progetto e realizzazione ex novo

[alessandroROMA]

Buonasera a tutti, in particolare a:Manuelmodelli, Franave, Marco Iannarelli che mi hanno dato utili consigli.
Propongo una lunga serie di domande che, dopo una cospicua premessa riassumo alla fine di questo post.

Sul programma Rhino sto disegnando uno piroscafo liberamente ispirato ad alcuni modelli del 1800. Delle specifiche ho già parlato quindi non mi dilungo ancora.
Lo scopo è quello di ricavare i disegni per: ordinate, ponti e chiglia da riportare su legno multistrato in modo da poter realizzare il modello scala 1/60 come se fosse una scatola di montaggio.

Per il momento ho tralasciato di perfezionare lo scafo, anche perché si tratta di questioni di fino. Infatti, le ordinate potrebbero già essere definite per quanto riguarda il profilo esterno, cioè quello che permette di incollare il fasciame.
Ho pensato di tagliare le ordinate su multistrato da 4 mm, ognuna di esse avrà in realtà due profili esterni: uno con linea continua e un altro, interno, con linea tratteggiata in modo che quella continua sia quella da seguire per il taglio e quella tratteggiata serva per la rastremazione considerando appunto lo spessore di 4 mm.
Adesso devo stabilire quale sarà il profilo interno in modo che siano organizzati gli spazi. In particolare le ordinate potranno creare il vano già prefissato per batterie (che dovranno essere facilmente rimosse), il motore elettrico, il regolatore di tensione, il ricevitore del telecomando, il servomeccanismo del timone e almeno un verricello per le vele, oltre alle canaline per predisporre i cablaggi.
Per il profilo interno delle ordinate ho quindi bisogno di disegnare questi spazi, ma per disegnare questi ultimi devo sapere che cosa mettere, altrimenti le incognite in quest’equazione diventano troppe e non si conclude nulla. Cioè devo sapere le dimensioni di tutti gli oggetti.

Per far si che in fase di realizzazione non mi trovi di fronte a imprevisti insormontabili, devo conciliare le seguenti necessità: l’imbarcazione deve essere stabile anche con il vento di traverso e quindi, per avere una forte coppia raddrizzante, devo cercare di portare più in basso possibile tutti i pesi, oltre ad appesantire la chiglia; deve avere buona autonomia; deve poter manovrare le vele quindi va lasciato dello spazio per le manovre correnti che passano sotto lo scafo.


Ecco i componenti che avevo scelto io per l’allestimento interno.

Avevo pensato di mettere un motore a spazzole indeciso fra questi modelli: Speed 600, speed 480, speed 400, speed 320 0 300 della Graupner.

Speed 600
Operating voltage range 3,6...8,4 V
85 A
Diameter 35,8 mm
Free shaft length 8,7 mm
Case length 57 mm
All-up weight, approx. 235 g
Maximum efficiency 69 %
No-load current drain (A) 2 A
Charging rate at max. efficiency 12 A
Permissible motor direction R und L
No-load speed 18200 U/min
Nominal voltage 7,2 V
Shaft diameter 3,17 mm

Speed 400
Operating voltage range 3,6...8,4 V
21 A
Diameter 27,7 mm
Free shaft length 13,8 mm
Case length 37,8 mm
All-up weight, approx. 73 g
Maximum efficiency 72 %
No-load current drain (A) 0,5 A
Charging rate at max. efficiency 3,3 A
Permissible motor direction R und L
No-load speed 16400 U/min
Nominal voltage 7,2 V
Shaft diameter 2,3 mm

Speed 480
Operating voltage range 7,4...9,6 V
31 A
Diameter 29,3 mm
Free shaft length 14 mm
Case length 47,3 mm
All-up weight, approx. 105 g
Maximum efficiency 82 %
No-load current drain (A) 1,1 A
Charging rate at max. efficiency 5 A
Permissible motor direction R
No-load speed 17000 U/min
Nominal voltage 7,2 V
Shaft diameter 3,17 mm


Speed 320
Operating voltage range 6...8,4 V
12 A
Diameter 15,5/20,5 mm
Free shaft length 8 mm
Case length 32 mm
All-up weight, approx. 32 g
Maximum efficiency 57 %
No-load current drain (A) 0,3 A
Charging rate at max. efficiency 2 A
Permissible motor direction R und L
No-load speed 21000 U/min
Nominal voltage 7,2 V
Shaft diameter 2 mm

