Timone nuovo in carbonio per Sharon Pro F3J -
Procedura completa per realizzare un timone o un'ala sottovuoto
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Ho realizzato un timone di quota in carbonio da 93g/dm^2 per il mio Sharon pro per valutare gli effetti di un aumento della superficie orizzontale di coda (e un conseguente aumento del coefficiente di stabilità) su un modello da competizione F3J già molto valido.
Desidererei ringraziare Stefano per avermi mostrato i suoi pianetti e quindi avermi dato lo spunto per costruire i miei.
Per prima cosa ho lavorato con XLRF5. Come ho scoperto con tale programma, dopo aver riportato le misure delle ali (le dimensioni esatte della coda originale le ho calcolate con uno scanner e poi riportando il tutto su Autocad), il K con la coda originale è di 0,42. Per raggiungere un K di 0,51 ho valutato che avrei avuto bisogno di una superficie di coda di 8,4 dm^2. Il mio Sharon pesa già quasi 2600g (ci sono più di 200g di piombo in punta), se non volevo aggiungere altro piombo in punta dovevo realizzare dei pianetti robusti ma anche molto leggeri. I pianetti originali pesano 30g l'uno, dovevo quindi attenermi a tale peso massimo.
Ecco la schermata di XLRF5:
Taglio dell'estruso con la fida TGA. Le dimensioni del trapezio tagliato sono 128x108 e la lunghezza pannello è 365mm. I profili sono HT14 portato al 7% (per problemi di karman) alla radice e HT12 all'estremità. La velocità massima con la quale sono riuscito a tagliare il pannello è stata 0,4mm/s per via della differenza di spessore nei profili. Con tale bassa velocità, la temperatura di taglio deve essere molto bassa.
L'estruso ha una densità di 34,9kg/m^3
Ho tagliato la pianta alare e preparato i portabaionetta con un tubetto di ottone (per il tondino da 3mm che funge da asse di rotazione) e un tubetto di alluminio (per il tondino da 2mm che trasmette il movimento)
Ho praticato un foro nel polistirolo e ho incollato le baionette con 5minuti+microballons per tenere i portabaionette in posizione mentre tenevo il timone di quota a 90° con il direzionale del modello. L'incollaggio vero e proprio del portabaionette sarà realizzato nel momento in cui applicherò il longherone.
Realizzo gli scassi per i due longheroni (composti da rowing di carbonio) con un tagliabalsa prima e con una lama da dremel dopo.
Inserisco, con un cacciavite, i rowing impregnati nello scasso. I rowing, sottili, sono stati messi a scalare, da 3 a 1. Ho avuto particolare attenzione a fare uno scasso più esteso vicino ai portabaionetta per incollarli per bene.
Faccio catalizzare i rowing e applico le centine di balsa da 1,5mm. Le centine di balsa prevengono anche lo schiacciamento degli angoli della radice nel sacco del vuoto.
Con un tampone e carta vetrata da 320 gommata gratto la superficie. E' particolarmente importante passare la carta vetrata sottile anche per eliminare lo strato superficiale di polistirolo fuso perchè su esso la resina ha una adesione inferiore. Dopo aver grattato, è ancora più importante elimiare ogni traccia di polvere con un compressore ed, eventualmente, bucherellare la superficie con degli spilli.
Preparazione delle sagome di mylar da fiorai (2 per ogni pianetto). La sagoma è grande quanto sarà grande la pezza di tessuto. Io faccio in modo che la sagoma sia scarsa sul BE di 2 o 3 mm e sia abbondante sul BU. Fatto questo incero la supeficie con un pennello e lucido con un panno.
Applico la colla a contatto sul BE. In tal caso uso UHU Por, applicandola non sul naso ma qualche mm dietro per non avere il naso del profilo ricoperto di colla a contatto e permettere un più facile passaggio della resina fin sul naso del profilo:
Sulle striscie di carbonio, larghe 2 cm, che serviranno a realizzare il BE, spruzzo invece la classica 3M77. Dopo qualche minuto posso applicare la striscia sul BE come in fugura:
Ritaglio le sagome di mylar che ho disegnato e incerato prima e, se necessario, vernicio con bombolette acriliche KEN, che, a mio parere, sono le migliori anche se un pò costose. Dopo aver pittato, la resinatura deve essere eseguita tra mezz'ora a 2 ore dopo affinchè la pittura non sia troppo fresca o troppo asciutta.
Risultati superiori li raggiungerei con l'uso di vernici bicomponenti.
Preparo la resina (io uso la R&G con indurente da 90 minuti) e con un pennello passo sul BE come in figura.
