paso fijo disponible comercialmente. El motor de goma normalmente se enrolla con una bobinadora de 15:1.
Los modelos de goma para principiantes más conocidos son el AMA Cub (también conocido en EE. UU. como "AMA Delta Dart"), Denny Dart, Canarsie Canarie y Squirrel. Se utilizan comúnmente en talleres o para que los principiantes aprendan sobre construcción y vuelo.
La ardilla, diseñada por Darcy Whyte, es la más fácil de construir. Los planes gratuitos están disponibles para descargar para una ardilla.
El modelo de avión propulsado por caucho más pequeño fue construido en 1931 por un estudiante de secundaria de Filadelfia, llamado Flying Flea, tenía una pulgada y cuarto de largo y podía permanecer en el aire durante aproximadamente un minuto.
Poder
Los modelos de potencia son aquellos con una fuente de alimentación integrada que no es un motor de goma. Con frecuencia, se trata de un motor de combustión interna y el funcionamiento del motor está limitado, por lo general a solo cinco segundos. Diseñar un avión que ascienda lo más alto posible, con una resistencia mínima a un coeficiente de sustentación bajo, pero que luego deba convertirse en un planeador de vuelo lento, es un desafío único en la aviación. Sin embargo, la categoría también incluye motores de gas comprimido y energía eléctrica. La clase de potencia FAI es F1C. Los modelos F1C están equipados con un motor de combustión interna de hasta 2,5 cc y deben pesar al menos 300 g por 1 cc (es decir, el peso mínimo de un modelo equipado con 2,5 cc es de 750 g). Estos motores suelen estar hechos a medida para obtener una potencia de salida óptima y, a menudo, producen 1 hp (0,75 kW) a más de 30 000 RPM. Muchos modelos F1C cuentan con alas plegables para minimizar la resistencia aerodinámica durante la fase de ascenso.
Otro tipo de modelos de vuelo libre motorizados es el CO2 (su categoría FAI es F1K). Estos modelos vuelan utilizando un pequeño motor impulsado por dióxido de carbono. Estos modelos son muy ligeros. La cantidad de CO2 está limitada a 2 cm³, que es suficiente para cca. 2 minutos de vuelo.
Otra clase popular de vuelo libre es la categoría FAI F1J, que es similar a la F1C, sin embargo, los motores tienen una cilindrada de 1 cc o menos. Estos modelos usan motores como el Profi y otros motores fabricados especializados de Rusia y Europa.
Los pilotos deportivos de vuelo libre también utilizan pequeños motores de combustión interna, y cada vez más; Modelos a escala de vuelo libre impulsados por motores eléctricos.
Interior
Como sugiere el nombre, los modelos de interior están diseñados para volar en interiores. Estos modelos suelen ser muy ligeros porque no tienen que soportar las condiciones climáticas externas.
Hay varias clases de modelos de vuelo libre en interiores. Algunas son reproducciones a escala, pero otras están diseñadas exclusivamente para volar durante el mayor tiempo posible. Estos modelos están cronometrados con un cronómetro.
La FAI es el organismo organizador internacional de todos los deportes aéreos en todo el mundo, incluido el aeromodelismo. La FAI sanciona los Campeonatos Mundiales y Europeos para la clase máxima de duración en interiores designada F1D. Los modelos F1D deben tener un peso mínimo de 1,4 gramos y una envergadura máxima de 55 cm. Estos modelos están construidos con láminas y tiras de balsa ligera, filamento de boro, fibra de carbono y una cubierta transparente de película plástica de menos de 0,5 micrómetros de espesor. Los modelos funcionan con 0,4 gramos de caucho en un solo bucle de aproximadamente 9,0 pulgadas de largo que se puede enrollar para dar alrededor de 1500 vueltas. El promedio de RPM de la hélice durante un vuelo es inferior a 50 y estos modelos vuelan a un ritmo inferior al de una caminata. Los modelos F1D requieren un gran espacio, como un polideportivo, un avión o un hangar de dirigibles, ya que el famoso atrio del West Baden Springs Hotel se utilizó anteriormente para competiciones de vuelo libre bajo techo en los Estados Unidos, e incluso hay una mina de sal en Rumania 400 pies (120 m) bajo tierra que ha sido sede del campeonato mundial FAI F1D varias veces. Los tiempos de vuelo individuales se acercan a los cuarenta minutos.
