Campionati mondiali F3A a Warwick, in Australia

I migliori piloti acrobatici del mondo si sono dati appuntamento in Australia per eleggere il loro campione del mondo. A causa del lungo viaggio, e dei conseguenti costi elevati, hanno partecipato solo 59 piloti provenienti da 19 paesi. Fortunatamente, alla partenza c'erano anche sette piloti junior. La squadra degli Stati Uniti ha vinto con ampio margine la classifica a squadre, davanti a Francia e Giappone. Lassi Nurila (FIN) è stato incoronato campione del mondo davanti agli americani Andrew Jesky e Jason Shulman. Anthonin Paysant-Le Roux ha vinto la classifica junior.

Dopo circa 20 ore di volo, la squadra svizzera di F3A, composta dai piloti Sandro Matti, Reto Schumacher e Philipp Schürmann, è arrivata a Brisbane. Viktor Matti e Urs Bärtschiger hanno prestato servizio come assistenti esperti, mentre Matthias Bosshard ha assunto il ruolo di team manager.

I costi di trasporto delle casse dei modelli sono notevoli. I piloti svizzeri hanno optato per casse di cartone a più strati per aggirare le severe norme di ingresso relative alle casse di legno (prevenzione dei parassiti). Per questo motivo, i piloti hanno deciso di portare con sé un solo modello ciascuno.

*Nota della redazione: il termine «assistente» rappresenta una forte semplificazione dei requisiti odierni richiesti alla persona che sta dietro al pilota.

e di rinunciare a un modello di riserva. I modelli F3A e la loro tecnologia sono, da un lato, molto affidabili, ma, dall’altro, possono comunque verificarsi danni più o meno gravi. Un membro della squadra francese, ad esempio, ha perso un modello durante l’allenamento. In caso di vento troppo rafficato, abbiamo quindi rinunciato all’allenamento per non correre rischi inutili. Ciononostante, abbiamo dovuto portare con noi diversi chilogrammi di attrezzi e componenti di ricambio.

Da un lato, ci vogliono circa otto ore per abituarsi al fuso orario e alle condizioni locali di vento e visibilità. A metà agosto nel Queensland è pieno inverno, il che significa che al mattino le temperature sono appena sopra lo zero e durante il giorno il sole riscalda con forza fino a oltre 20 °C. A partire dalle 17:30 il sole è già tramontato e fa buio molto rapidamente.

Il Campionato del Mondo si è svolto in un aeroporto regionale con pista asfaltata, che durante il giorno è stato chiuso al traffico di altri aerei. Le condizioni di volo e la simpatica organizzazione degli appassionati australiani di F3A hanno creato fin dall’inizio un’atmosfera molto rilassata e

amichevole. I tre piloti svizzeri si sono qualificati tutti per la semifinale dei primi 30. Sandro Matti ha raggiunto la finale dei primi dieci, mentre Reto Schumacher, dodicesimo, ha mancato di poco la finale. Con gli 8° (Sandro), 12° (Reto) e 27° (Philipp) posti, oltre al 4° posto nella classifica a squadre, la squadra svizzera può guardare con orgoglio alle prestazioni della scorsa settimana.

In generale, i modelli di tutti i concorrenti presentavano un livello tecnico molto elevato sia per quanto riguarda la qualità della realizzazione che i componenti utilizzati. Che si trattasse di monoplani,

Prima dell’inizio ufficiale dei Mondiali, siamo andati a volare fuori Brisbane, in un bellissimo aerodromo per aeromodelli a Toowoomba, per...

Biplani, propulsione elettrica o a quattro tempi, motori a rotore esterno o propulsori Contra: tutte le varianti di modello sono state utilizzate e si sono dimostrate all’altezza. Indicare una configurazione preferita tra queste è molto difficile e dipende dai programmi di volo eseguiti. I biplani e le propulsioni contra erano comunque in maggioranza in termini numerici. Inoltre, i biplani sembravano avere un leggero vantaggio nei difficili programmi finali con numerose figure di volo di precisione. La scelta sul mercato è piacevolmente ampia e l’offerta

funziona. Propulsione diretta o «Contra»: su questo punto le opinioni degli esperti divergono e numerosi piloti hanno provato entrambe le varianti.

Otto biplani, 2 monoplani, 1 motore YS a quattro tempi, 2 trasmissioni dirette Plettenberg, 7 trasmissioni Contra. Sette dei 10 modelli sono stati prodotti dal costruttore cinese HuiYang.

Perché i modelli F3A con trasmissione diretta o a ingranaggi hanno un’inclinazione laterale di circa 3,5° per volare in linea retta? Perché una trasmissione contrapposta dovrebbe essere un vantaggio? Sono principalmente quattro le forze che agiscono sull’elica.

