viernes, 8 de julio de 2011

¿Porque se tiene que controlar la torsión de las alas de un ornitoptero?

Kjell Dahlberg prueba un ala articulada. Ya tenía experiencia de un acelerador de Wingtip. Esta vez aplica un desfase del mismo tipo que el SmartBird. Muy bien, sus pruebas podrán comparar tal ala con la misma bloqueada. Seria interesante saber si la tracción y la sustentación crecen con el dispositivo, por ejemplo. Con la misma intensidad y los mismos voltios de alimentación por supuesto.
Eso dicho la elección de Kjell es de probar un ala membrana sin control activo de la torsión. Vemos a que nos lleva eso.
La critica del ala membrana es bastante simple. Si me fío de los datos para un ala de sección plana la sustentación va a ser débil. Cz 0,5 mas o menos y la eficacia no sera mejor, L/D 10 en alargamiento infinito, es decir un planeado muy corto con un alargamiento finito : L/D 5 o menos. Eso dicho en conceptos de planeado. Uno puede esperar mucho de los fenómenos transitorios, pero si no los ayuda un poco, las prestaciones van a quedarse muy bajas. Los modelos de ala membrana necesitan 100 W por kilogramo, cuando se evalua la potencia necesaria al vuelo de las aves a 20 W por kilo.
Tengo que reconocer que el ala membrana tiene la ventaja de su simplicidad. Hace meses que me he lanzado en la concepción de un ala mas sofisticada y todavía no la tengo lista para empezar la construcción. Por eso entiendo que Kjell y muchos mas se mantengan fieles a esta concepción que ademas puede tener sus mejoras.
El tema de la torsión es mas involucrado. Primero tenemos que verlo del punto de vista de la mecánica de vuelo.
Un ornitoptero tipo Park Hawk o pariente es un dos ejes por definición. Puede girar e inclinar gracias a su diedro. Ahora bien, para tener diedro en el vuelo batido el modelo tiene que tener mas amplitud hacía arriba que hacía abajo, lo que no es la mejor elección para la eficacia del batido. Pero es la condición de su control en los dos ejes definidos. El timón le da la posibilidad de cambiar la dirección que mira su pico, el diedro induce una inclinación que permite la entrada en curva.
¡Bueno! Eso vale con un ala rígida. Si el ala es altamente flexible, el diedro determinando un aumento del AOA del lado opuesto a la dirección deseada, se va a torcer este lado. Si el ala no tiene una mínima rigidez, la maniobra sera por lo menos imposible, si no catastrófica.
Esta mínima rigidez no esta buena para el vuelo batido. A lo mejor podríamos realizar una vela dando la torsión adecuada en vuelo batido pero las perturbaciones desviando el modelo no podrían ser combatidas. ¡Catastrófico si la perturbación es fuerte! Todd Reichert ha salido de la pista un par de veces … en aire muy que muy tranquilo a la seis de la mañana. Y sus alas no parecían tan flexibles en torsión.
Una torsión mecánica como la del TrueFly es el mínimo requerido. Si se desea tener algo de planeado el mecanismo tiene que tener un punto de parada donde la torsión sea compatible con esta fase del vuelo. Lo aconsejo puesto que aterrizar en picado puede destrozar el aparato. El modelo se queda un dos ejes pero sus maniobras son efectivas.
Si se introduce un servo para determinar la torsión se resuelven dos problemas a la vez, primero el rendimiento del vuelo batido aumenta porque los ángulos de ataque son mas convenientes y se puede volar como las aves con sustentación en las dos fases, segundo el modelo se vuelve un tres ejes como por milagro.
Otra vez entramos en un dominio donde hay dificultades. Una electrónica de a bordo (por ejemplo) tiene que determinar la torsión y mas vale que se adapte a la velocidad de vuelo. Por otra parte el piloto puede determinar variaciones en este movimiento de torsión de manera asimétrica. Ya tenemos nuestro control de inclinación. Las señales del control de torsión y de la recepción se tienen que mezclar antes de entrar en los servos, no es asunto imposible.
Para el Wake tengo que elegir entre la torsión mecánica y su control electrónico. Siendo por definición un modelo de vuelo libre no hay lugar de pensar en un control remoto, entonces solo tendría el control de a bordo que puede ser medianamente sofisticado, teniendo en cuenta el par el motor o la velocidad. Para el Orni mi solución ha variado, pero muy poco. Proponía al principio un control de la flexibilidad. No era mala idea, pero haría falta saber que viene una perturbación para prepararse a combatirla. Tengo que modificar mi concepción o sea tener un control de la torsión de cada aleta por acción de los brazos del piloto. A lo mejor, se podría aparear las dos soluciones : control de flexiblidad y control activo de la torsión que así costaría menos esfuerzo al piloto.

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