Costruzione di un'ala a sandwich

Per la realizzazione di ali a struttura sandwich esistono diversi metodi e procedure. Le ali a struttura sandwich garantiscono un’elevata fedeltà al profilo e una notevole resistenza, simili a quelle delle strutture interamente in vetroresina o in fibra di carbonio, ma sono solitamente leggermente più pesanti.

Con la variante costruttiva qui descritta ho ottenuto i migliori risultati in termini di resistenza e peso.

Per prima cosa occorre realizzare le sagome per il contorno superiore e inferiore. A tal fine utilizzo compensato da 2 mm di spessore. È necessario tenere conto delle zone di fusione del filo da taglio, pari a circa 0,5 mm. Le sagome dovrebbero avere un margine di 15 mm nella parte anteriore e di 20 mm in quella posteriore. Le superfici di taglio devono essere «levigate» con carta abrasiva grana 400, in modo che il filo da taglio non si impigli.

Successivamente si realizzano e si ritagliano i rivestimenti superiore e inferiore. Per il rivestimento si possono utilizzare listelli di legno di balsa o anche di abachi. Io ho optato per legno di balsa dello spessore di 1,5 mm, poiché è più leggero e più facile da lavorare. Consiglio: allungare i pezzi tagliati di 5 mm verso la parte posteriore rispetto alle misure originali dell’ala. In questo modo si ottiene un po’ di margine.

Trattare il rivestimento superiore e quello inferiore sul lato interno da incollare con uno stucco per pori e lasciare asciugare. In questo modo si evita che il legno assorba troppa resina e che, nel peggiore dei casi, questa si diffonda attraverso il legno. Ora si realizzano le nervature di collegamento interne ed esterne in compensato da 2 mm secondo il disegno del profilo.

A questo punto si tagliano le strisce di fibra di vetro o di carbonio e le si laminano, per il momento, solo sul lato interno del rivestimento superiore, lasciando indurire la resina. A tal fine utilizzo un tessuto in vetroresina 163. Non dimenticare di rivestire con tessuto in vetroresina anche l’area dell’apertura per il servocomando.

Una volta che il laminato si è indurito, dopo circa 24 ore, è opportuno levigarlo leggermente prima di procedere con le fasi successive, in modo da garantire in seguito un incollaggio sicuro.

La cerniera in silicone viene montata sulla parte inferiore dell’ala per i flap e sulla parte superiore dell’ala per gli alettoni. Nell’esempio descritto viene costruita un’ala a incastro dotata di alettoni.

Per la cerniera dell’aletta, si incide il rivestimento nel punto desiderato con un taglierino affilato (tenendo conto dei 5 mm di margine). Ora si fissano le due parti in modo da creare una fessura larga 2 mm.

A questo punto si maschera la fessura lungo tutta la sua lunghezza sul lato esterno con del nastro adesivo di carta. Poiché nei punti in cui era presente del silicone non aderisce più nient’altro, anche le superfici a sinistra e a destra della fessura devono essere mascherate con del nastro adesivo. Ora la fessura può essere riempita con silicone. A tal fine utilizzo l’Elastosil E41 della Wacker, disponibile nei negozi specializzati in modellismo. Dopo circa 2,5-3 ore il silicone si è asciugato e le strisce di nastro adesivo possono essere rimosse.

Per prima cosa si ritaglia la geometria dell’ala da un pannello di polistirolo dello spessore di 60 mm secondo il disegno tecnico (da non dimenticare: tenere conto dei 5 mm di sovrametallo). Quindi si ritaglia prima il lato superiore, poi quello inferiore del profilo utilizzando le sagome ricavate dal blocco di polistirolo tagliato.

In questo modo si ottengono una dima negativa del profilo superiore e una del profilo inferiore, oltre all’anima dell’ala. Sull’anima dell’ala viene incollata la nervatura di collegamento interna. Ciò garantisce la massima precisione possibile del profilo. Per poter levigare in seguito un bordo posteriore ben definito, taglio via una striscia larga 10 mm dal bordo posteriore dell’anima dell’ala.

Per ottenere un'elevata precisione del profilo ed evitare un lavoro di levigatura eccessivo, costruisco sempre le mie ali capovolte.

Per evitare che si incolli alla dima del profilo, si posiziona prima una pellicola di plastica tagliata a misura, poi il rivestimento superiore dell’ala preparato sulla dima del profilo capovolta e lo si fissa con nastro adesivo. Il rivestimento viene ora spalmato di resina. Quando si posiziona l’anima dell’ala, il bordo d’attacco dell’anima viene allineato al bordo d’attacco del rivestimento. Sopra viene posizionata una seconda pellicola di plastica per impedire che si incolli alla dima del profilo inferiore. Successivamente viene posizionata la dima del profilo inferiore, allineata con precisione al bordo anteriore del profilo e fissata con nastro adesivo, in modo che l’intero «pacchetto» non possa più spostarsi.

