Studio di fattibilità per modelli di alianti ad alte prestazioni

Grazie alla mia pluriennale esperienza nella progettazione e nella costruzione di modelli di alianti e motoveleggiatori, so bene che prima di iniziare qualsiasi lavoro è necessario definire con precisione i requisiti. Tutto il resto non ha senso, se si vuole ottenere il massimo rendimento nella gamma di volo desiderata.

All’inizio ho sempre cercato, consultando vari cataloghi di profili, quello più adatto al mio progetto, cosa che non era sempre facile e che nella maggior parte dei casi non garantiva le prestazioni desiderate. Così ho iniziato fin da subito a sviluppare i miei profili. Per testare i profili è necessaria un’ala adeguata montata su un supporto di prova (fusoliera). È così che ho progettato e costruito diverse superfici per alcune fusoliere, al fine di testare i profili corrispondenti. Ci sono stati anche dei fallimenti, ma, come si sa, dagli errori si impara. Questo studio concettuale non ha pretese scientifiche. Si tratta di esperimenti elaborati empiricamente, che ormai si basano su numerose conoscenze derivanti dal know-how acquisito. Una delle esperienze più importanti è che il concetto di modello, per quanto sofisticato, non può compensare gli errori del pilota, il che porta già al primo requisito fondamentale. I modelli dovrebbero essere progettati e realizzati in modo tale da tollerare il più possibile gli errori dei piloti. È quindi necessaria una certa stabilità intrinseca su tutti e tre gli assi. I piloti acrobatici mi contraddiranno giustamente su questo punto, poiché questi modelli devono essere estremamente maneggevoli. Tuttavia, tali modelli vengono pilotati solo dai migliori piloti, che padroneggiano perfettamente il proprio modello in tutte le posizioni di volo immaginabili. A seconda della disciplina perseguita, cambiano i requisiti relativi a resistenza, dimensioni, geometria alare, profilo e metodo di costruzione. Per illustrare questo concetto, ho definito due diversi requisiti sulla base di due esempi e ho stabilito i relativi concetti di modello. Ho progettato, costruito e pilotato i modelli corrispondenti.

Modello da vento leggero con carico alare il più basso possibile, comportamento in volo docile e buone caratteristiche di volo in cerchio. Il modello dovrebbe essere in grado di sfruttare anche piccole sacche termiche in spazi ristretti con virate strette, anche in prossimità del suolo. Questo modello deve essere in grado di sfruttare ogni minima brezza e trasformarla in quota, soprattutto in prossimità del suolo.

Aliante ad alte prestazioni con elevata capacità di planata e caratteristiche di volo in cerchio stabili. Il modello non dovrebbe avere un carico alare eccessivo e dovrebbe comunque essere in grado di cercare e sfruttare le correnti termiche su ampie aree a una velocità confortevole. Il modello deve poter operare a quote elevate e su un raggio ampio.

Se si vuole soddisfare l’esigenza di ottenere le massime prestazioni di volo, questi due profili di requisiti non possono essere coperti da un unico modello. I modelli all-round sono certamente versatili, ma purtroppo non soddisfano gli elevati standard richiesti nelle discipline specifiche. Ad esempio, con un modello F3B è possibile partecipare anche alle gare con i modelli F3J, ma è chiaramente inferiore rispetto a questi ultimi (e viceversa), ecc. Alla luce di queste considerazioni, ho dovuto elaborare due concetti di modello completamente diversi e progettare e costruire i modelli corrispondenti.

Questo modello è progettato come velista puro per il lancio con gomma. L'altezza di lancio di circa 100 m dovrebbe essere sufficiente per individuare piccole correnti termiche nelle vicinanze e sfruttarle.

Per ottenere una superficie alare relativamente ampia, è stata scelta una profondità dell’ala di 280 mm. Tuttavia, per mantenere bassa la resistenza aerodinamica del profilo, è stato scelto uno spessore del profilo ridotto per questa apertura alare, pari solo all’8,8%. Con questo spessore ridotto del profilo è possibile avanzare bene anche in presenza di un po’ di vento, senza dover rinunciare a una portanza sufficiente. Per un modello così leggero, una curvatura sull’asse centrale del 2,11% è più che sufficiente. Il profilo UK 02 è una versione dello UK 01 con uno spessore maggiore dello 0,8%, che continua ad essere utilizzato con successo per il modello da competizione RES «Snappi».

«Il meglio dei due mondi», così si ragionava. I test di volo avrebbero dovuto confermarlo.

Il modello soddisfa pienamente le mie aspettative e, di conseguenza, anche i requisiti stabiliti. Le prestazioni di volo sono eccezionali. Il modello ha volato già al primo volo con

Questo modello è dotato di un motore elettrico con elica ripiegabile. Grazie all'altezza di decollo regolabile, è possibile individuare e sfruttare correnti termiche su ampio raggio.

