O material:Como um bom construtor compulsivo inscrito na ACCA, não consigo ficar sem realizar a construção de um aeromodelo, pelo menos à cada 15 dias! Apesar de estar envolvido na recuperação de alguns aeromodelos e no projeto do GBR3, que encontra-se em andamento, apesar de meio parado.
Outro dia desses, quando estava na gráfica do colega que imprime minhas artes gráficas para a entelagem dos meus aeromodelos, deparei-me com um material interessante. Trata-se de policarbonato alveolar.
Sou oftalmologista e sei que uma das resinas mais resistentes à impacto no mercado é o policarbonato, além de ser uma das mais leves. Atualmente é uma das mais utilizadas na confecção de lentes de grau.
Por isso, perguntei-me: seria possível utilizar este material na construção de aeromodelos? Se fosse possível, seria bem interessante ter um aeromodelo resistente à impactos e ao mesmo tempo semi-TRANSPARENTE! Na minha maneira de pensar, ficaria muito interessante.
Então saí à caça do tal material. Foi um pouco difícil encontrar, em função da região onde moro. Mas comprei duas folhas de 1,10m x 6m por R$ 180,00 cada uma.
As características desse material são:
Densidade = 1,20 g/cm³
Absorção de Água (4 horas) = 0,35%
Permeabilidade à água < 2,28 g/m²
Propriedades Mecânicas:Alongamento à Tracção > 60 Mpa
Resistência à Tracção >70 Mpa
Alongamento no Limite Elástico = 6 - 8%
Alongamento à Ruptura > 100%
Módulo de Elasticidade > 2.300 Mpa
Resistência ao Impacto (Charpy) > 50 kJ/m²
Propriedades Ópticas:Transmissão Luminosa
Transparente = 88 %
Opal = 46%
Transmição SolarTransparente = 83%
Opal = 51%
É um material um pouco difícil de trabalhar à primeira vista, mas com o tempo, vamos encontrando a melhor maneira.
Inicialmente, fiz uma comparação entre o peso deste material e o depron de 5mm que possuo. Cortei 2 pedaços do mesmo tamanho de ambos os materiais e pesei em balança eletrônica. Encontrei que o policarbonato é 3 vezes mais pesado que o depron. Ou seja, não é possível construir aeromodelos pequenos mas, vamos ver o que conseguimos.
O material pode ser cortado com serra tico-tico usando serra de metal (dentes finos), quando formos realizar grandes cortes. Para detalhes ou cavidades, podemos usar o estilete (prepare-se para fazer um pouco de força!) ou então a dremel com um disco de corte.
Para colagem, experimentei 3 opções: cola de contato (sapateiro), cola ciano-acrilato (bonder) e cola de isopor. Para as três opções, consegui realizar a colagem de dois pedaços de material que ficaram firmemente aderidos. Não consegui soltá-los, apesar de ter colocado bastante força. As peças, após passada a cola, foram fixadas utilizando grampos de pressão para garantir um melhor contato entre as superfícies.
O modelo escolhido:Para o projeto piloto no uso deste material nas minhas construções (pode ser que alguém já tenha utilizado... mas desconheço.), escolhi algo bem fácil, simples e rápido de construir, pois desejava concluir no decorrer desta semana para inaugurar tentar fazer o primeiro vôo no próximo sábado.
Encontrei um projeto de uma asa voadora que é feita basicamente utilizando uma folha de depron dobrada. O nome original do projeto é
PIBROS, e pode ser encontrado sua planta na internet, gratuitamente.
Como é de praxe minha, fiz algumas modificações na planta inicial para adequá-la ao peso final estimado, tendo por base minha eletrônica e o material que iria utilizar.
As dimensões finais do meu projeto foram 1m de envergadura por 50cm de corda raiz.
Para a realização do projeto precisaria então de um pedaço de policarbonato alveolar de 100 cm x 50 cm, que seria cortado conforme vemos no desenho acima, retirando-se os elevons, que seriam cortados à parte.
