Tutto sotto controllo

Ciò che si era sviluppato nell’ultimo terzo del XX secolo sotto il termine «volo elettrico» era, in definitiva, la storia di successo di una gestione creativa delle carenze. È risaputo che poi, intorno al 2003, le batterie LiPo hanno cambiato tutto. Insieme a una nuova generazione di motori (brushless) sviluppata pochi anni prima, i sistemi di propulsione elettrica avevano improvvisamente il potenziale per uscire dal loro precedente ambito di applicazione, «curato» dagli appassionati di propulsione elettrica. E meno male, perché in molti luoghi l’ambiente, ormai sempre più sensibile, rende sempre più difficile l’uso dei motori a combustione. Quello che un tempo era un esercito di volontari si è trasformato in un esercito di «obbligati all’elettrico». Quest’ultimo ha un forte bisogno di informazioni, poiché le propulsioni elettriche, pur non essendo più meno potenti, sono comunque completamente diverse.

Se un tempo qualche cilindrata in più dava praticamente le ali a qualsiasi modellino, nel caso della trazione elettrica il «tuning del motore» si trascina dietro una scia di interventi di retrofit. Pertanto è sensato – e finalmente anche possibile – considerare il sistema di propulsione e il modello in modo quasi olistico. Ciò non solo evita investimenti sbagliati in termini materiali, ma risparmia anche non poche delusioni successive.

La domanda quindi non è più: «Quale motore devo comprare?», ma: «Come devono essere, nel loro insieme, il sistema di propulsione e il modello affinché si ottenga il risultato desiderato?» Si tratta tuttavia di una materia piuttosto complessa e persino i vecchi appassionati di elettronica devono ammettere di aver dovuto fare molte esperienze altalenanti prima che l’intera questione entrasse loro davvero nel sangue

e andarono oltre, cioè nell’interpretazione di un modello fecero davvero tutto in modo intuitivamente corretto.

Ma ormai esistono i PC e gli strumenti di supporto – solitamente chiamati configuratori di propulsione – per simulare in anticipo determinate situazioni di propulsione. Sebbene a volte la «qualità delle previsioni» sia piuttosto variabile, nella maggior parte dei casi sono già abbastanza utili

per coordinare batteria, motore (avvolgimento) ed elica in modo tale che, da un lato, sia disponibile potenza sufficiente e, dall’altro, nessuno dei componenti operi in zona rossa. Questo è già metà dell’opera, ma anche solo questo! Infatti, non di rado una combinazione di propulsione perfettamente armoniosa risulta fuori posto nel modello, perché, ad esempio, sebbene la spinta statica sia corretta, i dati dinamici del modello non sono stati sufficientemente presi in considerazione in fase di progettazione.

È qui che entra in gioco PROmax, uno sviluppo del dott. Klaus Proetel. Il programma di calcolo dei modelli funziona su base Excel e «ragiona» in modo onnicomprensivo. A differenza della maggior parte dei programmi di calcolo noti, che si limitano a considerare i valori statici del sistema di propulsione, questo programma tiene conto fin dall’inizio del modello e della sua aerodinamica. Non è un compito affatto facile, poiché i modelli sui nostri campi da volo sono quasi altrettanto individuali quanto le persone che vi si divertono. La qualità di un calcolo dipende sempre dalla

I parametri iniziali con cui è stato alimentato. Tuttavia, ci si avvicina decisamente di più alla realtà se, ad esempio, non si considerano solo l’apertura alare, la superficie portante e il peso del modello, ma si conosce anche la quota di planata. Ciò, però, accade solo in pochissimi casi. Per questo motivo il programma formula autonomamente un'ipotesi, che si basa inoltre sul tipo di modello, sulla disposizione delle ali e sul diametro del muso. Il profilo alare rimane

non viene preso in considerazione, il che limita naturalmente in una certa misura la precisione del calcolo. Ciononostante, nel caso di velivoli veloci, fa una notevole differenza se il calcolo della propulsione si concentra solo su misurazioni statiche del numero di giri $n_{100}$ di un'elica oppure se la base di calcolo è costituita da parametri realmente dinamici. Lo sviluppatore ha qui, nel corso di prove di misurazione piuttosto complesse (probabilmente al limite della legalità secondo il codice della strada tedesco), misurato il comportamento delle eliche in presenza di un flusso d’aria fino a

30 m/s (corrispondenti a circa 110 km/h) e lo ha documentato con estrema precisione utilizzando in ogni caso un doppio sistema di misurazione. Ciò consente proiezioni sufficientemente accurate fino a circa 50 m/s (corrispondenti a 180 km/h).