Speed 300
Operating voltage range 6...8,4 V
8,3 A
Diameter 24,4 mm
Free shaft length 12 mm
Case length 30,8 mm
All-up weight, approx. 50 g
Maximum efficiency 67 %
No-load current drain (A) 0,36 A
Charging rate at max. efficiency 1,41 A
Permissible motor direction R und L
No-load speed 12400 U/min
Nominal voltage 7,2 V
Shaft diameter 2 mm

Gli ultimi quattro mi sembrano ottimali dal punto di vista delle dimensioni (ma anche al 600 gli trovo una buona collocazione) e di assorbimento. A proposito! Una domanda, qual è fra i parametri sopraindicati l’assorbimento elettrico a vuoto, io ho preso in considerazione il “No-load current drain (A)” ma forse mi sbaglio. In tal caso effettivamente lo speed 600 con i suo 2 A, mi fa durare molto meno le batterie.

Con il modello speed 600 che è il più grande posso comunque collocare il motore in asse con l’elica da 40 mm, senza necessità di inclinarla verso il basso e senza necessità di giunti cardanici. Il motore in basso va bene per la stabilità ma presenta due problemi, indebolisce l’ordinata se capita in corrispondenza di essa e va messo distante dall’elica perché nella parte finale non ha spazio disponibile.
Volevo sapere se questi modelli sono validi in termini d giri e di potenza per la grandezza dell’imbarcazione.

Per l’albero di trasmissione penso di realizzarlo da solo come ho già fatto per la prima nave, in modo da non essere vincolato alle dimensioni commerciali. L’unica incognita di questo aspetto è sul giunto, non so se esistano giunti che possono unire alberi di diametro diverso.

Per le batterie ho optato per due batterie al piombo (precisamente sarebbe meglio dire AGM) da 6 volt, capaci di 4 Ah ognuna, dalle seguenti dimensioni: 70 mm x 50mm x 110 mm. Le posso collegare in parallelo oppure separare l’alimentazione per il comando delle vele da quella per il comando motore e timone.
Alimentandolo a 6 volt il motore andrebbe più lento rispetto ai giri nominali.
Queste batterie sono facilmente reperibili, per me è più facile ricaricarle, sono economiche.
Nel disegno sono rappresentati tre parallelepipedi: quello di colore ciano rappresenta lo spazio disponibile se messe sul lato corto ad una data altezza che non può essere ulteriormente abbassata, quelli di colore verde rappresentano gli spazi disponibili per le batterie posizionate sul lato medio a due differenti altezze, logicamente quella più in basso è più limitata.
In alternativa posso scegliere di posizionarne una sola.

qui vorrei inserire delle immagini ma non so come fare, le metto come allegati a questo post, spero di fare bene.

Il variatore che ho scelto è questo: GRA2880, della Graupner, variatore navale V30R 30 Ah con retromarcia e ha le seguenti dimensioni e caratteristiche:
Voltaggio operativo 6 ... 12 V
Celle NiCd, NiMH: 5 – 10
Celle Pb: 3 – 6
Massima corrente : 30 Ah
Max corrente reverse: 20 Ah
Temperature cut-off: -
EMF brake
Reverse mode : Si
Power-on signal suppression: yes
Pulse frequency approx. 800 Hz
BEC: 5 V / peak 5 A
Dimensioni 69x31x11mm
Peso 65 g
Tipo di connettore JST

A questo punto vorrei sapere se il variatore è compatibile in termini di amperaggio con tutti i motori sopraelencati.

Il servomeccanismo del timone potrebbe essere fra questi, ma non penso che ci sia bisogno di nulla di particolare.
SERVO HS430BH 7,4v 5Kg 0,14s
Caratteristiche :
Tipo Servo Standard
Alimentazione 6,0V - 7,4V (2S LiPo)
Applicazione Aereo Generale
Coppia a 6,0V 4.1 Kg/cm
Coppia a 7,4V 5 Kg/cm
Velocità a 6,0V 0.16 Sec/60 grd
Velocità a 7,4V 0.15 Sec/60 grd
Ingranaggi Nylon
Numero Cuscinetti 1
Programmabile No
Tipo Motore Cored
Dimensioni 40,6x19,8x36,6 mm
Peso 45 Grammi

Oppure qualche altro prodotto molto simile. Logicamente dove non c’è particolare necessità opto sempre per i prodotti più economici.