A eletrônica prevista:Motor = TP 450-Size 2415-03T Brushless Heli Motor 4850kv
ESC = HobbyKing Red Brick 70A ESC (Opto)
Bateria = Lipo 3S 4000mAh 20C (Zippy)
Servos = Turnigy TGY S3317B
Hélice = 5.5x4.5
Com este setup, medi no meu sistema "altamente preciso" de empuxo medi 1,1 Kg com 79A de pico e a temperatura do motor, após 5 segundos de teste chegou a 56oC. Tenho algumas dúvidas quanto às medidas de corrente feitas com meu medidor
por isso vou manter este ESC apesar de saber que, se esta medida estiver correta, ele não é o adequado. Vamos ver como se comporta em vôo.
À seguir, a montagem da asa voadora Ghost Arrow!
Começando a montagem:O projeto em si é muito simples de ser realizado. Inicialmente precisamos de um pedaço de policarbonato alveolar de 1m de comprimento por 50 cm de largura e nele desenhar os triangulos que compõem o aeromodelo.
Para tanto, marque o meio do comprimento de um dos lados da folha e desenhe linhas ligando as extremidades opostas à esse ponto. Assim você demarca o delta principal e as duas porções superiores que deverão ser "dobradas" sobre a primeira. Como o material que estou trabalhando apresenta uma grande dificuldade para realizar esta curva, e como queria ganhar tempo (não é impossível fazer!), preferi cortar as peças e posicioná-las apenas, como podemos ver nas imagens abaixo.
Da para notar que o policarbonato alveolar é formado por várias "vigas em I" por assim dizer. Posicionando as peças como vemos na imagem acima e inferior, vamos ter o cruzamento destas "vigas" o que, acredito, vai determinar uma maior resistência ao aeromodelo.
Como não queira fazer uma asa sem perfil, resolvi colar dois pedaços de vareta de balsa no delta principal e, com isso criar um "perfil". Como iria ficar, só no final iria ver... tudo é novidade!
Hoje vejo que as varetas de 10mm que escolhi foram de pouca espessura, no final. Como
o policarbonato tem 4mm de espessura, no final das contas, fiquei com um perfil muito fino ainda!!!!
As longarinas de balsa foram coladas inicialmente com cola de contato, na parte inferior da asa. Posteriormente, marquei seu posicionamento nas seções superiores, apliquei cola de contato e fiz uma primeira colagem desta região.
É bom informar que o policarbonato alveolar vem protegido com um filme plástico em ambos os lados e, antes de efetuarmos qualquer colagem, devemos retirar este filme (isto é óbvio! :? ).
Em seguida, apliquei cola de isopor nas bordas da asa, de ambos os lados, e após esperar secar por alguns minutos, iniciei a colagem, utilizando prendedores e fita adesiva para manter as superfícies bem unidas.
Dá um pouquinho de trabalho devido o perfil que é formado à força. Mas no final ficou bom.
Enquanto esperava a colagem definitiva desta parte da asa, fui cortar os elevons e os estabilizadores verticais.
Os elevons foram cortados em duas peças cada, com as "vigas" do policarbonato cruzando-se, novamente para ter uma maior resistência final.
Os estabilizadores verticais são formados por uma única peça de policarbonato, e são em número de dois, como pode ser visto no desenho do projeto.
Os elevons:Para concluir a montagem dos elevons, realizei a colagem das duas partes utilizando cola de contato de pegadores de aço. Antes de realizar esta colagem coloquei pedaços de filme de raios-x para fazer as dobradiças.
A colagem das dobradiças foi feita com cola CA e por cima, apliquei a cola de contato, colando as duas peças após o tempo previamente definido para uma colagem adequada.
Depois de 24h esperando a colagem da asa principal, retirei os pegadores da parte posterior (bordo de fuga) para verificar como estava a colagem. Após algum tempo de retirada destes apoios, a colagem da parte central do bordo de fuga descolou. Em função disso, optei por um recurso mais grosseiro
como pode ser visto abaixo.
Utilizei arrebites de 16mm de comprimento, protegidos com arruelas superiores e inferiores, para proteger o material.