In questo modo ha smascherato non poche «magie delle etichette». È emerso, ad esempio, che i valori di passo stampati, pur reggendo perfettamente alle misurazioni angolari, alcune pale già a velocità relativamente basse

Per quanto riguarda le varianti E, si vorrebbe sapere se, anche a pieno regime, mantengono ciò che promettono da ferme.

Agli albori dell’aviazione elettrica, molti non riuscivano a capire a cosa potesse servire un regolatore di velocità. Si era già contenti se funzionava qualcosa. Ancora oggi molte formule di calcolo si basano esclusivamente sul caso del «pieno gas». Tuttavia

Il motore, che ancora oggi rappresenta l’anima di ogni sistema di azionamento, viene ricavato da una banca dati (attualmente ancora in espansione) oppure inserito direttamente dall’utente. Nel caso più semplice, i dati necessari a tal fine possono essere ricavati dalle specifiche riportate nei cataloghi, ma in tal caso l’utente dovrebbe dimostrare un elevato grado di fiducia o almeno una certa disponibilità ad accettare il rischio legato alle previsioni.

Se sono disponibili serie di dati di misura vincolanti forniti dal produttore o dal distributore, oppure misurazioni proprie, queste possono essere inserite nel sistema come misura a due punti (vedi maschera gialla). Il PC effettuerà calcoli tanto più precisi quanto più i valori di esercizio si avvicinano alla finestra delle misurazioni di prova.

Chi era abituato a considerare solo l’efficienza del motore scoprirà che PROmax non si occupa solo di questa singola componente Eta, ma mostra anche con quale efficienza i restanti componenti di propulsione (batteria, regolatore, trasmissione, elica) contribuiscono al risultato complessivo. Ciò suscita in molti un effetto «aha».

Chi non solo sceglie quello giusto, ma addirittura il migliore, nei limiti delle proprie possibilità,

Se si desidera un gruppo motopropulsore specifico o, ad esempio, si vuole ottimizzare non solo le prestazioni ma anche i costi, è inevitabile ricorrere a confronti tra sistemi. PROmax opera quindi fondamentalmente su due fronti, offrendo sempre parallelamente un calcolo alternativo. In questo modo diventano possibili confronti diretti. Si possono considerare come serie di numeri o come una serie di grafici; questi ultimi, sotto forma di diagrammi Excel, invitano particolarmente a «sperimentare». Tramite i pulsanti è possibile modificare rapidamente le singole varianti e si vede immediatamente cosa succede quando una

cella viene aggiunta o rimossa, si «alleggerisce» un po’ l’accelerazione, cambia la velocità di volo ipotizzata o calcolata oppure varia il rapporto di riduzione del cambio. Tuttavia, e purtroppo va detto, questa doppia rappresentazione pone ulteriori limiti alla chiarezza dell’interfaccia, che già di per sé richiede un po’ di tempo per abituarsi. Il fatto che PROmax utilizzi l’interfaccia di Excel fa sì che le celle risultino molto piccole se si vuole tenerle tutte d’occhio. In ogni caso, il sistema non è necessariamente intuitivo fin da subito nemmeno per gli appassionati di Excel. Ma dove c’è tanta logica, c’è anche una soluzione. Imparare a usare il programma non richiede più tempo di quanto ne serva per utilizzare un nuovo caricabatterie universale. La guida interattiva «Easy-Hilfe» in dotazione fa la sua parte, anche se a volte si ha l’impressione che, in certi casi, meno sarebbe meglio.

Le simulazioni al computer invitano a un «gioco senza limiti». Dopotutto, come programmatore, non si vorrebbe certo lasciare spazi inutilizzati nella memoria. Ecco perché ha scoperto

L’autore ritiene che in quasi tutti i programmi di questo tipo siano presenti gadget, ovvero piccole chicche che sono belle e divertenti, ma non necessariamente utili o addirittura indispensabili. Naturalmente, nella valutazione di questo aspetto entrano in gioco anche criteri soggettivi.

Anche PROmax, secondo l’autore, ne è solo in gran parte esente. Si è semplicemente voluto soddisfare ogni esigenza. Ad esempio, è possibile calcolare l’utilizzo del budget dedicato all’hobby inserendo i prezzi dei singoli componenti (purché la consorte non lo veda).

Più interessanti sono invece i pesi dei componenti: inserendoli, le numerose macro memorizzate non solo calcolano la massa totale del modello, ma ne determinano anche (approssimativamente) la gamma di velocità. Si può vedere, ad esempio, come la velocità di ricarica diminuisca passando dalle celle NiMH alle LiPo. Questo incoraggia a fare nuovi investimenti! Naturalmente è possibile anche leggere la durata prevista di funzionamento del motore. Su richiesta, il sistema tiene conto anche della pressione atmosferica, della temperatura e dell’altitudine del campo di volo. PROmax calcola naturalmente anche i modelli multimotore

La tabella di immissione offre una panoramica di tutti i dati inseriti.