La scelta del verricello mi risulta molto più difficile, potrebbe essere questo
Hobbyking S4016D Coreless Digital Titanium Gear Servo, high voltage 6v~7.2v with alloy heatsink casing.
Specifications:
Weight: 56g
Direction: Clockwise/pulse travelling 1000~2000us
Dimensions: 40.2 x 20.1 x 38.8mm
Operating Voltage: 6v~7.2v
Torque: 18.5kg/cm @ 6v, 21.8kg/cm @ 7.2v
Speed (sec/60 deg): 0.15 @ 6v, 0.13 @ 7.2v
Motor Type: Coreless
Middle Case: Aluminium Heat Sink
Lead/Plug: JR Type
Dual Ball Bearing
Titanium Alloy Gear

Prodotto ID: S4020DX
ma non so se posizionarne uno solo o magari due. Per ora mi basta che mi diciate quale sia quello idoneo ad una velatura di (randa dell’albero della mezzana: 51867 mm2, controranda della mezzana 16950 mm2; randa della maestra: 35982 mm2, controranda della maestra: 12778 mm2 ; controfiocco: 23982 mm2; fiocco: 19370 mm2, per un totale di 160929 mm2 ,che posso eventualmente ridurre ma non aumentare), poi dovrò studiare dove metterlo e dove far passare i tiranti.
Devo sapere in quale punto collegarlo al boma e in che punto far entrare il cavo nel ponte, perché in quel punto il ponte non sarà amovibile, devo scegliere le dimensioni e le posizioni dei coperchi da aprire sul ponte (camuffati da ponte stesso) per accedere allo scafo e alle batterie.

Per il telecomando che ne pensate di questo:
Turnigy 9x 9Ch Transmitter
Number of Channnel: 8ch ppm/9ch pcm
Display: 128*64LCD
Support Type: Heli/Acro/Glid
Support user: 8
Stick model: 4
Encoder type: ppm/pcm
Subtrim: Yes
Simulator Interface: Yes
Buzzer: Yes
Low Voltage Show: Yes
Included: Turnigy 9x 9Ch Transmitter
Turnigy RF9X-V2 module
Turnigy 9X8C-V2 8-channel receiver
Prodotto ID: TX-9X-M1

Ricapitolando le domande sono:

L’allestimento con i seguenti prodotti è compatibile:
motore (uno fra questi: Speed 600, speed 480, speed 400, speed 320 0 300 della Graupner)
servocomando (modello SERVO HS430BH 7,4v 5Kg 0,14s, o similari abbastanza economici)
variatore di tensione (regolatore o ESC), modello GRA2880, della Graupner
verricello per le vele, modello Hobbyking S4016D Coreless Digital Titanium Gear Servo,
radiocomando: Turnigy 9x 9Ch Transmitter

Quale di questi motori è meglio per il tipo di modellino in questione: Speed 600, speed 480, speed 400, speed 320 0 300 della Graupner ?

Per vedere l’assorbimento a vuoto quale delle specifiche va presa in considerazione ? E’ la “No-load current drain (A)”, o mi sbaglio?

Per capire qual è il motore più potente è indicativo l’amperaggio espresso sulla seconda linea delle specifiche oppure c’è qualche altro parametro da verificare ?

I giunti possono congiungere alberi di diverso diametro ? Se si, sono giunti particolari molto costosi ?

Quale verricello mi consigliereste per una superfice velica totale di 160929 mm2 cioè 0,16 m2.

Su un modello tra gli 80 e i 100 cm quante ordinate ci sono nelle scatole di montaggio?

Grazie in anticipo per le risposte

[alessandroROMA]

Spero che la lunghezza del post non abbia scoraggiato la lettura. Ve si seccate, leggete solo le domande finali, allego altre immagini.

[alessandroROMA]

Buonasera a tutti.
Aggiungo alcune foto sulle fasi di sviluppo.
Sono in attesa per il taglio laser di nove tavole 350x460 x 4mm, dove sono riportate: la chiglia, le ordinate, il ponte e i profili del timone.
Avrei dovuto aspettare per completare il sistema di paranchi per manovrare le vele con uno o due verricelli, per completare le strutture sopra il ponte, il ponte superiore, chiglia e ordinate delle scialuppe, però sto già perdendo troppo tempo perciò mordevo il freno.