Se a asa tivesse sido apenas dobrada no bordo de ataque, o problema estava resolvido. Porém, como cortei as partes superiores, ao retirar os pegadores, alguns pontos também tendiam a descolar. Para não utilizar arrebites no bordo de ataque, resolvi fixar com fita adesiva larga transparente. O problema foi resolvido.
O suporte do motor:O suporte do motor foi confeccionado utilizando perfil de alumínio em U. Cortei as laterais, abri um pouco e dobrei 90 graus. Na região de sobreposição das peças, furei e fixei com arrebites. Fiz os devidos furos para fixar o motor.
O suporte foi fixado na face superior da parte inferior da asa. Ou seja, ficou no meio da asa. Além de colar com cola de contato, furei e arribitei em quatro pontos.
Os estabilizadores verticais foram fixados na parte posterior da asa. Para isso, cortei encaixes nas posições adequadas e colei-os com cola quente, utilizando uma inclinação de 100 graus. No projeto original eles são posicionados à 90 graus.
O restante da montagem foi apenas posicionar a eletrônica, buscando o melhor equilíbrio e atingir o ponto de CG ideal, que não foi conseguido inicialmente.
Como a bateria necessitou ficar muito no nariz da asa, resolvi fazer uma proteção extra, utilizando isopor P3 para esta moldagem. Após os devidos recortes e lixar de forma adequada as peças, pintei-as com esmalte sintético à base d'água na cor amarela. Como o policarbonato que estou usando é fumê, o amarelo limão que utilizei deve destacar bem em vôo.
A parte inferior da asa ficou assim, após a pintura.
E a superior assim...
Acertando o CG:Utilizei o CG à 20% da corda média, o que dá 23cm à partir do nariz da asa. Poderia utilizar um valor um pouco maior mas, em função da grande "inclinação" do bordo de ataque, acredito que esta asa deva ter um comportamento algo instável.
Apesar de ter posicionado a bateria no nariz da asa, os servos o mais à frente possível, assim com o ESC o receptor e o BEC, não consegui equilíbrio no ponto calculado. Ficou com peso de cauda. Em função disso, minha primeira opção foi reduzir a largura dos elevons.
Quando os desenhei e construi, achei que a área estava muito grande para uma asa zaggi. Com o posicionamento do CG com peso de cauda, aproveitei e cortei os elevons, reduzindo este peso na região posterior do aeromodelo.
Mesmo assim, ainda não consegui um posicionamento adequando do CG. Em função disso, optei pela cooisa que detesto fazer em aeromodelos: tive que acrescentar peso morto no nariz do aeromodelo. No total foram 120g de chumbo colocados no nariz para conseguir posicionar o CG no local ideal.
Aproveitei e, para reforçar mais a nacele de isopor da asa, revesti-a com fita adesiva transparente larga, em várias camadas. Esta nacele foi colada nesta posição com cola de isopor.
Na imagem abaixo podemos ver a posição final da eletrônica e dos chumbos...
Espero visualizar uma imagem semelhante à esta quando estiver voando...
Para o lançamento, confeccionei, também em policarbonato, um suporte que foi fixado na parte inferior da asa e colado com cola quente. Este suporte foi cortado de modo a formar uma espécie de "apito". Acredito que o ar passando nos orifícios deste suporte irá gerar algum som... vamos esperar para ver.
Esta será a maneira que meu arremessador irá segurar a Ghost Arrow para lançamento...
Peso final, em ordem de vôo = 1320g
Carga alar = 52.8 g/dm2
Testei o empuxo do motor, depois de pronta, segurando-a pelo nariz na vertical e acelerando tudo, verifiquei que o motor consegue elevar a asa. Ou seja, existe empuxo vertical para uma boa ascensão. Vamos ver na prática como fica, pois se tiver que voar com o stick no máximo, acredito que vou torrar o ESC e talvez o motor... e talvez minha bateria nem aguente muito tempo! Vamos ver!?
Espero que voe! Pelo menos...
Disney
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Mas vou tentar diminuir um pouco mais, da próxima vez.
Apesar do peso e da grande força de impacto, ela continua inteira, com alguns arranhões apenas. Ou seja, o material é muito resistente.
