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Su, su e via – Grandi veleggiatori – piccola propulsione

von Emil Ch. Giezendanner
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Era da tempo il mio sogno far decollare un veliero di grandi dimensioni dalla nostra pista. Per diversi anni ho seguito con interesse i relativi sviluppi tecnici. Con grande soddisfazione devo constatare che per gli appassionati del decollo autonomo si sono aperte nuove interessanti possibilità.


Uno sguardo al passato con gioia

Ricordo con piacere i vecchi tempi, quando da noi fecero la loro comparsa i primi modelli di velieri – deve essere stato tra il 1975 e il 1985 – e nacque una vera e propria scena, come l’IGG fondata nel 1982 da Peter Äberli e Georg Staub. Splendidi modelli di Ernst Tscheulin, e in seguito di Christian Gierke e altri, conquistarono i cieli del volo a vela. I modelli di Tscheulin e altri erano disponibili in kit con fusoliera in vetroresina e ali in polistirolo e abachi. Altri acquistavano solo le fusoliere e costruivano le ali da soli. Un lavoro complesso e impegnativo. Questa tecnica viene ancora oggi perfezionata e applicata da alcuni specialisti. Il rivestimento con le pellicole di allora era una sfida e mi ha strappato numerose imprecazioni. La maggior parte dei nostri campi di volo presentava solo lievi rialzi. Inoltre, bisognava superare alberi e cespugli per poter sfruttare le correnti ascensionali del pendio. Il decollo in quota e il verricello a motore ci aiutavano in questo.



Un grande passo

Ma all’improvviso tutto cambiò: a partire dal 1973 organizzammo a Pfäffikon i primi raduni di aeromodellismo elettrico. Le giornate di volo ad esse collegate si trasformarono sempre più in una vera e propria «mostra di prodotti», nel cui ambito ben presto vennero utilizzati motori elettrici più potenti (Fritz Geist e Heinz Keller). Improvvisamente divennero possibili i decolli da terra con modelli acrobatici (Heinz Elsässer) e – cosa che ci sorprese particolarmente – le esibizioni di Ernst Tscheulin con i suoi grandi aliante (Glasflügel 604, Kestrel, LS 2). Bastavano pochi passi per il lancio a mano e il suo modello da 5 m si librava tranquillamente nel cielo. Così il sortilegio fu spezzato. Senza pensarci due volte, abbiamo segato via brutalmente il muso delle belle fusoliere dei nostri modelli e, a partire dal 1980 circa, abbiamo installato un «Keller 80 o 100». Inizialmente utilizzavamo batterie al nichel-cadmio (NiCad, vietate dal 2006) e successivamente quelle al nichel-idruro metallico (NiMH). I pacchi batteria con fino a 20 celle raggiungevano rapidamente un carico utile di 1 kg e oltre. Per i grandi alianti (da circa 3,5 a 5 m) non era un problema. A volte volavano con noi una mezza dozzina o più di questi alianti eleganti e praticamente silenziosi.



Per noi una delizia – per altri un incubo

In una bella domenica (intorno al 1980), nel nostro campo di volo da pendio arrivarono alcuni ospiti provenienti dal Lago di Zurigo con i loro bellissimi modelli di velieri. Ben presto, alla vista dei nostri musetti di scafo segati in modo barbaro, si scatenarono accese discussioni. Gli appassionati di questi splendidi «fiori rari» del volo a vela erano più o meno sgomenti – il che, tuttavia, non intaccò affatto la nostra amicizia. Durante il rinfresco che seguì, abbiamo dovuto imparare che nel mondo dei grandi aliante l’estetica riveste un ruolo importante – del resto ancora oggi –, mentre per noi la priorità era un decollo senza problemi su un terreno non proprio facile. Per i modelli più grandi e pesanti, tuttavia, il lancio a mano si rivelò una sfida. Anche in questo caso, i «ragazzi del lago» ci offrirono il loro aiuto con la «catapulta».