Per raggiungere una maggiore velocità di volo, è stata scelta una profondità alare relativamente ridotta, pari a soli 200 mm. La curvatura lungo la linea mediana del 2,71% garantisce una portanza sufficiente. Tuttavia, il profilo con uno spessore del 13% genera una resistenza aerodinamica leggermente superiore, cosa che è stata consapevolmente accettata. Un ulteriore vantaggio dello spessore maggiore del profilo è che, a parità di resistenza, il longherone può essere costruito in modo significativamente più leggero. Da un lato, le estremità esterne dell’ala, a causa della loro ridotta profondità del profilo di soli 80 mm, esulano completamente da un intervallo favorevole del numero RE. L’idea alla base è quella di considerare le estremità alari come winglet ribaltati, leggermente allungati e dotati di alettoni. Gli alettoni così allungati dovrebbero compensare l’agilità persa attorno all’asse longitudinale a causa del maggiore allungamento e, insieme alla forma a V aggiuntiva di 4°, contribuire a una migliore stabilità in volo circolare. In questo modo si ottiene, per così dire, il

Con una leggera spinta della mano vola per quasi 100 m, il che significa un indice di planata superiore a 60. Non è possibile effettuare misurazioni precise, poiché queste dovrebbero avvenire in condizioni di aria assolutamente calma, cosa che praticamente non si verifica mai. Il modello vola in modo relativamente lento, quindi anche le piccole sacche termiche possono essere sfruttate senza problemi. Con questo modello è facile individuare anche le termiche deboli, che risultano ben visibili. Il modello vola in cerchi piatti da solo. Nei cerchi più stretti è necessario aiutarlo sporadicamente con gli alettoni.

Lanciato con la corda di lancio, vola dritto verso il cielo, imperterrito di fronte a un po’ di vento laterale, rendendo l’esperienza davvero piacevole.

Con il profilo UK 17 mi sono avventurato in un territorio inesplorato. Finora non avevo alcuna esperienza con profili così spessi. Per questo ho deciso di procedere con cautela. Con il Super Snappi non era stato necessario, dato che conoscevo già bene il profilo UK 2. Il decollo per il primo volo è avvenuto a mano libera. Per sicurezza, ho impostato il baricentro ben davanti alla riserva di spessore (meglio andare sul sicuro). È chiaro che l’EWD e il baricentro sono direttamente correlati alla riserva di spessore del profilo e devono quindi essere perfettamente coordinati tra loro. Per questo motivo è necessario effettuare una serie di prove di volo approfondite con diversi voli. Poiché il Mega Snappi ha un timone di profondità a pendolo, procedo come segue: innanzitutto imposto l’EWD a $-1^\circ$ con l’aiuto della bilancia EWD. Successivamente, posiziono il baricentro al 33% della profondità dell’ala. Fisso il bordo d’attacco dell’ala alla fusoliera e bilancio il modello aggiungendo peso a piacere.

Come previsto, dopo lo spegnimento del motore il modello ha abbassato notevolmente il muso. Quindi: bilanciare il modello, testare il freno (butterfly), atterrare e rimuovere il piombo (60 g per ora). Quello che ho potuto constatare finora: gli alettoni funzionano molto bene e per il timone di profondità ho programmato un 60% di Expo.

Quindi, nuovo avvio, motore spento: il modello continua a puntare il muso verso il basso. Rimuovo altri 60 g di peso e lo faccio decollare di nuovo. Ora il modello segue tranquillamente la sua traiettoria, senza che sia necessario un’ulteriore regolazione. Ora il test definitivo del baricentro: inclinazione a un angolo di $45^\circ$, rilascio e attesa per vedere come reagisce il modello. Si stabilizza lentamente e passa a una leggera salita... ce l’ha fatta.

Il modello vola in cerchio meravigliosamente senza alcuno sforzo. Un volo davvero elegante. In modalità Speed, il modello acquista chiaramente velocità senza perdere molta quota. È davvero impressionante come riesca a convertire la velocità in quota.

Entrambi i modelli soddisfano pienamente le aspettative riposte in essi per quanto riguarda gli obiettivi definiti. Nessuno dei due modelli potrebbe nemmeno avvicinarsi al raggiungimento degli obiettivi dell’altro. Da questo punto di vista, semplicemente non esiste un modello «tuttofare» in grado di fare tutto nel settore delle prestazioni elevate. Tuttavia, i modelli «tuttofare» possono fare molto, ma purtroppo non eccellono in tutto. Nelle singole discipline specializzate, i corrispondenti modelli ad alte prestazioni sono chiaramente superiori.

I modelli «allround» sono modelli per l’uso quotidiano e, in questo contesto, hanno assolutamente la loro ragion d’essere. Si possono portare ovunque e far volare in quasi tutte le condizioni meteorologiche, solo con alcune limitazioni. Per alcuni questo è più che sufficiente.

Ancora un’osservazione sui costi. Ho costruito i due modelli per un totale di circa 500 franchi (costo dei materiali). Il Super Snappi costerebbe sul mercato almeno 1'300 franchi (a vuoto) e il Mega Snappi almeno 2'200 franchi (a vuoto). Costruirli da soli conviene sicuramente. Certo, non è una cosa per tutti, ma vale comunque la pena prenderla in considerazione.