Up, up and away, ovvero il dispositivo di decollo automatico

Per quanto riguarda il punto 1, è stato necessario innanzitutto determinare la forza di trazione e la velocità di avvolgimento richieste a seconda delle dimensioni del modello. I lanci con corda di gomma avevano dimostrato che per modelli con apertura alare compresa tra 2,5 e 3 m è necessaria una forza di trazione di circa 5 kp. (Rispettivamente, che questi ultimi resistano a tale forza senza subire la rottura delle ali.) La velocità massima di avvolgimento possibile, a parità di forza di trazione, dipende dalla potenza del motore di propulsione e dovrebbe essere pari a un multiplo della velocità di avvolgimento effettivamente raggiunta. Accade infatti spesso che durante la prima fase di decollo la corda si impigli nei fili d’erba e quindi

A causa della maneggevolezza richiesta al punto 3, si è optato per un motore a combustione interna come propulsore. È stato utilizzato un motore JAP a 2 tempi, disponibile per caso, con una cilindrata di 38 cm³ e una potenza di ben 1 PS a 4500 giri/min.

La struttura del dispositivo di lancio in quota era ora suddivisa nei seguenti elementi costruttivi:

1. Corda
2. Tamburo della fune
3. Azionamento del tamburo della fune
4. Freno del tamburo della fune
5. Controllo del motore

viene improvvisamente strappata via dal modello in ascesa. A questo punto la tensione della fune diminuirebbe bruscamente se non venisse compensata da una riserva sufficiente di velocità di avvolgimento. In tal caso la tensione rimane pressoché costante, il che rende la procedura di decollo estremamente semplice.

Se, ad esempio, si dispone di una potenza motrice di 1 PS = 75 mkp/s, ipotizzando una forza di trazione richiesta di 5 kp, si ottiene una velocità di avvolgimento possibile di

75 mkp/s : 5 kp = 15 m/s = 54 km/h.

Il funzionamento con un solo operatore richiesto al punto 2 presuppone, in primo luogo, che la forza di trazione rimanga affidabilmente limitata al valore desiderato indipendentemente dalla velocità del vento e, in secondo luogo, che l’avvio del verricello possa essere azionato a distanza in qualche modo. Il modello viene preferibilmente consegnato sul luogo di installazione del verricello; pertanto, la fune deve essere convogliata dal verricello a una puleggia di rinvio ancorata al suolo e poi di nuovo al verricello. In questo modo si mantiene il verricello sotto costante controllo e, in caso di necessità, è possibile interrompere la procedura di avvio...

Infine, il tamburo deve essere frenato efficacemente quando la fune è allentata, per evitare anelli sciolti e i conseguenti grovigli.

Come fune è stato utilizzato un monofilamento in Perlon da 0,9 mm. La sua resistenza alla rottura viene messa a dura prova non tanto durante il lancio vero e proprio, quanto piuttosto durante il recupero dopo il lancio. Rispetto alla corda intrecciata, si contraddistingue per una maggiore elasticità, la cui forza, grazie all’elevata accelerazione iniziale, consente il lancio del modello da fermo come nel caso del lancio con corda elastica, rendendo tuttavia necessario un dispositivo di frenata per il tamburo portacorda.

Il tamburo portacavo è stato dimensionato in modo tale da poter avvolgere su di esso 700 m della corda in Perlon descritta, in uno strato non troppo spesso. Ciò è stato possibile grazie a un diametro dell’anima di 10 cm e a una larghezza altrettanto ampia, rendendo superfluo un sistema di guida controllata del filo. La velocità di rotazione del tamburo è stata calcolata in base alle sue dimensioni e alla velocità massima di avvolgimento possibile:

16,5 m/s : (2 × 0,05 m) = 3150 giri/min

Per l’adattamento alla velocità del motore di 4500 giri/min era quindi necessario un rapporto di riduzione di 1,5 : 1.

Come azionamento per il tamburo a fune è stata scelta una trasmissione a cinghia piatta, che funge da frizione a slittamento e che limita in modo semplicissimo la forza di trazione al valore massimo desiderato in base alla tensione della cinghia impostata. La trasmissione della forza alla trasmissione a cinghia avviene tramite un giunto centrifugo, montato direttamente sull’albero motore, che si disinnesta al di sotto di circa 1500 giri/min e consente così lo srotolamento della fune a motore fermo.

