Un miraggio (Fata Morgana) uscito dalla stampante

Circa 2 anni fa ho deciso di costruire da zero un jet con girante stampato in 3D. Mi è sempre piaciuto l’F-5 Tiger. Così mi sono messo al CAD e ho iniziato a tracciare le prime linee. La forma di base, come solido a volume pieno, è stata modellata in tempi relativamente brevi. Parallelamente, ho stampato i primi pezzi di prova per capire quanti rinforzi fossero necessari nella fusoliera e nelle ali. È emerso che l’intera struttura sarebbe risultata piuttosto pesante. Di conseguenza, è cresciuto lo scetticismo sul fatto che l’F-5 Tiger fosse davvero il modello ideale per il mio progetto. Il timore era grande che il modello potesse comportarsi in modo critico durante il decollo e l’atterraggio. Poiché la lunghezza della pista a Riggisberg è limitata, preferisco modelli con caratteristiche di decollo e atterraggio docili. Ho quindi deciso di interrompere il progetto Tiger e di iniziare invece con un Mirage III.

Come modello per la forma ho utilizzato una vista su tre lati, che ho ridimensionato in CAD in base alle dimensioni effettive del modello. Il procedimento di base per la progettazione può essere descritto più o meno così: per prima cosa viene modellato un modello volumetrico con tutti i ritagli per il condotto dell’aria, l’alloggiamento della batteria, gli incavi per i servocomandi, i connettori ecc. Successivamente, il solido viene «svuotato». Questo genera lo spessore effettivo delle pareti del rivestimento esterno. Si passa quindi alla «struttura interna» con rinforzi, nervature e la parte inferiore, in modo che i singoli pezzi trovino spazio sulla stampante 3D. Per quanto possa sembrare semplice, questo lavoro è stato comunque molto impegnativo. Soprattutto quando compaiono innumerevoli errori di calcolo, è necessaria una grande tenacia.

Ho stampato il primo prototipo in PLA. Il materiale è molto economico, facile da stampare

(minima deformazione) e presenta un'elevata rigidità. Tuttavia, va segnalata come evidente svantaggio la bassa temperatura di rammollimento, pari a circa 55°. È necessario prestare particolare attenzione soprattutto in estate. È bene evitare i colori scuri sul modello. La stampa di tutte le parti ha richiesto circa 10 giorni sulla mia stampante autocostruita. La macchina ha uno spazio di costruzione di 400 × 400 × 400 mm. Grazie alla cinematica CoreXY, con una massa molto ridotta sulle parti mobili, è possibile raggiungere accelerazioni elevate, il che si riflette positivamente sui tempi di stampa.

L'incollaggio dei singoli componenti può essere effettuato rapidamente con della colla istantanea densa. Grazie all’elevata precisione di accoppiamento, è un vero piacere. Successivamente è stato possibile montare tutti i componenti. Come sistema di propulsione utilizzo un Jet-Fan 90 V2 in combinazione con un motore Leopard LBP4082-B-2200-kv. Il regolatore è ben dimensionato con 150 A. L’energia è fornita da una batteria Lipo Swaytronic da 6S 5400 mAh 45C. Il sistema di trazione

Il modello è prodotto da JP-Hobby. Per il comando del timone di direzione e dell'ala ho scelto il KST HS08-A. Per i portelli del carrello di atterraggio ho scelto l'Emax ES3301. Ho ordinato tutti i componenti da Hebu e da Swaytronic.

Il primo volo era previsto per marzo 2021. Si è concluso bruscamente dopo pochi secondi. Dopo aver raggiunto una velocità sufficiente, ho allontanato il Mirage dalla pista. La fatale picchiata è avvenuta immediatamente... L’analisi del problema ha rivelato un baricentro completamente errato

, come aveva intuito anche il mio istinto. Tuttavia, mi ero fidato dello strumento di calcolo del baricentro, cosa che a posteriori si è rivelata un errore. A causa dell’impossibilità di spostare la batteria di volo, per un altro volo è stato necessario aggiungere oltre 500 g di peso nella parte posteriore. Con un forte sovraccarico si è proceduto al decollo successivo. Già durante l’accelerazione era chiaro che il decollo sarebbe avvenuto al limite. E così è stato: il Mirage è decollato, ma è precipitato di nuovo dopo poco tempo. Probabilmente sono stato troppo titubante nel

tirare su con una potenza di propulsione limitata... Tuttavia, i presenti sul campo erano dell’opinione che il Mirage dovesse volare.

A quel punto era di nuovo necessario riprogettare il modello al CAD. La posizione della girante e della batteria dovevano essere riviste. Ci sono volute innumerevoli ore di lavoro, tanto che solo un anno dopo è stato possibile effettuare il primo volo con la versione ottimizzata. Questa versione ha volato piuttosto bene fin da subito, ma era ancora decisamente sbilanciata verso l’alto. All’inizio ancora senza canard, poi...

Il progetto Mirage è per me un successo sotto molti aspetti. Le mie competenze nel campo del CAD sono migliorate notevolmente, soprattutto nella modellazione di superfici a forma libera. Inoltre, ho imparato molto nel campo dell’aerodinamica e dei profili alari. Non da ultimo, ho affinato la mia sensibilità riguardo al Mach-

nel campo della stampa 3D FDM. Non rinuncerei alle mie stampanti 3D per nulla al mondo. Soprattutto quando, mentre dormo, vengono realizzati i componenti per il nuovo modello. Il prossimo progetto è già in cantiere!

*Immagini: Michael Bucher, Ueli von Niederhäusern*