Sono arrivati i grandi velieri in grado di salpare autonomamente

Da alcuni anni sono ammessi i grandi veleggianti dotati di motori elettrici. Nei kit di montaggio, gli scafi sono addirittura predisposti a tale scopo. Anche nel volo a vela con equipaggio la propulsione elettrica ha dato il via a una «rivoluzione silenziosa». Oltre ai diffusi motori ripiegabili, anche in questo ambito vengono utilizzati motori elettrici integrati nel muso della fusoliera. Denominazione tecnica «FES» = Front Electric Sustainer. Questo



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Inizio con i motori elettrici
Tentativo di tipologiaDescrizioneCommento
Veicolo

di lancio con propulsione a elica ripiegabile sulla punta della fusoliera
Il vecchio concetto di «carro di lancio» è ancora attuale e apprezzabileCostruzione fai da te o acquisto

in commercio È possibile determinare l’altezza o la distanza dal suolo dell’elica, il che consente di utilizzare eliche di diametro maggiore (a bassi regimi. Molto silenzioso!).
Motore a elica ripiegabileCapace

di decollare autonomamente. Molto performante, buoni tassi di salita
Le grandi aperture sulla fusoliera devono essere rinforzate. Carrello di atterraggio standard
Motore a girante retrattileIn grado

di decollare autonomamente. Soluzione tecnicamente elegante. Richiede una maggiore velocità iniziale al decollo (portata d’aria dell’impeller)
Richiede meno spazio nella fusoliera. I propulsori a girante richiedono generalmente un volo più veloce. Carrello di atterraggio normale
FES «debole»Decollo da terra impossibile.

Richiedono un decollo con traino e fungono da «spinta in condizioni di bonaccia»
Realizzazione e installazione molto semplici. Costo contenuto (motore, regolatore di giri, batterie). Carrello

di atterraggio normale: un’interessante combinazione tra decollo trainato e ausilio di avviamento con motore
FES «potente»In grado di decollare

autonomamente. Diverse salite rapide (a seconda della batteria)
Motorizzazione più potente (motore, regolatore di giri, batterie)

. Problema di distanza al suolo dell’elica (le eliche piccole ad alto numero di giri causano un rumore fastidioso). Carrelli a due stadi come soluzione. Eventualmente correggere la sezione longitudinale della fusoliera – punte della fusoliera leggermente più alte.


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propCalc - Calcolatore per eliche

Tutte le informazioni sono fornite senza garanzia - Precisione: +/-10%

Informazioni generaliPeso del modello: 12.000 g, motore inclusoNumero di motori: 1 (alimentato da una batteria)Apertura alare: 6000 mm / 236,22 polliciSuperficie alare: 105 dm² / 1627,5 in²Resistenza aerodinamica: semplificata (0,03 Cw)Altitudine di volo: 500 m s.l.m. / 1640 ft s.l.m.Temperatura dell'aria: 25 °C / 77 °FPressione atmosferica (QNH): 1013 hPa / 29,91 inHg
Cella della batteriaTipo: LiPo 4500 mAh - 30/45C (normale)Configurazione: 6S 1PCapacità: 4500 mAh (4500 mAh totali)Scarica massima: 85%Resistenza: 0,0038 ohmTensione: 3,7 VC-Rate: 30 C in continuo / 45 C maxPeso: 113 g / 4 oz
RegolatoreTipo - Timing: CC Phoenix Edge Lite 100 (normale)Corrente: 100 A continua / 100 A maxResistenza: 0,0035 ohmPeso: 92 g / 3,2 ozCavo di prolunga per la batteria: AWG10 = 5,27 mm²Lunghezza: 0 mm / 0 polliciProlunga per il motore: AWG10 = 5,27 mm²Lunghezza: 0 mm / 0 pollici
MotoreProduttore - Modello: Leomotion LEO 4130-0490 V3 (490) (medio)Kv: 490 U/VCorrente a vuoto: 1,8 A a 10 VLimite (max. 15 s): 2280 WResistenza: 0,014 ohmLunghezza dell’alloggiamento: 54 mm / 2,13 polliciNumero di poli magnetici: 14Peso: 392 g / 13,8 once
ElicaTipo: GM (0°)Diametro: 15 pollici / 381 mmPasso: 10 pollici / 254 mmNumero di pale: 2PConst / TConst: 1,06 / 1,0Rapporto di trasmissione: 1 : 1Velocità di volo: 0 km/h / 0 mphCalcola
BatteriaMotore @ rendimento ottimaleMotore @ massima potenzaElicaPropulsione complessivaModello di aereo
Corrente di scarica: 18,48 C
Tensione: 20,30 V
Tensione nominale: 22,20 V
Energia: 99,9 Wh
Capacità totale: 4500 mAh
Capacità utilizzabile: 3825 mAh
Tempo di volo a piena potenza: 2,8 min
Tempo di volo medio: 3,3 min
Peso: 678 g / 23,9 oz
Corrente: 59,18 A
Tensione: 20,64 V
Velocità di rotazione*: 9359 giri/min
Potenza elettrica: 1221,7 W
Potenza meccanica: 1113,1 W
Rendimento: 91,1 %
Corrente: 83,18 A
Tensione: 20,01 V
Numero di giri*: 8875 giri/min
Potenza elettrica: 1664,6 W
Potenza meccanica: Potenza: 1506,0 W
Rendimento: 90,5 %
Temperatura (circa): 79 °C / 174 °F

