20 anni del motore LRK

dellmotoren. Anche questi erano ancora presenti in gran numero. E i loro prodotti non erano certo roba del passato, dato che, in fin dei conti, esistevano già motori senza carenatura, giunti dagli Stati Uniti come derivati della NASA e qui modificati e perfezionati in base alle specifiche dei modelli. L'originale si chiamava Aveox; da questo, alla Robbe ne fu ricavato il Rovox. Questo motore portava il controller integrato, soluzione che però non avrebbe avuto successo. Già molto presto, l'azienda bavarese Lehner (LMT) aveva sviluppato un sistema di motori brushless altamente efficiente, che in seguito fu adottato anche da Hacker. Kontronik seguì un concetto molto simile, per cui, oltre al motore, era naturalmente sempre disponibile anche un controller adeguatamente calibrato, già all’epoca privo di sensori. Anche il motore Plettenberg, molto popolare tra i concorrenti, si era già «liberato» delle fastidiose spazzole di carbone. I regolatori adatti provenivano da Matthias Schulze. Tutti questi motori erano già più piccoli, più leggeri e più efficienti dei loro predecessori a commutazione a carbone, ma presentavano ancora lo svantaggio di avere una potenza...

Schizzo progettuale del motore LRK integrato direttamente nello spinner.

Già un po' frustrato, Christian si rivolse infine a me, che avevo già pubblicato alcuni articoli specialistici sul tema dei motori brushless, con la richiesta di scrivere magari qualcosa al riguardo. Quello che mi espose sembrava quantomeno interessante. Ho redatto un capitolato tecnico dal punto di vista dell’appassionato di aeromodellismo elettrico, ho disegnato un progetto costruttivo e abbiamo concordato di testare il tutto, per il momento, su due esemplari autocostruiti. A tal fine abbiamo coinvolto Emil Kühfuss, un professionista della lavorazione dei metalli che in passato aveva già offerto la soluzione a questioni complesse. Il suo nome è rappresentato dall’ultima lettera dell’acronimo.

Nel nuovo motore, invece dell’albero motore, ruotava l’intero alloggiamento: un motore a rotore esterno, appunto. Il suo nucleo statico era costituito da un pacco di lamierini composto da 12 parti, come si

che in molti motori elettrici utilizzati fino ad allora fungeva da rotore. A tal fine avevamo smontato un motore Bühler, del tipo che all’epoca veniva impiegato negli utensili a batteria.

Il bello era che ora bisognava avvolgere solo un dente su due, il che mi spinse spontaneamente a offrirmi per questo compito. Il rimpianto non arrivò immediatamente, ma si manifestò sotto forma di profondi solchi sulle dita. Tutti gli inizi sono difficili. Ciononostante, in qualche modo riuscimmo a distribuire il filo di rame smaltato in modo abbastanza uniforme nei sei spazi di avvolgimento. Emil aveva tornito l’anello di chiusura perimetrale e le coppe dei cuscinetti, mentre i fratelli Köhler, che stavano già sperimentando con motori a rotore esterno (Newtor), hanno fornito 14 strisce di magneti al neodimio e anche un controller adatto. Per farla breve: il motore LRK, al quale nel frattempo avevo assegnato l’iniziale del mio nome come anello di congiunzione consensuale, dimostrò già durante i primi test al banco che non mi erano state fatte promesse eccessive. Girava a «tutta birra» con un buon rendimento, motivo per cui lo chiamammo «Torquemax LRK» e lo paragonammo al TDi tra i motori automobilistici, una definizione che all’epoca poteva ancora essere considerata decisamente lusinghiera. Un modello di papera chiamato

«Tristar» (distribuzione Höllein) ebbe l’onore di diventare il primo prototipo. Volò in modo straordinario. Ulteriori prove hanno confermato questa impressione. Abbiamo rapidamente scartato l’idea di depositare un modello di utilità e di avviare noi stessi la produzione, e ho deciso di prendere la penna, o meglio di mettermi alla tastiera, per rendere pubblico il «codice sorgente». All’annuncio del progetto «Costruirsi da soli un motore brushless» (eh?), si percepiva persino al telefono come la fronte del redattore responsabile, solitamente molto aperto alle innovazioni, si corrugasse profondamente. Ma le cose sono andate diversamente.

