11 septiembre 2006

Vuelo del Rafale y nueva piña

Hoy he ido a volar el Rafale de depron a pesar del aire que soplaba. El primer vuelo perfecto, muy divertido y sin problemas con el viento. El aterrizaje ha sido un panzazo que parecía no tener consecuencias, pero luego, al intentar volarlo de nuevo me ha sido imposible. Se giraba bruscamente a la izquierda y caía al suelo. Le he dado dos morrazos serios, y luego he seguido probando hasta que en uno de los aporrizajes se ha roto la hélice. EL fuselaje esta resquebrajado, y se ha desprendido uno de los canards, aunque lo peor es la hélice, ya que por fin había conseguido una combinación que volaba bien y me la he cargado.
Lucas ha sacado un video del vuelo:

07 septiembre 2006

Motores CD-ROM 2ª parte

He puesto a punto dos nuevos motores brushless a partir de motores extraidos de unidades CD-ROM. He utilizado estátores aislados con plástico, ya que los que vienen esmaltados acaban por perforarse y dar un corto que inutiliza el motor.
El consumo esta en torno a los 5 A con batería LiPo de 2 elementos y hélices 7x6" u 8x4"
Uno de ellos es el que utilizo para el MiniRoque, con hélice 7x6" y la verdad es que va bastante bien.


Ala volante de 1m en Depron

Diseño
La idea de partida era diseñar y construir un ala volante de depron de 3mm de una envergadura aproximada de un metro. No disponía de una plancha completa, por lo que la forma del ala estaba condicionada por el depron disponible. Con estos datos de partida, se obtuvieron las características generales del ala: Envergadura, cuerda mayor, cuerda menor y flecha. El perfil escogido es el SipKill. Mediante una hoja de Excel para cálculo de alas volantes se obtuvo el reviramiento en el extremo del ala y la posición del centro de gravedad. Se han dibujado los planos con CorelDraw. Tanto las costillas como los soportes de las mismas han sido obtenidas con el programa Profile, indicando como grosor del intradós y extradós 3mm, que es el grueso de la plancha de depron. El ala lleva internamente un total de 10 costillas de depron de 6mm, a intervalos regulares desde al centro hasta el borde marginal. La costilla central es doble. Las costillas centrales llevan una perforación para permitir el paso de un larguero de pino de 9x4 que sirve de refuerzo.


Construcción
Para la construcción he probado una nueva técnica que he sacado del foro Miliamperios, consistente en hacer una cama de foam con soportes adecuados a la forma del perfil y a su reviramiento en cada costilla.
Como es lo habitual, el ala se compone de una pieza de depron que forma el intradós y dos tapas de depron que constituyen el extradós. Estas piezas se pegan por el borde de ataque y se pliegan hacia atrás para conseguir el perfil del ala. Así pués, he comenzado por cortar las piezas de depron y pegarlas por el borde de ataque, reforzando con cinta transparente para que no se rompa a la hora de plegar.
Después he construído el soporte de foam sobre el que se va a montar el ala.
Una vez terminado el soporte, se fija el intradós al mismo, y sobre el se pegan las costillas de depron de 6mm y el larguero de pino de 9x4 que sirve de refuerzo. Cuando todo esta seco y bien pegado, se procede a plegar hacia atrás las tapa del ala, con cuidado de que siga el perfil de las costillas. Cuando se completa el plegado inicial, se vuelve a abrir el ala y se extiende cola de contacto de foam en las costillas y en el borde de salida y se procede al plegado definitivo del ala, aplicando peso sobre toda su superficie para que tome la forma correcta. Cuando este seco, se asegura el borde de salida con cinta de embalar transparente para evitar que eventualmente se despegue.
El resultado es un ala ligera y resistente, con perfil y reviramiento bastante aproximados a lo que se había diseñado.
Por falta de experiencia en este tipo de construcción, he situado las costillas demasiado retrasadas respecto al borde de ataque, por lo que el perfil conseguido no es exactamente un sipkill, ya que el primer tercio del perfil es un poco más afilado.
Como comentario general a esta técnica de construcción, decir que no creo que merezca la pena salvo que se vayan a hacer varias alas iguales, ya que es bastante laborioso confeccionar la cama soporte sobre la que se construye el ala.
Otro punto a considerar es la dificultad actual para conseguir depron de 3mm, al menos donde yo vivo.
Para reforzar la estructura se ha usado cinta de embalar con fibra de vidrio siguiendo las recomendaciones de la construcción del Polistirali. Se ha forrado entera con vinilo adhesivo de colores, y lleva reforzado el borde de ataque con cinta americana. Las bisagras de los elevones son de cinta de embalar transparente. Las escuadras de mando de los elevones son comerciales, de las más pequeñas que pude encontrar. Los winglets están sujetos con cinta de doble cara y asegurados con cinta de fibra, por medio de unas perforaciones para pasar la cinta. La peana se sujeta con cinta de doble cara y esta asegurada en el exterior de la base con cinta transparente.
Por la parte inferior lleva una trampilla con bisagra de cinta para el receptor, mientras que el resto de componentes están instalados sobre el extradós del ala. Los servos están encastrados, con los cables por fuera y sujetos por cinta de doble cara en el interior del ala, y el regulador y la batería están sujetos con velcro a la superficie del ala.
Se ha hecho un recorrido de seguridad para alejar la antena del receptor de la hélice.