Misurazione
con wattmetro Corrente: 83,18 A
Tensione: 20,3 V
Potenza: 1688,6 W
Spinta a terra: 7153 g / 252,3 oz
Velocità di rotazione*: 8875 giri/min
Spinta in stallo: - g / - oz
Spinta a 0 km/h: 7153 g / 252,3 oz
Velocità di passo: 135 km/h / 84 mph
Punta della pala: 637 km/h / 396 mph
Spinta specifica: 3,68 g/W / 0,13 oz/W
Componenti: 1278 g / 45,1 oz
Rapporto potenza-peso: 154 W/kg / 70 W/lb
Rapporto spinta-peso: 0,60 : 1
Corrente @ max: 83,18 A
Potenza in ingresso @ max: 1846,6 W
Potenza in uscita @ max: 1506,0 W
Rendimento @ max: 81,6 %
Coppia: 1,62 Nm / 1,19 lbf·ft
Capacità di salita: 1211 m / 3973 ft
Peso al decollo: 12.000 g / 423,3 oz
Carico alare: 114,3 g/dm² / 37,5 oz/ft²
Carico alare cubico: 11,2
Velocità di stallo: 51 km/h / 32 mph
Velocità orizzontale: 103 km/h / 64 mph
Velocità verticale: - km/h / - mph
Velocità di salita: 7,3 m/s (~25...30°) / 1440 ft/min

Propulsione secondo e-Calc.



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La mia scelta: Chocofly SB-14 (6 m)

Chi si informa presso i numerosi fornitori di velieri di grandi dimensioni si trova di fronte a un'offerta vastissima. Tuttavia, non tutti i modelli sono facilmente reperibili: occorre avere pazienza. Ho avuto buone esperienze con Chocofly. Quindi, per prima cosa, do un'occhiata all'offerta dei «produttori locali».


I miei criteri erano:
  • Possibilità di volo termico lento – non è una moto da gara «specializzata»
  • Facilità di pilotaggio (secondo quanto riferito)
  • Propulsione FES (facile installazione di un motore nella parte anteriore della fusoliera)
  • Carrello di atterraggio a due stadi adatto
  • Ala alta (la distanza tra l’ala e il suolo facilita il decollo e l’atterraggio da terra)
  • La batteria deve trovare spazio davanti al carrello di atterraggio – anche questo è un motivo per utilizzare solo celle 6b

Il calcolo e l’allestimento del sistema di propulsione da parte di Leomotion si sono dimostrati assolutamente privi di problemi e di grande successo nell’uso pratico. La distanza di decollo su pista asfaltata va dai 10 ai 15 m. Anche su prati ben rasati il decollo avviene senza problemi. Due voli in salita con un po’ di riserva per «tornare a casa». Voli che valgono la pena in presenza di termiche. E gli altri sono belle esperienze.


Dati tecnici del Chocofly SB 14 e dotazione
Apertura alare:6000 cm
Lunghezza della fusoliera:2033 cm
Peso al decollo:10.360 g
Motore:Leomotion 4130 (490 giri al volt)
Regolatore di velocità:Summit 100 light. BEC 8 A, ricarica
Batteria:Lipo 6S 3700 mAh
Eliche:15 x 10 pollici
Giri al minuto:8875 giri/min
Corrente:84 A
Potenza:1700 W



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