Nelle settimane successive il mio postino ebbe molto da fare, poiché non tutte le domande relative alla costruzione fai-da-te erano state chiarite nelle otto pagine che «Elektromodell» mi aveva generosamente concesso a tal fine. Ciononostante, sembrava scoppiare una vera e propria mania per la costruzione fai-da-te di motori. Naturalmente, all’inizio mancavano i fornitori per i materiali di costruzione. Insieme a Klaus «Battmann» Budion (purtroppo nel frattempo scomparso), all’epoca un rivenditore di batterie molto intraprendente, organizzai un servizio di fornitura di lamierini per statori e magneti, inoltrai le richieste ai produttori di pezzi torniti e giunsi alla conclusione che non era affatto necessario aver prestato attenzione durante le lezioni di fisica

per poter osare cimentarsi nella costruzione di un motore elettrico. Ricordo bene, ad esempio, l’ordine di un mio contemporaneo che voleva esattamente 14 magneti: sette poli nord e sette poli sud! La gioia deve essere stata ancora più grande quando, nonostante tutto, l’impresa è riuscita. Un altro inviò una foto che mostrava un motore nel cui nucleo dell’indotto le lamiere del dinamo previste erano state sostituite da viti cilindriche in ferro M-10. Il costruttore scrisse che il motore aveva funzionato al primo colpo, ma che a vuoto si surriscaldava già parecchio...? Una volta arrivò una telefonata – era l’epoca in cui i numeri non venivano ancora visualizzati sul display – durante la quale dall’altoparlante si udirono solo un profondo sospiro e un rauco «Funziona, funziona». No, non si trattava di stalking, ma di una persona davvero simpatica, che alla fine si è anche gentilmente presentata e semplicemente non riusciva a credere di essere riuscita anche lei a far girare quel coso.

Quando i primi esemplari entrarono in funzione, si formò una comunità di autocostruttori e vennero organizzati incontri LRK, spesso nell’ambito di mostre di modellini e giornate di volo. Naturalmente lì si discuteva anche dei problemi, che non potevano mancare ai margini della nuova generazione di motori. All’inizio, ad esempio, era difficile trovare un controller compatibile con l’LRK...

infatti, i controller trifase allora disponibili sul mercato erano progettati per motori a rotore interno da 2 a 4 poli a bassa induttanza e non disponevano ancora di una temporizzazione regolabile. Inoltre, il comportamento all’avviamento poteva essere definito piuttosto brusco. Conclusione: c’è bisogno di nuovi regolatori.

Intorno al 2000, ovvero nel periodo in cui i forum su Internet muovevano i primi passi. Era proprio attraverso di essi che, da quel momento in poi, le notizie si diffondevano a macchia d’olio. Naturalmente circolavano anche molte sciocchezze aggressive, a cui, come autore affezionato alla carta stampata, dovevo almeno abituarmi. Dopo pochi mesi decisi di uscire da quel mondo parallelo e di dedicarmi piuttosto alla stesura di due articoli complementari per la rivista «Elektromodell». Ora avevo anche l’occasione di fornire alcune nozioni di base e di effettuare la necessaria «messa a punto». Si era dimostrato che il motore funzionava ancora meglio se si avvolgevano effettivamente tutte e 12 le scanalature dello statore, che si poteva lavorare anche con soli 10 poli e che il principio del motore rotante multipolare era estendibile ad altri tagli di lamiera. Così, ben presto, i vecchi lettori CD e streamer

per essere riavvolti in base alle esigenze e spesso anche dotati di magneti di nuova concezione, al fine di conferire nuovo slancio ai modellini da parco e da indoor. Peter Rother, purtroppo ormai scomparso, dedicò a questo campo sperimentale un proprio sito web <https://www.aerodesign.de/peter/2001/LRK350/index.html> (ancora accessibile al momento della stesura del manoscritto), dove, in una «Road Map» per i neofiti dell’LRK, forniva ulteriori consigli di costruzione, chiariva i nessi fisici e favoriva una migliore comprensione grazie ai nuovi mezzi dell’animazione visiva. Lui, nato in Polonia, scoprì in seguito che già nel 1991, nell’ambito di una tesi di dottorato presso l’Università di Breslavia, era stata pubblicata una ricerca su un argomento simile. In pagine di nuova creazione come ad esempio «Powercroco» si sperimentò molto e si avvolse qualsiasi cosa avesse più di due denti. Grazie alla pubblicazione di un numero infinito di valori di misurazione, frutto della sperimentazione di numerose varianti di avvolgimento, è stata trasmessa una grande quantità di conoscenze a una comunità di appassionati in continua crescita. A volte si poteva persino avere l’impressione che la costruzione di motori per aeromodelli avesse assunto in alcuni contesti un carattere fine a se stessa.

