[ ac 2010 ] n. 35 Bulding log Macchi M-39

[fabolo]

Come detto è il mio primo modello partendo da un trittico.
Procederò passo passo così mi potete dare qualche suggerimento mentre procedo.
Per prima cosa mi sono procurato il software per disegnare: Google Sketchup sembra avere le caratteristiche giuste: è gratis e gira anche sul Mac!
In preferenze scelgo come template 2d sistema metrico (si può usare anche per disegni 3d ma non ci provo nemmeno...)
A questo punto in un nuovo file importo l'immagine del trittico scegliendo l'opzione “use as image” (..il software è in inglese...).
La dimensione dell'immagine non è importante per ora , la modifico tra poco.
Inserisco un “layer" dove disegno le linee di riferimento e le misure che mi servono per realizzare il piano ma che non mi seriranno da avere sul progetto finale per la costruzione del modello. (a dire il vero ricordarsi di cambiare il layer prima di disegnare qualcosa è una delle cose più difficili da ricordare…)
Ingrandisco la zona con contenente la vista superiore, quindi inserisco una linea orizzontale che passa per la punta dell'elica.
Purtroppo non passa per la punta della coda…. Quindi procedo con una rotazione dell'immagine, tenendo come fulcro la punta dell'ogiva.
Adesso ho il trittico ben orientato.
Quindi misuro la semiala: mi da 979 mm, ma io voglio un'aperuta alare di 115 cm quindi 575 mm… Quindi scalo l'immagine fino ad ottenere la misura voluta.
Adesso prendo le misure che mi serviranno per il passaggio successivo: lunghezza semiala (o trapezi in cui è composta… mal a mia è praticamente rettangolare con l'estremita stondata..), corde, rastremazione, diedro, braccio del piano orizzontale di coda (misurato dal 25% delle corde dell'ala e del piano stesso..).
Perché queste misure?
Perché facciamo un giretto su un altro software gratuito per rispondere alla fatidica domanda: ma volerà?
Il software è per l'appunto XFLR5, ovviamente gratutito.

[fabolo]

beh mi sono allargato un pò, diciamo che proviamo a vedere se il modello sta in aria: volare è un'altra cosa...
L'analisi è sicuramente più facile che disegnare un modello da zero: abbiamo già le dimensioni fondamentali, dobbiamo vedere se il profilo "supporta" il modello", scegliere l'angolo di incidenza, il baricentro, eventualmente "aggiustare un pò la superficie del piano di coda....far dimagrire il modello se al peso determinato non sta su (ma del peso ne parliamo dopo...)
Per prima cosa occorre scegliere uno o più profili da valutare.
E come?
Guardando un pò cosa usano gli altri, leggendo qua e la, o come ho fatto io chiedendo a gattodistrada....
La peggior cosa è disegnarselo da solo....
Nel mio caso i profili scelti: E195, E197, Naca 2412 (suggerito da gattodistrada) per l’ala, Naca 0007 per i piani di coda (ma credo potrebbe essere anche una tavoletta un pò smussata...)
A questo punto occorre generare le polari, si fa da xflr (che poi per Mac si chiama qflr...)

[fabolo]

Primo passo è disegnare i profili: per i naca non è un problema perchè il programma li genera da solo, basta dargli il nome!.
Per gli altri invece occorre cercare le coordinate e poi importarle.
Un buon numero di coordinate si trovano qui:
UIUC Airfoil Coordinates Database
Ecco che appare qualcosa

[fabolo]

Bene abbiamo qualche profilo da esaminare.
Adesso si calcolano le polari dei vari profili, scegliendo una gamma discretamente ampia di numeri di Reynolds, altrimenti il programma non avrà la base dati su cui effetturare i calcoli successivamente.
E' solo una questione di tempo quindi niente fretta...
In pratica si procede con Batch Analysis, tipo 1, per angoli di attacco da -10 a + 10, con incrementi di mezzo grado.
Per i numeri di Reynolds ci regoliamo con la formula:
NR = (V x L x d )/n
dove V= velocità L= corda d=densità n= viscosità.
d/n lo assumiamo come 69.000 (al livello del mare) velocità in m/s e corda in metri.

Nel mio caso corda ala 0,218, velocità di 5, 14, 30 (18, 50, 108 Km/h), abbiamo numero minimo 75.000 e max 450.000.
Il numero è proporzionale alla velocità ed alla corda: se avete corde piccole e velocità basse, lanciate l'analisi con numeri più bassi. E viceversa.
Ecco che viene fuori (si lo so: nun se capisce niente)

[fabolo]

Ora si passa al disegno dell'ala (flie\wing and plane desing), utilizzando le misure ricavate dal trittico ridimensionato in sketchup, come fatto all'inizio.
Si sceglie uno dei profili da analizzare, poi si copierà l'ala e si cambierà il profilo con gli altri prescelti

[fabolo]

in verità mi sono limitato ad aggiungere il piano di coda orizzontale, il verticale per ora non serve e per la fusoliera..... non avevo voglia..
L'ala può essere importata, mentre il piano va inserito in questa fase.
Per le altre ali duplicheremo questo modello e poi gli inseriremo un'altra ala.
Ecco la finestra

[fabolo]

Dimenticavo:
Occorre inserire la lunghezza del braccio di leva del piano di coda (misurando la distanza tra i 25% delle corde di ala e piano) e l’altezza del piano rispeto l’ala. Per l’angolo di incidenza per ora mettiamo zero: è uno degli elementi che stiamo cercando!

[gattodistrada]

ma il profilo lo hai scelto ??

[fabolo]

no!
volevo provare a vedere la differenza di risultato tra una terna di profili: il naca che mi hai suggerito, l'E197 che è discretamente somigliante e l'E195 che è meno spesso.
Lo scopo è infatti, oltre a decidere l'angolo di incidenza e avere una indicazione del baricentro (da provare poi in pratica), capire gli effetti tra un profilo è l'altro, invariata la geometria.
Insomma dove si muovono le curve sui grafici....
Per chi mi segue mi scuso del linguaggio: sono un neofita, ho studiato matematica un secolo fà, ho letto materiale in italiano, inglese e francese e quindi faccio un po di casino coi termini....

[fabolo]

A questo punto l'analisi non è adimensionale e quindi bisogna decidere il peso del modello.
Possiamo procedere sfogliando il catalogo di lindinger… scegliendo modelli di dimensioni e tipologia costruttiva simile oppure si può fare la somma dei pesi componenti elettronici necessari e poi stimare il peso della struttura in base all’esperienza (per chi la ha...)
Possiamo procedere anche al contrario: vogliamo che il carico alare stia, per questo tipo di modello tra i 30 e i 45 gr/dm2 (dati preso dal web), la superfice la ricaviamo da xflr in cm2 (quindi dividiamo per 100) e otteniamo il risultato.
Nel caso del Macchi ho stimato un peso di 800 gr e quindi controllato così:
superifice ala prioettata 2495,62 cm2 (c'è un grado di diedro), quindi 24,96 dm2, carico alare scelto 30, peso del modello 749 gr.
Diciamo che con carichi alari inferiori il modello potrà volare a velocità inferiori prima di stallare (ad esempio in atterraggio); carichi superiori permetteranno di volare meno perturbati dalle raffiche di vento (sempre se vola, cioè se la portanza generata è sufficiente per il peso del modello).