Spero che fra una settimana possa iniziare con il fasciame. Avevo pensato di usare un impregnante per il legno e poi una vernice adatta, vorrei consigli in merito anche con l’indicazione specifica di prodotti. Qualcuno sa che cosa è meglio usare per un modello in legno navigante?

[alessandroROMA]

altre cinque immagini...

[alessandroROMA]

...ultimi cinque

[claudio v]

Ciao,
credo che per la tipologia di domande dei tuoi post, in navimodellismo a vela troverai poche risposte utili. Ti sposto in navimodellismo riproduzioni.
Se poi, a barca iniziata e definita, vuoi fare domande inerenti la sola parte vela con domande specifiche qui probabilmente troverai una aiuto.
Per i verricelli delle vele, fino a circa 50 dm2 di superficie, un verricelo Hitec tipo HS 785 da circa 13 kg/cm di trazione e` sufficiente senza problemi se non si hanno velleita` corsaiole (quindi perfetto nel tuo caso).
Avendo piu` vele da muovere, ne userei almeno uno per le rande e un altro per i fiocchi.
ciao

[franave]

Che dire? Spettacolare!
P.s. finalmente anche sintetico!!! ;)

[alessandroROMA]

Stato di avanzamento dei lavori. Devo affrontare dei problemi sulla parte elettrica, sugli argomenti già esistenti nel forum non ho trovato soluzioni e ho ancora diversi dubbi.

[wrighizilla]

complimenti, la discussione della tua barca l'ho notata adesso ed è davvero un bel progetto.
io non so usare il cad e le mie competenze sono assai approssimative, normalmente uso l'occhiometro quindi puoi immaginare però a vedere lo scafo in acqua mi chiedo quanto margine di peso hai disponibile per la costruzione e quale percentuale hai pensato di poter dedicare alla zavorra.
pensa la barca inclinata e quali elementi possono essere migliorati, per esempio la batteria che vedo in foto non risulta alta in ogni caso?
in foto non capisco se hai messo dentro lo scafo solo gli elementi necessari e se la barca è alla linea di galleggiamento

per una impresa come questa forse userei una batteria leggera e dedicherei alla ballast la maggior parte del peso disponibile, cercherei di tenere tutto il peso possibile sotto il galleggiamento anche con la barca inclinata
magari tu a differenza di me sai usare gli strumenti per farti questi conti e ti risparmi possibili problemi.
complimenti ancora.. questo modello lo seguirò con molto piacere

[alessandroROMA]

Ciao Wrighizilla, grazie per l'interesse.
Le tue domande sono legittime e io ho già scritto tutto per poterti rispondere ma trovo scortese rimandarti ad altri link, quindi lo farò solo se me lo chiedi espressamente, intanto ti rispondo qui.
Mi riferisco ad un altro forum, perchè navigando nel web ho scelto due fora per il modellismo navale, questo per la parte dinamica dove ho avuto preziosi consigli (beh! qui c'è Marco Vigata che è un vate) e un altro (dove ci sono molte foto del mio progetto) che considero molto più avanti per la parte statica (dove ho avuto tante buone informazioni di riproduzione) ma meno per quella diciamo RC.

Le batterie, le chiavi, i chiodi, le scatole di tonno ecc. ecc. servivano a farmi capire se i calcoli erano giusti.
Ma andiamo con ordine:

"Come ho scritto in altri post, il sw di disegno mi avrebbe dovuto fornire alcuni dati in modo automatico, ma non essendo riuscito a chiudere alcune superfici (né ci sono riusciti, almeno finora, esperti in materia) non ho potuto ottenere alcunché. I dati che fornisce il software sono ad esempio: l’area del piano di galleggiamento, area della superfice immersa, il momento di inerzia, il centro di carena, il metacentro, l’altezza metacentrica ma non ultimo, forse il più banale, ma certamente essenziale è il volume immerso da cui si potrà capire quale sarà il dislocamento."