aveva già osato sperimentare il concetto di rotore esterno, aumentando gradualmente il numero di poli dei propri motori, fino ad arrivare infine al principio LRK. Rolf Strecker iniziò ben presto a produrre piccole serie artigianali per clienti con richieste particolari. Scorpion, oggi leader indiscusso del mercato cinese, ha basato il proprio intero modello di business sul principio LRK. Negli Stati Uniti, invece, dove ho visitato la rinomata azienda Neu Motors a San Diego, ancora nel 2005 l’outrunner era considerato una «stupida idea tedesca». Non così in Cina! Il Regno di Mezzo, all’epoca ancora in preda a una totale ingenuità e grazie a uno yuan renminbi sistematicamente sottovalutato, si apprestava a diventare il laboratorio del mondo occidentale. Il quasi-monopolio per la produzione di…

Si disponeva già di una linea di produzione per i numerosi magneti SE necessari. Fu quindi un passo logico che ben presto arrivassero qui dall’Estremo Oriente motori già pronti, il cui prezzo era tale che qui non si potevano nemmeno acquistare i singoli componenti. A quel punto, anche le (all’epoca ancora) grandi aziende tedesche di modellismo non poterono fare altrimenti. Hacker, Graupner, Jamara, Multiplex, Robbe e alcuni grandi rivenditori inserirono il motore a rotore esterno nella propria gamma, ciascuno con il proprio colore anodizzato preferito e con un design personalizzato dei raggi. Il produttore di Shenzhen, nel sud della Cina, soddisfaceva ogni richiesta di personalizzazione, purché il quantitativo fosse ragionevolmente adeguato. Quest’ultimo aspetto subì un’ulteriore forte spinta quando, anni dopo, i multicotteri entrarono di moda; infine

Ne servivano almeno quattro per ogni esemplare. Ben presto fu il turno anche di aziende specializzate come Kontro-nik, Lehner, Plettenberg ecc., e alcune di esse riuscirono a dimostrare che anche ciò che è già buono merita di essere ulteriormente migliorato. Il boom degli elicotteri da acrobazia all’inizio degli anni 2010 non era legato solo allo stabilizzatore a V, ma anche a motori a rotore esterno altamente performanti e al contempo accessibili, perché in realtà, e questo va detto una volta per tutte, in un motore LRK non c’è proprio nulla di complicato.

Secondo stime prudenti, i discendenti dei motori LRK hanno conquistato ad oggi una quota di mercato compresa tra l’80 e il 90 per cento nel settore dei motori per aeromodelli. Si trovano, con un peso di pochi grammi, nei musetti in polistirolo dei modelli da interno e, con un peso di diversi chili, sotto le calotte dei bolidi da acrobazia, dove azionano direttamente, con una potenza impressionante, eliche di diametro fino a quasi 30". I multicotteri, dai droni fotografici amatoriali fino ai taxi in grado di trasportare persone, devono la loro portanza a intere schiere di motori multipolari. Ho visto motori LRK su imbarcazioni da diporto, rimorchiatori subacquei, e-bike, ventilatori di potenza delle auto da corsa e persino come elementi di azionamento di macchine da taglio per tessuti. Nel corso del loro sviluppo sono state integrate alcune utili «mutazioni». L’elevato grado di diffusione...

I motori, tuttavia, devono la loro efficacia non solo all’erogazione di potenza pratica, grazie ai bassi regimi, ma anche al fatto che i cambi di marcia avvengono in modo tradizionale-

i motori in questione potevano essere riutilizzati, sono facili da avvolgere e il resto può essere costruito a basso costo. Ma questo non è forse... ovvio per un motore da hobbista?