1. Coppia dell’elica: «Per ogni forza esiste una forza opposta.» (Newton) Poiché la maggior parte delle eliche degli aerei gira in senso orario (viste da dietro), quando si accelera spingono l’ala sinistra verso il basso. Potete provarlo voi stessi tenendo il modello all’altezza dei fianchi, mentre un collega effettua rapidi movimenti dell’acceleratore. Chi di voi «torca» i propri modelli sa che, durante questa manovra, l’aletta deve essere mantenuta in parte fino alla massima escursione a destra, affinché il modello non ruoti attorno all’asse longitudinale.
2. Effetto slipstream: l’elica genera un flusso d’aria rotante attorno alla fusoliera dell’aereo. Questo slipstream provoca un’asimmetria, colpendo su un lato la deriva, il che determina una rotazione attorno all’asse verticale verso sinistra. Lo si percepisce meglio sui propri modelli al momento del decollo. A velocità ancora basse, il flusso d’aria sulla fusoliera e sull’impennaggio è ancora modesto. Non appena si accelera, il modello vira a sinistra.
3. Effetto giroscopico: i giroscopi rotanti reagiscono con grande inerzia ai cambiamenti di direzione dell’asse di rotazione. Se l’asse di rotazione viene comunque deviato con una certa forza, la deviazione si manifesta con uno sfasamento di 90°. Un'elica è un giroscopio che ruota rapidamente. Se, ad esempio, si tira il comando di profondità per uscire dal volo orizzontale, ciò provoca una deviazione del modello verso sinistra, mentre spingendolo si ottiene una deviazione verso destra. Come contromisura si utilizzano eliche il più leggere possibile, per mantenere basse le forze giroscopiche.
4. Fattore P: a titolo illustrativo si consideri un’elica a due pale: se l’asse di rotazione e l’asse di flusso coincidono, entrambe le pale hanno lo stesso angolo di attacco alfa. Se però l’aereo è inclinato (ad esempio in volo lento), l’asse di rotazione del motore e la direzione di volo del modello non coincidono più. Di conseguenza, la pala dell’elica che si muove verso il basso presenta un angolo di attacco maggiore rispetto a quella che si muove verso l’alto. Anche questo, in presenza di un ampio angolo di incidenza del modello, genera una forza che tende a spingere il modello verso sinistra.

Tre di queste quattro forze agiscono tutte verso sinistra – purtroppo non si annullano a vicenda. Dipendono dalla velocità di volo, dal numero di giri dell’elica (spinta), dall’angolo di incidenza e dal peso delle pale dell’elica. La trazione laterale di 3,5° ottenuta nella classe F3A rappresenta sempre un compromesso, che solitamente si ottiene a mezzo gas in volo rettilineo. Non appena si riduce o si aumenta il gas, la trazione laterale non è più esattamente corretta. Alcuni piloti compensano questo fenomeno utilizzando il mixer gas-timone laterale. Tutte le altre forze vengono controllate dal pilota esperto. I regimi dei motori a trasmissione diretta si aggirano intorno ai 6000 giri/min.

Ed è qui che entra in gioco l’idea delle eliche a rotazione opposta, che

1. annullano la coppia,
2. neutralizzano l’effetto scia,
3. generano due effetti circolari che si annullano a vicenda,
4. che, pur verificandosi su ogni pala dell’elica, si annullano a vicenda.

Ti è venuta voglia di disegnare anche tu nel cielo linee il più possibile perfette? Da diversi anni la regione della Svizzera nord-orientale (NOS) offre corsi per principianti e sessioni di allenamento. I principianti sono seguiti da piloti F3A esperti. Si tratta di programmare in modo ottimale il modello, passando da miscelatori e escursioni adeguati fino all’allenamento graduale in vista delle competizioni. Le competizioni del programma Sportflyers (le date sono riportate nell’MFS) sono ideali per avvicinarsi alle acrobazie aeree.

M. Bosshard

Attualmente sono in uso con successo diversi sistemi Contra. I primi sistemi, introdotti alcuni anni fa, utilizzavano riduttori epicicloidali che dovevano essere lubrificati regolarmente e che si surriscaldavano notevolmente durante il volo. Le eliche non erano collegate meccanicamente in modo diretto, il che non sempre garantiva l’effetto neutralizzante desiderato. (Brenner USA, CRS AUT). I sistemi di propulsione Contra impiegati ai Campionati mondiali dispongono di un riduttore con due alberi dell’elica (uno azionato direttamente, l’altro tramite una cinghia dentata). Il carico a cui è sottoposto il riduttore, progettato per essere il più leggero possibile (potenza fino a 3 kW), è enorme. Gli ingranaggi e le cinghie dentate devono essere sostituiti regolarmente. Il motore è di dimensioni relativamente ridotte, motivo per cui deve essere raffreddato adeguatamente. Spesso