Primer Vuelo
En el primer vuelo use batería LiPo de 2 elementos y motor 400 con hélice Gunther. Era un día ideal para volar y el ala rápidamente tomó altura, con la ayuda de las térmicas que había. Se apreciaba muy poca respuesta al mando de profundidad y alerones, pero con el motor a tope se situó en una altura respetable en poco tiempo. El susto llegó al cortar el motor para probar como planeaba, ya que inmediatamente entró en pérdida e inició una caída en barrena hacia el suelo, totalmente fuera de control. Gracias a la altura que tenía, me dio tiempo a reaccionar y volver a dar gas a tope, con lo que se restableció el equilibrio a tiempo. El problema que se planteó era: ¿Cómo voy a aterrizar si no puedo quitar gas? Lo que hice fue tratar de reducir el motor para que perdiera altura y acercarme lo más posible, para cortar el motor cuando estuviera muy cerca del suelo. Con un poco de fortuna, logré aterrizar sin consecuencias. Estaba claro que el CG estaba muy retrasado, por lo que procedía a adelantarlo usando distintas posiciones de la batería y distintas baterías.
La cosa es que hasta el día de hoy no he conseguido poner a punto el ala. No vuela bien, y el síntoma más claro es que el mando de profundidad no hace que suba, levanta el morro y al momento vuelve a caer, haciendo una especie de ola. Estoy casi seguro que es por falta de velocidad, ya que el CG esta en su sitio, y además he probado a adelantarlo y retrasarlo y sigue haciendo lo mismo. El motor usado inicialmente fue un 400 6V y un 480 7,2V, con hélice Gunther. He probado con 7 y 8 elementos y con LiPo de 2 elementos, pero sólo consigo que vuele estilo boomerang: Lanzamiento, vuelta de 360º hasta que pierde altura y caída a mis pies. El ala sin motor ni batería pesa 270 gr, que al sumar la motorización varía entre un peso total de 500 y 560 gr.
En uno de los vuelos fallidos chocó violentamente con un poste metálico, produciéndose daños en el borde de ataque y en la estructura de costillas del interior. Lo he vuelto más o menos a su situación original, aunque la costilla esta rota y no he abierto el ala para sustituirla. Pienso que este desperfecto no afecta demasiado a las condiciones de vuelo. Ha resultado ser más resistente a los golpes de lo que parecía en un principio, ya que ha encajado una verdadera colección de porrazos sin que se note demasiado, salvo el golpe con el poste.