Passo il pennello (o il rullo di spugna) molto intriso di resina anche sulle sagome di mylar da fioraio ritagliate, incerate e pittate che ho preparato in precedenza. Poi poggio tali sagome di mylar da fioraio sulla pezza di carbonio da 93g/m^2 ben aperta e la faccio aderire. Poi, con attenzione, ritaglio sulla sagoma come si vede in figura:
La sagoma di mylar intrisa di resina mi permette di muovere la pezza di carbonio come voglio senza aver paura di deformare il tessuto. Impregno abbondantemente il carbonio con un pennello, una spatola o con il rullo:
Passo il rullo rigido per schiacciare bene il carbonio:
Elimino la resina di troppo mettendo le sagome suttovuoto fra 2 strati di tovaglioli per 4-5 minuti. In tal modo si riesce a contenere i pesi in maniera incredibile.
Ripasso il pennello intriso di resina sulle parti più sollecitate (bordo di uscita, spigoli, radice, eventuali cerniere in peelply) per sfavorire delaminazioni. Questa è una procedura, sperimentata da poco, che permette di costruire leggero avendo comunque più resina dove serve.
Una volta che il mio panino è pronto, metto un pò di nastro adesivo sottile per non far muovere le sagome sull'anima. Occorre mettere solo uno o 2 pezzetti di nastro anche perchè, a catalizzazione avvenuta, i punti dove ho messo il nastro sono assolutamente visibili controluce. Quindi, riassumendo, avrò un panino formato dall'anima in polistirolo ricoperta dalla sagoma di carbonio e da mylar da fiorai.
Inserisco il tutto in un sacco aperto di PVC rigido da 0,25 o 0,8 (crystal) (che non serve che sia sagomato, quello che uso io è formato da 2 rettangoli). Poi metto il tutto nel sacco a vuoto (il mio sacco è formato da plastica morbida comprata in ferramente a peso e termosaldata). Soprattutto col plc più rigido, gli angoli tendono a schiacciarsi arrotondandosi. Quindi, se non posso costruire centine in balsa, costruisco una ordinata di polistirolo spessa 1 cm (quasi una prolunga alare) e la incollo sulla sezione. Tale ordinata, rimossa a catalizzazione avvenuta, si schiaccerà al posto dell'ala ;-)
Visto il lungo procedimento, è facile che, a fine lavoro, il tempo di lavorabilità della resina di 90 minuti sia già finito...
Prima di far partire il vuoto, metto le controsagome sopra e sotto al sacco (vedere figura) e metto un pò di peso. Tale peso mi servirà a tenere le anime dritte prima di applicare il vuoto (e creare così tensioni o deformazioni indesiderate). In questo caso ho tarato il vacuostato a -0,45 bar. Depressioni superiori (intorno ai -0,65bar) possono deformarmi il BE, ma tanto -0,45 bar, ovvero 450g/cm^2, bastano ed avanzano per una perfetta adesione...
A catalisi avvenuta apro tutto, se necessario dò il tempo alla pittura di finire di seccarsi (la pittura non si secca sottovuoto), e poi rifilo il BU e, se necessario, passo la carta vetrata anche il BE. Il metodo usato, però, consente di avere il BE praticamente già pronto.
Visti i pesi e le superfici, direi che sono riuscito nel mio scopo!
Lavoro finito. I timoni originali sono quelli al lato.
Il modello con i due grossi timoni montati :
Altra foto.
Il fascino del carbonio è sempre tanto. Peccato il prezzo!
Analisi pesi:
Baionette: 4g
peso dei portabaionetta per ogni pianetto: 1,4g
Peso dell'anima di estruso per ogni pianetto: 7,6g
peso della singola anima con longherone, centina e portabaionette: 10,2g
Peso coppia pianetti originale: 57,5g
Peso coppia pianetti realizzati: 52,4g
Il risparmio di 5g in coda mi ha consentito, nel voletto di collaudo, di rimuovere immedietamente 20g di piombo in punta.
edit. Dopo il lavoro, alle 19 di sera, sono riuscito ad effettuare alcune prove in aria calma. Ho rimosso altri 15g di piombo dalla punta e nonostante questo il modello non manifesta la tendenza all'instabilità sul rollio quando troppo cabrato. Ovviamente tramite il trim ho dovuto variare anche il diedro longitudinale (ovviamente picchiando leggermente il modello, visto il piano di quota tutto mobile).
Per adesso la modifica mi sembra positiva, ovviamente pollici più allenati dei miei potrebbero non essere daccordo!