Alla fine non potendo proseguire a teorizzare pesi e posizioni ho fatto un calcolo senza usare il sw. Innanzitutto, a meno di non aver sbagliato addizioni e moltiplicazioni il volume approssimativo delle parte immersa è 5,26 dm3 (quindi semplificando 1dm3 acqua = 1kg) diciamo circa 5 kg di dislocamento.
Poi ho stimato i pesi che posso infilarci dentro:
motore:235 gr.
asse: 50 (stima)
chiglia 589 gr.
batteria 700 gr
batteria 700 gr
batteria 700 gr
servomeccanismo 56 gr
verricello alberi 55 gr
vele asciutte: 100 gr(stima del tutto approssimativa)
sartiame 100 gr (stima del tutto approssimativa)
timone 50 gr (stima)
cavi elettrici e connettori 200 gr (stima del tutto approssimativa)
variatore 65 gr
ricevente 18 gr
fumaiolo 100 gr (stima del tutto approssimativa)
ponte e arredamenti 200 gr (stima del tutto approssimativa)
viti, fermi e coppiglie 200 gr (stima del tutto approssimativa)
4118 gr
sicuramente mi sono scordato qualcosa
a quali aggiungerei per sicurezza un 25%
5,14 KG

In sostanza con la prova in acqua ho verificato che effettivamente il dislocamento reale corrispondesse a quello stimato.

Per arrivare alla linea di galleggiamento teorica (come da progetto), che mi dava la possibilità di un dislocamento di poco superiore ai 5 chilogrammi, e di conseguenza con un bordo libero di 4 cm, ho inserito i seguenti oggetti (pesati con bilancino):

nave vuota così com'è 804 gr. (poi aumenatti con la resinatura interna a 934 gr.)
tre batterie agm 725 gr
728 gr
721 gr
motore speed 600 240 gr
verricello 67 gr
servo meccanismo 75 gr
variatore navy V30R 90 gr

sacchetto di chiodi 238 gr
batteria 284 gr
due scatolette di tonno 218 gr
scatola di mais 414 gr
pacchetto di lame 74 gr
due tubetti dentifricio 204 gr
chiave aperta 228 gr
chiave aperta 220 gr
chiave aperta 68 gr.

Il totale è 4594 gr. che aggiunti gli 804 della nave come è ora fanno 5398 gr. Quindi di poco superiore al calcolo teorico ( che è meglio logicamente )
Di questo peso i primi oggetti li devo mettere per forza (tranne la terza batteria che però si controbilancia con l'appesantimento chiglia) ma gli altri logicamente no ed in totale pesano 1948 gr.
Questo vuol dire che nel corso della costruzione posso mettere ancora quasi due chili."

Non so se sono stato chiaro, in pratica la nave per rimanere a galla e con bel bordo libero deve pesare 5 kg.


Per quanto concerne la capacità della nave di ritornare dritta dopo che una forza (come il vento al traverso) la faccia inclinare devo dire che anche qui purtroppo non ho potuto eseguire alcun calcolo per gli stessi motivi anzidetti.
Tuttavia con la poca esperienza che ho nel modellismo navale dinamico (questo è l'unico modello realizzato nello specifico settore: https://www.youtube.com/watch?v=uGfWzN7u2b8 ) e seguendo l'unica regola pratica che scaturisce da tutte le altre, e cioè di posizionare i pesi più in basso possibile (tanto non avendo veri passeggeri non rischio di fare una nave troppo "dura") penso di poter evitare quello che successe alla Regalskeppet Vasa e alla HMS Captain (1869).
In fase progettuale ero ottimista ma incerto su questo particolare aspetto, invece dopo le prove in acqua sono abbastanza tranquillo.
Le batterie sono messe il più in basso possibile. Se vuoi ti faccio vedere le ordinate.


Per quanto concerne le batteria ho intenzione di usare quelle uguali a questo tipo che ho già: FIAMM FG 10451, sono del tipo AGM della famiglia delle SRLA al piombo, per questi motivi:
Sono economiche, si ricaricano facilmente ed economicamente, sono abbastanza sicure anche sotto CC (purchè non troppo prolungato).
Le loro caratteristiche elettriche mi soddisfano in termini di amperaggio e autonomia.
Le LiPo non mi piacciono (è chiaro che per il modellismo aereo non si discutono e non avrei scelta) e sono costose, così come è costoso il caricabatterie. Anche se mi piacessero e se me le regalassero, adesso avrei difficoltà ad inserirle nel progetto ma probabilmente difficoltà insormontabili ad estrarle dallo scafo per ricaricarle viste le dimensioni della maggior parte di loro (almeno quelle con autonomie maggiori)

Se hai avuto pazienza di leggere tutto e se vuoi ancora delle informazioni a me non può far altro ch piacere.

Questa è comunque una sfida non è detto che ci riesca sicuramente.

P.S. Nonostante tutto non si può prescindere da un buon occhiometro.