Modificaciones
Para poder ajustar el CG en su posición correcta, se hace necesario adelantar la batería en exceso, por fuera incluso del borde de ataque, por lo que he tenido que añadir un morro de EPP que permite sujetar la batería en posiciones más adelantadas y que además protege el vértice del ala en los choques más violentos.
Inicialmente el motor iba montado sobre un pedestal que apoyaba en el extradós del ala, y levantaba el motor lo suficiente para que la hélice no tocara la superficie del ala. Lo he sustituido por una peana pequeña y un hueco en el ala para que pase la hélice sin problemas, y he revisado la incidencia del eje del motor sobre el eje del perfil, dándole unos 7º u 8º de incidencia negativa (el eje del motor y la hélice apuntan hacia arriba). El motor se sujeta a la peana mediante gomillas.
El sistema propulsor que voy a usar es un motor Ripmax 400 de 7,2V, batería LiPo de 3 elementos y hélice APCe 4.75 x 4.75, sujeta al eje con un soporte de aluminio MPJET. El consumo medido a tope esta entre 9 y 10 amperios, que tampoco resulta exagerado para este motor, aunque habrá que vigilar la temperatura, ya que al cabo de un rato a tope se calienta bastante.
He reconstruido los winglets con depron de 3 mm y menor superficie lateral, y también he cambiado los elevones de cartón pluma por unos de depron de 6mm con mayor superficie de mando y menor peso, dando más superficie de mando en el extremo del ala, al estilo de los elevones del ala zagi.
También voy a sustituir el receptor Futaba 136F por un Jeti Rex 5 MPD.
En total habré reducido el peso de la estructura unos 40 o 50 gramos. También he acercado la situación de la batería y el motor respecto del CG por lo que disminuyen los momentos de inercia de estos componentes.
He recalculado el CG teniendo en cuenta que los elevones forman parte del perfil. Los nuevos elevones cubren casi la totalidad del borde de salida.
Otra posible modificación pendiente sería sustituir las transmisiones de alambre por unas de varilla de fibra o carbón, ya que las que llevo montadas ahora se deforman con facilidad (afortunadamente, ya que si no, con los porrazos que le he dado ya debería haberse roto alguno de los dos servos).


17 de Septiembre de 2006

POR FIN VUELA...
Hoy he ido a probar con mi sufrida alita y la batería LiPo de 3 elementos, con motor 400 de 7.2 V y hélice APC-e de 4.75 x 4.75" y... BINGO!

Con un poco de pereza, pero sin problemas, ha ido cogiendo altura y por fin se ha mantenido un buen rato en el aire. Creo que el centro de gravedad sigue estando un poco adelantado, por lo que voy a estudiar otras formas de sujetar los componentes. Tampoco tengo ningún regulador de escobillas para LiPo de más de 12A, por lo que estoy usando el regulador Jamara de 30A para NiMh, con el riesgo de estropear la batería que esto conlleva.
Lo importante es que vuela, e incluso planea. Parece bastante ágil, ya que probé un tonel y lo hizo en muy poco espacio. Eso si, el ruido del motor es un poco exagerado, ya que la hélice atraviesa el fuselaje y produce un zumbido elevado.
Tengo un video del vuelo inicial y del aterrizaje, aunque las fotos no han salido bien.