Il freno del tamburo della fune è stato progettato come freno a nastro. Una fascia frenante scorre attorno all’alloggiamento rotante della frizione centrifuga e, quando è in funzione, mantiene la propria tensione grazie alla trazione di una leva caricata a molla, la quale a sua volta è dotata, all’estremità mobile, di una puleggia di rinvio per la fune. La fune di avviamento si allontana ora dal tamburo, passa attorno alla suddetta puleggia di rinvio, ne gira intorno e, in direzione opposta, raggiunge una seconda puleggia di rinvio ancorata a qualche centinaio di metri di distanza, per poi tornare al verricello. Se ora si tende la fune, questa esercita una forza sulla puleggia di rinvio della leva del freno, in modo tale che quest’ultima venga deviata contro la sua molla di ritorno. In questo modo la fascia frenante si allenta e il tamburo viene sbloccato. Quando la fune si allenta nuovamente, il tamburo viene nuovamente frenato.

Il funzionamento di questo freno è più importante di quanto si possa inizialmente supporre. Quando la corda viene avvolta sotto carico, tende a incastrarsi facilmente tra le singole spire; ciò comporta che, al momento di srotolarla dopo la partenza, sia talvolta necessaria una tensione maggiore per liberarla. A causa della sua elasticità, la fune viene notevolmente allungata e, quando si libera improvvisamente, l’energia in esso immagazzinata fa ruotare il tamburo della fune a una velocità vertiginosa; in assenza di un dispositivo frenante, gran parte della fune verrebbe scagliata nell’aria e si formerebbero anelli attorno a tutte le parti sporgenti.

Un’altra funzione della leva del freno consiste nella regolazione della potenza del motore. Quando la fune è allentata e quindi il freno è azionato, il carburatore si trova in posizione di minimo; se la fune viene tesa e la leva viene così spostata allentando il freno, essa aziona contemporaneamente l’acceleratore tramite un cavo Bowden, il motore accelera e la frizione centrifuga, entrando in funzione, inizia a far ruotare il tamburo della fune. In questo modo la tensione della fune aumenta ulteriormente

e la leva del freno viene tirata fino al finecorsa, aprendo completamente la valvola a farfalla. Tenendo fermo il cavo, vengono ora avvolti alcuni metri fino al raggiungimento della tensione massima, dopodiché il tamburo si arresta nuovamente; la trasmissione a cinghia, come si ricorderà, funge da frizione a slittamento. In questa fase è possibile controllare con calma il modello prima del lancio, ad esempio per verificare che il ricevitore sia effettivamente acceso. Se, come talvolta accade, la corda dovesse rompersi improvvisamente, l’improvviso allentamento della tensione della corda fa passare il motore al minimo e blocca il tamburo. In questo modo si elimina il rischio di sovravelocità del motore e il pilota può concentrarsi completamente sul modello. La procedura di decollo si conclude spegnendo il motore tramite cortocircuito dell’accensione, ad esempio premendo con forza l’indice inumidito sul connettore della candela. Una volta spento il motore, il tamburo della fune viene sbloccato e, in presenza di vento forte, ha la possibilità di ruotare in senso opposto, garantendo così uno sgancio sicuro.

Il verricello descritto è ormai in uso da tre anni e oltre mille lanci con modelli che vanno dall’Amigo al Super-Alpha ne hanno dimostrato l’idoneità. Il lancio risulta meno critico rispetto a qualsiasi altro metodo e si possono raggiungere grandi altezze di sgancio indipendentemente dal terreno. Un PB-51 DV, con 300 m di fune, plana per 4 min. 50 s. in condizioni di aria calma. L’impiego nelle competizioni ha portato regolarmente a ottimi risultati, sebbene rispetto al lancio a mano con controllo di deviazione venga avvolta una quantità doppia di fune e quindi l’altezza di sgancio risulti leggermente ridotta. Il funzionamento è estremamente economico: un decollo in quota dura 15 s, il che, in caso di utilizzo di gruppo, comporta un consumo di carburante pari a 0,2 l di miscela di benzina a 2 tempi per pomeriggio. L’allestimento dell’impianto richiede circa un quarto d’ora, così come lo smontaggio. Ciò che ora manca è un dispositivo di recupero della fune, ma almeno è già presente in fase di progettazione.

Nel complesso, questo sistema di lancio dall’alto rappresenta un’alternativa al volo a motore, in quanto consente di raggiungere altezze di sgancio di 200 m in modalità autonoma con un solo operatore, senza dover tollerare rumori, modelli troppo unti e il peggioramento delle caratteristiche di volo causato dal montaggio del motore.

Henrich Steiner