L’intero «pacchetto» viene ora inserito nel sacco a vuoto e l’apertura viene sigillata ermeticamente. Impostare il vuoto a circa -80/-100 mbar e lasciare indurire per circa 24 ore.

per evitare che ciò accada. A questo punto si posiziona la dima inferiore, allineandola con precisione al bordo anteriore del profilo, e la si fissa con del nastro adesivo, in modo che l’intero «pacchetto» non possa più spostarsi.

L’intero «pacchetto» va ora inserito nel sacchetto sottovuoto e l’apertura va sigillata ermeticamente. Regolare il vuoto a circa -80/-100 mbar e lasciare indurire per circa 24 ore.

Per rinforzare il sistema di comando del timone, è necessario inserire e incollare un cuneo di balsa.

Il cavo del servocomando va ora inserito nel canale predisposto. La lunghezza del cavo dovrebbe lasciare un margine sufficiente. A questo punto si chiude il canale del servocomando con una striscia di balsa da 1,5 mm, in modo che in seguito la resina non vi penetri e incolli il cavo.

I fori per l'installazione del servocomando, del longherone, delle traverse del timone, del cavo del servocomando e dei blocchetti di balsa per i perni di bloccaggio devono essere ritagliati e rimossi dal polistirolo con la massima precisione possibile utilizzando un taglierino affilato.

Ora mi aspetta probabilmente la parte più stressante del lavoro.

Per prima cosa ritaglio l’apertura dal rivestimento inferiore, adattandola all’apertura per il servocomando nel polistirolo.

Per prima cosa si incolla con la resina il longherone prefabbricato, poi si applicano le strisce di vetroresina (o fibra di carbonio) preparate in precedenza. Successivamente si ricopre l’intera superficie con la resina. Assicurarsi che il tessuto sia ben impregnato di resina. Successivamente si posiziona la copertura inferiore, allineandola con precisione.

Ora si adattano e si inseriscono i blocchetti di balsa per i perni di bloccaggio.

Ora bisogna incollare le traverse in balsa nell’incavo. La cerniera in silicone dovrebbe trovarsi al centro dell’incavo. A tal fine, taglio delle strisce di balsa della lunghezza esatta di 2 mm. Fisso la distanza tra di esse a 5 mm. Per incollare saldamente le traverse di balsa ai lati, inserisco tra di esse una listella di balsa larga 5 mm, che rimuovo dopo aver incollato le traverse.

L'intero pacco va ora inserito nel sacchetto sottovuoto. Questo va chiuso ermeticamente e il sottovuoto va nuovamente regolato tra -80 e -100 mbar. Dopo circa 24 ore è possibile disimballare il pacco.

Per evitare che l’ala si incolli alle dime profilate, si posizionano sotto e sopra l’ala le pellicole di plastica tagliate su misura.

Ora si posiziona la dima del profilo inferiore sull’ala, la si allinea con precisione e la si fissa con del nastro adesivo, in modo che nulla possa più spostarsi.

Ora non resta che incollare il profilo anteriore, la nervatura di raccordo e l’arco perimetrale. È necessario prestare particolare attenzione durante la levigatura del profilo anteriore. Assicurarsi che si ottenga una curvatura uniforme. Quindi tagliare il bordo posteriore dell’ala secondo le esatte misure geometriche e levigarlo in base al profilo scelto. È possibile levigare fino al laminato, ottenendo così un bordo posteriore relativamente affilato, che riduce la resistenza aerodinamica del profilo. Durante la levigatura della nervatura di raccordo, prestare attenzione alla smussatura desiderata per ottenere la forma a V. Nella maggior parte dei casi è necessaria un’ulteriore rifinitura per ottenere una superficie precisa, liscia e fedele al profilo. Prestare attenzione durante la levigatura, poiché gli errori di levigatura si verificano rapidamente e sono difficili da correggere. Infine, occorre ritagliare gli alettoni. È consigliabile applicare in anticipo gli appositi segni per rispettare con precisione lo spazio libero tra le traverse degli alettoni.

Questo metodo di costruzione è adatto in linea di principio a tutti i modelli di aerei. Tuttavia, tenendo conto delle forze previste, è necessario adattare o considerare di conseguenza le dimensioni del longherone, dell’incastro ed eventualmente di un longherone ausiliario aggiuntivo.

Le descrizioni relative alla stesura a caldo della pellicola per stiro, alla vetrificazione delle superfici alari o alla costruzione di una fusoliera in vetroresina andrebbero oltre lo scopo di questo articolo e saranno trattate in articoli separati.