Packs de baterías NiMh de fabricación casera

He comprado por correo elementos sueltos de NiMh de 1100mAh de capacidad, en formato 2/3A y con pestañas para soldar. Además he pedido funda termoretráctil para cerrar el pack. He construído un pack de 8 elementos y otro de 7 elementos, y la verdad es que dan muy buen resultado, a pesar de que las LiPo van relegando al olvido este tipo de baterías por motivo del peso. A favor de las NiMh esta su mayor robustez, su precio más contenido, la posibilidad de hacer cargas rápidas, la facilidad de hacer uno mismo los packs de baterías y un menor riesgo de accidente o deterioro en su uso y manipulación. En contra la apabullante relación Capacidad/Peso a favor de las LiPo.
En algunas situaciones puede ser favorable este incremento de peso, ya que ayuda al centrado del modelo o permite volar con viento sin tener que lastrar. En mio caso concreto el MiniSpirit y las alas volantes se benefician del peso extra de las baterias NiMh, ya que con las LiPo tengo que añadir lastre en el morro para poder centrar correctamente.
En el caso de las LiPo hay que añadir la complicación del equilibrado de celdas y el cuidado especial de que no se descarguen por debajo de su límite. Tienen la ventaja de conservar la carga durante periodos de tiempo relativamente largos sin pérdidas, cosa que no ocurre con las de NiMh. En estas últimas recomiendan guardarlas con poca carga para evitar que se decompense el pack. No existe un riesgo especial en que se descarguen en exceso, a parte de requerir unos cuantos ciclos de carga lenta para 'despertarlas'.
Dispongo de un cargador Robbe Infinty II para NiMh que esta bastante bien. Para LiPo tengo uno más modesto de Jamara, pero que cumple su cometido a la perfección. Anterior a este tenía un Flying Mouse básico de Apeltron que sólo me valía para dos elementos, pero al experimentar tratando de cargar LiPo 3S alimentándolo con 18V se me quemó.
Los primeros packs que fabriqué eran de 8 elementos NiMh formato AAA, que dejan bastante que desear por la alta resistencia interna de este tipo de pila. Sólo valen en determinadas combinaciones de motor hélice que no requieran un consumo sostenido mayor de 6 o 7 amperios. Su capacidad es de 800 mAh, aunque prácticamente no los uso por su limitación en la entrega de corriente.

03 septiembre 2006

Reparación del Rafale

Después de los últimos golpes he tenido que realizar una reconstrucción facial del morro del rafale y también reparar los daños en el fuselaje y en el motor TowerPro, que había perdido el tornillo de sujeción al soporte.
He rellenado el morro con liteplast y para reforzar la zona la he cubierto con fibra y epoxi.
He cambiado la hélice por una plegable 6'5x4 para que el motor no se caliente tanto. Para adaptar la hélice que tenía, bastante cutre por cierto, he tenido que roscarla al eje y añadir un tope de madera para que al plegar hacia atrás no se cierre en exceso, ya que entonces no se puede parar el motor en vuelo y volverlo a arrancar con seguridad. La cabina la he fijado con imanes de neodimio de disco duro y unas chapitas de metal.
He modificado un poco la decoración del morro y he vuelto a forrarlo tondo con cinta reforzado de fibra.

La prueba de vuelo de hoy ha sido un éxito, y vuela con soltura, llegando incluso a planear a motor parado para aterrizar. Después de lanzarlo, trepa con soltura y sin titubeos hasta una altura de seguridad en pocos segundos, y a partir de ahi, empieza la diversión. Es un avión ideal para volar con ligera brisa, ya que es casi inmune al rozamiento.

Shark cola en V

He terminado de poner a punto un Shark con cola en V y fuselaje en extruido forrado con fibra y epoxi. Realmente se trata de una reparación, ya que el día del estreno terminó con un porrazo de morros que arrugó bastante el fuselaje y rompió la cola en V, por lo que he tenido que trabajar bastante para dejarlo como estaba.

El motor es un TowerPro BM 2408-21 con batería de 8 elementos NiMh y hélice 7x6".
Lleva tres servos, dos para la cola en V y otro en el ala para los alerones. El variador es un TowerPro de 35 Amperios. Estoy usando el ala del shark normal. El peso final es de 620 gramos. También debe volar bien con la batería de 7 elementos NiMh 2/3A, ya que aunque pierda algo de empuje, también hay una reducción de peso de 20 gramos. Con la batería de 7 elementos puede ir bien para probar con otras hélices, por ejemplo la plegable de 7x5" o la fija de 8x4".