Il Trainer, con un numero di Gleiss 13 e un peso di 2,23 kg, presenta una resistenza aerodinamica di 2,4 N in volo orizzontale a 20 m/s. In questo esempio di propulsione, è sufficiente una «regolazione dell’acceleratore» pari a 0,58 per generare la corrispondente spinta, anch’essa pari a 2,4 N. A «piena potenza», qui evidenziata in verde, la configurazione consente un angolo di salita di 27,1 gradi. A margine: con questa configurazione è possibile raggiungere 2840 metri di quota di salita.

Una piccola selezione di valori visualizzati tramite un grafico Excel. Il vantaggio: cliccando sulle frecce (in alto) è possibile variare tutti i parametri essenziali. Il risultato della modifica diventa immediatamente visibile.

e persino interi convogli di traino. In questo caso, l’aliante viene inserito nel calcolo come privo di propulsione, ma con tutti i suoi parametri (peso, aerodinamica approssimativa). Il vantaggio concreto di questo sistema di calcolo, che abbraccia l’intero scenario di propulsione, consiste senza dubbio nel fatto che all’utente – e qui l’attenzione è rivolta soprattutto a chi sta passando a un nuovo sistema di propulsione e finora ragionava in termini diversi – viene fornita una visione d’insieme delle interrelazioni. Si vede immediatamente cosa cambia ancora (!) quando si aggiungono solo poche celle o si passa a un

elica con passo minore e diametro maggiore. Solo una volta comprese queste interrelazioni si è in grado di comprendere veramente la propulsione elettrica.

Non c’è dubbio: anche in futuro sarà possibile divertirsi con il modellismo aereo senza ricorrere al computer. Chi considera cose come il PC come «roba da moderni», difficilmente riuscirà a sperimentare, anche attraverso i programmi di calcolo della propulsione, quell’accelerazione che lo catapulterà nel XXI secolo. Il programma inoltre non rileva alcun-

Non pretende certo di rispondere a tutte le domande. Ad esempio, PROmax non ha nulla a che vedere con il volo indoor. Chi ritiene di dover già affrontare abbastanza problemi complessi durante l’orario di lavoro e preferisce lasciare le questioni di ottimizzazione ad altri, non dovrebbe sprecare né tempo né denaro qui. Dopotutto, un programma in cui è stato investito così tanto lavoro non può certo essere completamente gratuito (la protezione anticopia, tra l’altro, sembra funzionare).

Come già accennato in precedenza, il grande vantaggio del programma consiste nel fatto che non solo aiuta a calcolare la propulsione elettrica, ma anche a comprenderla. Chi si prende la briga di studiare con attenzione la guida «Easy-Hilfe» scoprirà molte cose interessanti e utili sulla tecnologia della trazione elettrica (anche se esiste pure la relativa letteratura specialistica). In questo contesto, l’autore non pensa solo a chi desidera passare all’elettrico con ambizione, ma anche ai rivenditori specializzati che si impegnano a fornire una consulenza qualificata. Questi ultimi, vista l’odierna varietà dell’offerta, non hanno davvero vita facile. Qui, al banco di vendita, le soluzioni di propulsione potrebbero essere elaborate insieme al cliente e le alternative

. A differenza dei configuratori di propulsione presenti sui siti aziendali, generalmente molto utili, il sistema PROmax opera in modo neutrale rispetto alle marche. Il cliente stesso può influenzare in modo significativo il processo decisionale; viene convinto, non persuaso! Per molti sarebbe già di grande aiuto se un programma del genere fosse disponibile all’interno di un’associazione o di una cerchia di amici, in modo da potersi dedicare insieme all’ottimizzazione della propulsione. Dopotutto, ovviamente, il servizio non è gratuito. Secondo le informazioni attualmente disponibili sul sito web (http://www.proemo.de), una licenza annuale costa 95 €, mentre per gli studenti la tariffa è di 75 €. In cambio, PROEMO offre un servizio molto completo, compresa una consulenza introduttiva telefonica. Soprattutto se si considera che esistono altri calcolatori di potenza scaricabili gratuitamente, questa cifra potrebbe sembrare elevata al momento. La situazione si relativizza se si pensa che, ad esempio, una batteria LiPo economica a 3 celle da 3900 mAh costa 99 € (+ spese di spedizione). Chi, grazie alla propria esperienza, riesce a non romperla, ha già risparmiato almeno 4 €! A questo punto, nemmeno la moglie più severa avrà più nulla da ridire.