Aunque la mayoría de los otros modelos de aviones de interior también funcionan con propulsión de goma, los planeadores y los aviones propulsados por gas comprimido o baterías eléctricas también vuelan en interiores. Algunas clases se concentran en réplicas a escala o semiescala de aviones que transportan personas. Otros cuentan con configuraciones de vuelo inusuales, como ornitópteros, helicópteros o autogiros.
El modelado de interiores tiene ahora alrededor de un siglo de antigüedad. Puede encontrar una historia de los modelos de interior aquí.
Veteranos
Aprobado en los Estados Unidos por la Society of Antique Modelers [1], y por un número creciente de "SAM" capítulos de la organización en todo el mundo (así como clubes nacionales similares en algunas naciones), los llamados "Old Timer" Los modelos de aviones de vuelo libre, que pueden ser planeadores, modelos propulsados por goma o motorizados, son reproducciones que se pueden volar de diseños de modelos de aviones de vuelo libre que generalmente se originaron en cualquier parte del mundo, en cualquier momento antes de que comenzara la participación de EE. UU. en la Segunda Guerra Mundial en 1941-42. La escala del tamaño (ampliación o reducción) de estos diseños está permitida para la mayoría de los tipos de eventos en la competencia SAM, con algunas categorías especializadas existentes para modelos de reproducción que exigen que los modelos se construyan solo en su tamaño original.
En el Reino Unido, los modelos construidos según planos o kits publicados antes de enero de 1951 se clasifican como antiguos y los posteriores pero anteriores a 1960 se clasifican como clásicos. Jim Arnott sostiene Winding Boy, un modelo clásico de goma diseñado por Urlan Wannop.
Las competiciones divertidas y de baja presión para estos modelos generalmente siguen los formatos de competencia modernos, con categorías especiales para estos modelos de diseño temprano que recrean los eventos de aviones modelo que se llevaron a cabo antes de la Segunda Guerra Mundial, e incluso los "viejos- temporizador" El movimiento ha comenzado seriamente a adoptar versiones eléctricas de diseños construidos originalmente para los motores de gasolina de dos tiempos del aeromodelismo de vuelo libre anterior a la Segunda Guerra Mundial. En algunos de los diseños impulsados por motor se utilizan incluso modelos antiguos de motores de gasolina anteriores a la Segunda Guerra Mundial, o reproducciones auténticamente operativas de los mismos, y existe un interés sustancial en los llamados "RC Assist" modelos antiguos de vuelo libre dentro de la organización SAM, que toma los diseños propulsados por motores de esa época, los impulsa con motores más modernos de dos y cuatro tiempos o motores eléctricos sin escobillas, y agrega control de timón, elevador y motor desde un transmisor de control de radio, tal como se haría en el hobby regular de RC.
Las especificaciones de los aviones de vuelo libre Old Timer, las reglas de competencia y las pautas están disponibles en línea en la organización SAM. [2]
Escala de goma
Los modelos a escala de goma reproducen aviones a escala real. La documentación a escala se utiliza en los concursos para verificar la precisión y el cumplimiento del modelo con el modelo de aeronave a escala real.
La mayoría de los modelos a escala de goma están en el rango de envergadura de 20" a 30". Las excepciones son para "Escala de maní" modelos de clase, con una envergadura máxima de 13” y "Escala Jumbo" modelos de clase, con una envergadura de 36” o mayor. Los modelos se accionan con bucles de goma adaptados al peso del modelo y al diámetro y paso de la hélice. La longitud de los bucles a menudo supera el doble de la longitud del fuselaje del modelo. La duración de vuelo del modelo a escala aumenta considerablemente debido a la cantidad de vueltas que se pueden hacer en un bucle de goma tan largo con múltiples hilos. Se utiliza un devanador mecánico y el caucho se estira hasta cinco veces la longitud original para empacar los vientos máximos en el motor. En vuelo, estos modelos parecen reales. Todo lo que falta es el ruido del motor en el avión original. Los expertos pueden lograr vuelos espectaculares desde diseños oscuros como el original de los hermanos Wright y el que cruza el canal de Bleriot, hasta construcciones caseras únicas de la era de la Depresión y aviones experimentales modernos.
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