La prueba de vuelo ha sido todo un éxito, con una motorización suficiente para hacerlo volar sin problemas con la ligera brisa que había. Hace loops fácilmente, aunque mi nivel de pilotaje es insuficiente para hacer toneles limpios con él.
En esta prueba me he dado cuenta de que el servo de los alerones tenía un engranaje roto, que puede ser la causa o la consecuencia del porrazo previo a la reparación. Era un Jamara Micro Blue, y como no tengo otro igual, lo he sustituido por un TowerPro SG50, bastante chunguillo, pero que parece que funciona correctamente.

17 de Septiembre de 2006

He hecho pruebas de vuelo con baterías de 7 y 8 elementos y hélices 7x6" y 8x4". Debido a llevar invertido el canal de los alerones, le he dado un golpe al aterrizar y la hélice de 7x6" se ha roto. De tres que tenía sólo me queda una. De todas formas con la hélice 8x4 va bien con 7 y 8 elementos. Probaré también la de 8x6 con 7 elementos, a ver que tal.

Pongo fotos de la construcción y del vuelo


16 enero 2006

Motores Brushless de fabricación casera

Son motores extraídos de unidades viejas de CD y DVD de ordenador, y también de discos duros antiguos. Lo que se aprovecha es el estator y la campana o rotor, sustituyendo el bobinado y los imanes.
Para sustituir el bobinado, el hilo que hay que usar es hilo de cobre de bobinar, que lleva una capa de esmalte para evitar cortocircuitos entre las bobinas. El diámetro a emplear va desde 0.3 mm hasta 0.6 mm. En mi caso he usado hilo de bobinar de 0.4 mm, del que tengo en cantidades industriales. Hay dos formas de bobinar, usando tres fases en Y o usando tres fases en configuración delta. Lo más fácil y más frecuente es usar configuración en Y.
Los imanes requeridos son imanes de neodimio de gran potencia, que hay que comprar por Internet ya que el precio aquí es prohibitivo y además no hay del tamaño adecuado. Estos imanes no se deben cortar o lijar, ya que se pierde la capa de protección que llevan y se deteriora el interior muy rápidamente. La configuración más usual es un estator de 9 polos y un rotor con 12 imanes. Como siempre, en Internet hay toneladas de información de posibles configuraciones y consejos para la realización de estos motores.
Hasta la fecha he hecho 3 motores a partir de CD y un motor a partir de disco duro, aunque este último no ha dado el resultado esperado, ya que se calienta mucho y tiene poca fuerza, debido quizás al tamaño del estator, que es demasiado pequeño.
Los motores a partir de CD si han dado buen resultado, sobre todo uno de diámetro de estator de 22 mm, con eje de 3mm, que tiene bastante fuerza con un consumo muy reducido. Es capaz de mover una hélice 8x4 sin ningún problema, consumiendo 5 Amp.

