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Vecchio 18 maggio 07, 00:37   #69 (permalink)  Top
frank
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Il modello flappato

Per passare allo studio del comportamento 3D del modello con profilo flappato, riportiamoci nel modulo VLM (menù "Application > Wing Design", poi selezioniamo dal menù a tendina sotto la toolbar il modello del Blade che abbiamo già calcolato, e creiamone una copia (menù "Wing/Plane > Current Wing/Plane > Duplicate") dandole un nome e andiamo a modificare la definizione dell'ala indicando l'uso di uno dei profili flappati (per esempio, "RG-15 7,8% +2" quindi il profilo flappato di 2°) dalla radice fino alla corda a 850 mm dalla radice (corrispondente all'incirca alla fine dell'alettone). Terminata la modifica, verifichiamo sempre che NON sia selezionata la casella "Check Panels on Exit" e diamo "OK". Fatto questo, generiamo la polare dell'aerodina con la procedura già seguita in precedenza e passiamo a esaminare i grafici. La curva della polare di velocità (che riporto in allegato) ci dice che l'uso di 2 gradi di flap produce una diminuzione quasi inavvertibile della velocità di minima caduta per velocità inferiori a 10 m/s, ma un peggioramento della velocità di caduta per velocità superiori. L'efficienza, peraltro, diminuisce in tutto il campo di velocità meno che in uno stretto arco compreso tra lo stallo e, nuovamente, 10 m/s. Il grafico CM/Vx (terzo allegato) ci dice però che la velocità a cui il modello vola con lo spatolino dell'elevatore a zero è circa 17 m/s, inferiore a quella che avevamo rilevato con il profilo neutro (era 19 m/s) ma ben maggiore dei 10 m/s a cui l'uso dei flap garantirebbe un certo margine di miglioramento. Che cosa possiamo dedurre da questo? che "ingrassare" il profilo del Blade con l'uso di 2° di flap non è conveniente a meno che non si voglia rallentare il modello fino a 10 m/s.
Dobbiamo farlo? Dipende. Si dice comunemente che il Blade non ama essere rallentato. Indubbiamente il Blade 1.9 non è un modello da F3J, non è il volo alla minima velocità di caduta la sua specialità, ma ci possono essere casi in cui poter volare ad una caduta di 50 cm/s anziché di 70 cm/s fa la differenza tra atterrare in sicurezza e perdere il modello. In questo caso possiamo voler rallentare il modello, ma attenzione: volare alla minima caduta non è un esercizio divertente. Ce lo dicono diversi indizi: prima di tutti la vicinanza del punto di minima discesa allo stallo. Se rallentiamo il Blade al di sotto di circa 9 m/s, stallerà. Se lo lasciamo andare significativamente più veloce della velocità di minima caduta, non avremo ottenuto quello che desideravamo. L'uso dei flap in positivo non fa che rendere più critica la cosa, perché rende la polare di velocità più "stretta" e "appuntita".
Inoltre, se per rallentare il modello lo trimmiamo a cabrare, otteniamo anche un altro effetto: la dipendenza del momento di beccheggio dalla velocità diventerà più pronunciata, rendendo il modello più soggetto a "delfinare" e rendendo di conseguenza più difficile mantenere la velocità voluta. Possiamo verificare questo fatto costruendo un profilo NACA 0007 modificato in modo da avere -1,5° di "flap" al 75% della corda, e facendo simulare a XFLR5 un Blade che abbia questo profilo nella coda a V: otteniamo un grafico CM/Vx come quello che riporto nel quarto allegato, in cui si vede che il modello vola ora bilanciato a 10 m/s ma la pendenza della curva del Blade "trimmato a cabrare" (curva verde) al punto CM=0 è molto maggiore di quella associata al Blade "liscio" (curva blu) per CM=0. Questo ci dice che una variazione di velocità del 10%, rispetto alla velocità di trim, per il Blade "cabrato" produce un momento in beccheggio quasi tre volte maggiore di quella che avrebbe il Blade "liscio": possiamo aspettarci un delfinamento tre volte più forte.
Naturalmente c'è un anche un modo per rendere il modello bilanciabile alla velocità di 10 m/s con gli spatolini a zero. Basta arretrare il baricentro. Se ricalcoliamo la polare del modello "liscio" con 2° di flap impostando il baricentro a 89 mm dal bordo di entrata troviamo che CM va a zero proprio a una velocità di 10 m/s. La pendenza della curva di colore magenta nel quinto allegato ci dice che la reazione di auto-stabilizzazione del modello è meno forte, come ci aspettavamo: tuttavia volare con un modello così arretrato potrebbe risultare troppo critico e difficile, al punto da rendere inavvertibile qualunque beneficio (il modello può volare "secondo la polare" solo se non viene disturbato da comandi del pilota, cosa che non si combina bene con un baricentro molto arretrato).
Tutto ciò mi serve per dire che la migliore combinazione tra trim (o diedro longitudinale, se preferite) e posizione del centro di gravità è un compromesso, la cui ottimizzazione va ricercata in base alle proprie preferenze ma anche in base alle proprie capacità. Un modello arretrato è più sensibile all'elevatore e può essere trimmato per un ampio campo di velocità, ma richiede le mani di un pilota esperto e attento; un modello più avanzato "vuole" volare a una sola velocità, è adatto a un solo tipo di volo (veloce o lento a seconda di come lo avremo trimmato) ma perdona molto ai pollici del pilota. Se ci si dedica al volo competitivo, la tentazione di arretrare sempre di più per avere un modello adatto a diversi task e situazioni di volo si scontra presto o tardi con la difficoltà di pilotare il modello: fino ad un certo punto le prestazioni migliorano, oltre questo punto si inizia a perdere. XFLR5, purtroppo, non ci aiuterà a individuare questo punto perché dipende interamente dalle caratteristiche del pilota.
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