vengono utilizzati propulsori di Adverrun, VLV, Dualsky e Akiba. Le eliche ruotano a una velocità di circa 4000 giri/min. (D3-Motors dalla Polonia offre un sistema di azionamento (TMCR21) dotato di due motori separati con due controller. Questa configurazione offre un «ampio margine di sperimentazione per gli appassionati», che possono regolare individualmente entrambe le curve di accelerazione e quindi influenzare direttamente le forze in gioco. Si ottiene anche una certa ridondanza di sicurezza, poiché i due motori con i due controller funzionano in modo indipendente l’uno dall’altro, pur alimentandosi da una batteria Lipo 10S comune. Questo sistema di propulsione è presumibilmente molto efficiente, poiché non genera perdite meccaniche in un riduttore. Tuttavia, non era presente ai Campionati del Mondo in Australia.)

Nella categoria F3A vige un limite di peso rigoroso di 5 kg al decollo, il che rappresenta una vera sfida per i produttori di propulsori potenti e finemente regolabili. Il limite di peso previsto dal Codice Sportivo F3A verrà peraltro abolito a partire dalla stagione 2024, il che porterà probabilmente all’utilizzo di batterie più capienti e ridurrà la necessità di risparmiare peso sui propulsori.

Questo per quanto riguarda la teoria e i fatti oggettivi. L’esperienza degli ultimi anni dimostra che nella categoria F3A si può vincere o perdere con tutte le configurazioni di motori e eliche descritte. Il successo sta indubbiamente nella perfetta sintonia tra stile di volo, modello e propulsione. I piloti di punta dedicano decine, se non centinaia, di voli al rodaggio e alla messa a punto dei loro modelli, finché non sono soddisfatti. Poiché si vola comunque costantemente utilizzando tutti i comandi, le forze che si generano vengono corrette già sul nascere.

E se le due eliche controrotanti neutralizzino davvero tutti i momenti generati

, è un’altra questione. L’elica anteriore opera in un flusso laminare e privo di turbolenze, mentre quella posteriore riceve il flusso d’aria già con vortici e turbolenze. Immagino che su questo argomento esistano esperimenti di fluidodinamica condotti nel campo dell’aviazione con equipaggio.

I migliori piloti acrobatici del mondo eseguono i programmi P23 e F23 attualmente in vigore (i programmi vengono aggiornati ogni due anni) con una precisione quasi geometrica. Come è possibile, quindi, distinguersi ulteriormente dalla concorrenza? Durante l’allenamento vengono utilizzati i seguenti strumenti:

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Dopo diverse centinaia di voli di addestramento, i piloti conoscono il programma a memoria e non hanno bisogno di un suggeritore. L'assistente, tuttavia, ha un'influenza decisiva sul posizionamento delle figure nella finestra F3A. Mentre il pilota, con occhio di lince,

il proprio modello per individuare e correggere ogni grado di deviazione dall’assetto di volo desiderato, l’assistente controlla il rispetto dei limiti e il posizionamento al centro. I tratti prima e dopo le rotazioni devono essere esattamente della stessa lunghezza, i raggi all’interno di una figura devono coincidere perfettamente. I dieci migliori piloti di un campionato europeo o mondiale eseguono programmi sconosciuti, compilati tramite un programma per computer a partire da un catalogo di figure Aresti. Questi sono molto complessi e intervallati da rotazioni punteggiate, cerchi di rotazione e rotazioni-loop con numerosi snap (rotazioni con taglio). Senza un lavoro di squadra ben rodato tra pilota e assistente, è impossibile eseguire correttamente questi programmi.

2. Impiego di strumenti geometrici. Con goniometri e calibri per le figure si cerca, durante l’allenamento, di perfezionare le perpendicolari, gli angoli di 45° e la rotondità dei looping. Ciò avviene sempre in relazione

la prospettiva che deriva dalla posizione dei giudici.

3. Rilevamento dell’assetto di volo basato sul GPS. L’impiego di «Flight-Coach» ha ulteriormente trasformato il mondo dell’F3A e ne ha aumentato la perfezione. Grazie a un piccolo e leggero dispositivo inserito nella fusoliera, dotato di GPS e di rilevamento della posizione nello spazio, il volo può essere analizzato su un PC al termine della prestazione. Flight-Coach è stato sviluppato e perfezionato da numerosi piloti F3A che collaborano a livello internazionale. Attualmente si sta addirittura studiando se con Flight-Coach sia possibile effettuare anche valutazioni dei voli. Si attendono con curiosità i risultati in merito. In futuro, a integrazione dei giudici internazionali, ci sarà forse anche una sorta di VAR (Video Assisted Referee) ai campionati di aeromodellismo, che integrerà i dati registrati elettronicamente nei risultati?

https://youtu.be/3NMehdGWrUE