El procedimiento a seguir es desmontar el motor hasta dejar el estator sin el bobinado y la campana libre, despegando el aro imantado original y procurando no deformar ni la campana ni el estator. Para despegar el aro imantado se sumerge la campana en acetona durante varias horas. Si tampoco sale así hay que recurrir al dremel, con cuidado de no dañar los rodamientos ni el eje. Normalmente se sustituye el eje original por un trozo de la guía de 3 milímetros que lleva la bandeja de CD, ya que el eje original es demasiado corto para sujetar la hélice. Después hay que resolver la sujeción del motor al avión, que puede hacerse soldando o pegando un tubo cilíndrico de latón o de carbono a la trasera del estator, o dejando un trozo de la placa de circuito original sobre la que estaba cogido el estator, y haciendo unas perforaciones para atornillar al morro. Cuando ya tenemos la parte mecánica terminada, rodamiento, eje y soporte, se pasa al bobinado del estator, llevando siempre mucho cuidado de no equivocar el Nº de vueltas de cada brazo y de no romper la capa de esmalte que cubre el hilo, ya que si no se producen cortocircuitos que inutilizarán el motor. Cuando se termine el bobinado hay que comprobar que no hay cortos entre las fases ni entre cada fase y el estator. Ya sólo queda la colocación de los imanes, que se hace situando los imanes con polaridad alternativa, NSNSNS… en el interior de la campana, en posiciones equidistantes y cubriendo todo el perímetro de la misma. Hay que comprobar cuidadosamente la separación y la polaridad de cada imán, y cuando todo sea correcto se asegura cada uno en su posición con unas gotas de cianoacrilato. Es importante que los imanes cubran la mayor superficie posible y que estén lo más próximos que se pueda a los brazos del estator, sin tocarlos.
Cuando este listo este paso, se comprueba que el rotor gire libremente sin tocar ni el estator ni las bobinas, ya que cualquier mínimo roce provocará que el motor se caliente rápidamente y que se pueda producir un cortocircuito, si roza el cable con la campana.
A continuación se procede a soldar las clavijas que unirán el motor al regulador, protegiendo los extremos de los cables con termorretráctil y prácticamente el motor esta terminado. Para seguir probando hay que conectar el regulador trifásico y las baterías y probar el motor sin hélice en todo el rango de revoluciones. No deben producirse tirones, ni calentamiento del mismo.
Para sujetar la hélice al eje, lo más conveniente es un sistema de sujeción que no sea fijo, sino que mantenga la hélice en su posición mediante una goma, de forma que en caso de golpe al aterrizar no sufre ni el eje ni la hélice.





14 noviembre 2005

Rafale

Avión eléctrico en depron de 6mm. El diseño del Rafale es de Stéphane Pinson. De este post del foro miliamperios he sacado una modificación para dotar al ala de perfil plano-convexo y mejorar el rendimiento del ala.

Otro enlace a una página sobre el Rafale.

El peso del avión sin la electrónica es de 120 gramos, a falta de la decoración y los refuerzos de cinta en el fuselaje.

El motor es un TowerPro 2408-21 que he comprado en HiModel con un regulador TowerPro de 15A y una hélice 7x6, alimentados con una batería 8 elementos NiMh o LiPo de 3 elementos, también de HiModel. Receptor Jeti Rex 5 MPD y servos Jamara Mini Blue.

He rellenado las imperfecciones con LitePlast y lijado y la verdad es que el resultado es bastante llamativo. Falta también decorarlo y hacerle la cabina de plástico.

08 de Abril de 2006
Hoy he estrenado el Rafale con perfil, que he tenido parado bastante tiempo.
La decoración la he terminado con pintura acrílica, y he reforzado el fuselaje con cinta de embalar de fibra. La cabina se sujeta al fuselaje con velcro.
Ha sido una prueba bastante accidentada, ya que parece que la propulsión que he escogido no era suficiente. He usado 8 elementos NiMh 2/3A y un motor TowerPro 2408-21 y hélice plegable 7x6. Le he pegado unos cuantos porrazos antes de poder sostenerlo un rato en el aire, pero para entonces la batería había hecho estragos en el interior del fuselaje, y los servos se habían despegado de sus huecos, por lo que he preferido no insistir hasta que cambie la batería por una lipo de 3 elementos y arregle los desperfectos. Además el motor se mostraba incapaz de hacer coger altura suficiente al invento. Le falta chicha. He tenido que trimar bastante para contrarrrestar el par de la hélice hasta que por fin conseguí despegar sin atornillarlo en el suelo.


27 de Abril de 2006

Pruebas de vuelo con LiPo 3 elementos. No hay color, vuela mucho mejor. El día no era bueno para probar ya que hacía viento y soplaba ladera abajo, pero a pesar de todo he probado. Por deslumbramiento con el sol le he dado un buen golpe y se ha chafado todo el morro, pero ya que estaba roto lo he pegado con cinta y he seguido las pruebas. He tenido un poco de mala suerte, ya que se ha soltado en el aire el prisionero que une la base con el soporte del motor. Debía de venir flojo de fábrica y las vibraciones lo han terminado de aflojar.