Hélices en aeromodelismo

Hélices

HélicesPrimero vamos a explicar el significado de los números que aparecen impresos en las hélices, después veremos como influyen estos valores en el rendimiento del motor.

Como todos sabemos las hélices están constituidas por un número variable de palas que al girar alrededor del eje producen una fuerza que mueve nuestros aeromodelos. Cada pala o aspa está creada por un conjunto de perfiles que can cambiando su ángulo de incidencia desde el eje hasta la punta.

Numeración de las hélices

Todas las hélices llevan impresos dos números, expresados en pulgadas, por ejemplo 8×6 ( en algunos casos también aparece la medida expresada en milímetros o centímetros ), es importante conocer el significado de estos números y como afectan al rendimiento de nuestros aeromodelos.

Hélices y sus tamañosEl primer número es el largo de la hélice expresado en pulgadas, para nuestro ejemplo es 8 y el segundo número es la curvatura o ángulo de la hélice que se denomina paso, en nuestro caso 6.

La longitud de la hélice es el factor que hará que el avión tenga más o menos tracción, a mayor tamaño de la hélice mayor tracción o lo que es lo mismo con hélices de gran tamaño se consigue menos velocidad pero más fuerza y con hélices de menor tamaño aumenta la velocidad pero disminuye la tracción.

Hélice pasoEl paso de la hélice nos indica el ángulo o curvatura que tiene, a mayor paso mayor será la velocidad y a menor paso mayor tracción. Para entender el «funcionamiento» del paso de una hélice he encontrado la siguiente imagen en internet que muestra claramente el flujo de aire dependiendo del paso de la hélice.

Puedes probarlo simplemente sacando la mano por la ventanilla del coche ( con cuidado ) y teniéndola paralela al suelo ir girándola, cuanto más vertical la pongas más resistencia generará por lo que la velocidad será menor y, al contrario, cuanto más paralela esté menos resistencia opondrá al paso del aire por lo que la velocidad será mayor. El principio de la hélice es similar al principio de Bernoulli.

Con estos datos deducimos que una hélice con un paso pequeño dará mejor rendimiento en el despegue, ascensos y ayudará al avión a frenarse cuando vuele a ralentí, en cambio, las hélices con un paso grande aportará mejor rendimiento en vuelo y darán más velocidad a nuestros aviones.

Cómo elegir la hélice correcta

La elección de la hélice debe hacerse con cuidado para no dañar el motor, ya que montar una hélice de mayor tamaño del que el motor soporta al final se forzará el motor por falta de fuerza y acabará quemándose, seguramente, si, por el contrario, montamos una hélice más pequeña el motor se sobre-revolucionará.

Para la correcta elección de la hélice tenemos que tener en cuenta el factor de carga, para calcularlo se emplea la siguiente fórmula,

FC = l² · p

Donde FC es el Factor de Carga, l es la longitud de la hélice ( el primer número ) y p es el paso ( segundo número ). Para calcular el factor de carga de la hélice de nuestro ejemplo sustituimos los valores,

FC = 9² · 6

FC = 81 · 6

FC = 486

Si el fabricante del motor nos recomienda una hélice, por ejemplo, de 8×4, calculando el Factor de Carga obtenemos 254 por lo que montar la hélice de nuestro ejemplo, 8×6, haría que el motor sufriese un poco por la diferencia de paso. Es importante no sobrepasar demasiado este valor para no dañar nuestros motores.

 

ESC Electronic Speed Controller

ESC Electronic Speed Controller

ESC Electronic Speed Controller

El ESC, Electronic Speed Controller, es el dispositivo encargado de controlar la velocidad del motor.

ESC Electronic Speed ControllerLos ESC no son mecanismos mecánicos como pueden ser los servos, sino que mediante impulsos eléctricos hacen que el motor gire. Los ESC más modernos suelen incorporar un BEC, Battery Eliminator Circuit, para regular y controlar el voltaje que le llega al receptor, eliminando la necesidad de una segunda batería para el receptor.

Normalmente los ESC aceptan una señal de entrada PWM de 50Hz y dependiendo de la longitud del ancho de pulso ( entre 1ms parado y 1.5ms a máxima potencia ) entregará más o menos potencia al motor.

 

Una variante son los ESC-Optp, estos variadores son muy utilizados en potencias altas para separar el circuito del motor del circuito del receptor y servos con baterías independientes.

Dependiendo del avión, motor y tipo de vuelo se necesitará un variador u otro ( más o menos amperaje ), aunque con cualquier opción es muy recomendable sobredimensionar el ESC al menos un 15% más, por ejemplo, si nuestro motor necesita 10A el variador debería ser al menos de 11,5A para garantizar un correcto funcionamiento. El peligro de utilizar un variador que no se ajuste a los requerimientos de potencia puede hacer que el ESC literlamente se queme ( como ha ocurrido en algunos casos ).

Tarjeta para programar ESCLos variadores de calidad, aunque últimamente prácticamente cualquier modelo, permiten programarlos ajustándolo a cada necesidad. La programación puede realizarse  por medio de movimientos en el stick de potencia de la emisora, el método más simple, por medio de tarjetas programadoras y los más sofisticados por medio de conexión al PC y mediante software.

Los parámetros más usuales a la hora de realizar la programación de los variadores son,

  • Brake: Es el freno para las hélices plegables si este parámetro no se configurara la hélice nunca se plegaría y siempre estaría girando.
  • Battery type: Los ESC suelen detectar automáticamente el tipo de batería, pero en algunos casos hay que indicarlo explícitamente.
  • Cutoff mode: Con este parámetro le indicamos al variador como debe cortar la energía cuando detecte que la batería se está agotando. Reduciendo la potencia del motor ( aconsejable ) o apagándolo completamente.
  • Cutoff threshold: Es el punto de carga de la batería donde entrará en funcionamiento el cutoff mode. Es aconsejable configurarlo por encima ya que aunque consumas menos batería éstas durarán más,
  • Startup mode: Es el modo de arranque del motor, en los motores con escobillas ( brushed ) y/o con hélices plegables es recomendable configrarlo en arranque soft para darle tiempo a la hélice a posicionarse.

 

BEC Battery Eliminator Circuit

BEC Battery Eliminator Circuit

Hoy en día el BEC es un elemento, casi, imprescindible en nuestros aviones ya que su funcionamiento permite eliminar una segunda batería para el motor unificando receptor, servos y motor en una sola batería.

El Battery Eliminator Circuit no solo sirve para «eliminar»  una batería sino que proporciona un voltaje constante al receptor ( 5V ), si no usamos un BEC el voltaje que proporciona la batería nunca será constante ya que dependerá de la carga en cada momento, además, las baterías lipo superan ampliamente los 5V.

 Esquema BEC

 

El BEC nos ofrece un voltaje constante sin picos ni caídas.

En nuestros aviones normalmente tendremos dos tipos de BEC,

  • Externos. Normalmente tendremos que utilizarlo externo cuando utilizamos ESC de gran amperaje ya que no suelen traerlo incorporado o simplemente por motivos operacionales necesitamos tener el dispositivo separado del ESC ( interferencias, baterías… )
  • Internos ( ESC + BEC ). Este es el más habitual ya que el BEC va incorporado en la circuitería del ESC.

Los BEC pueden ser de dos tipos, ya sean internos o externos. Los lineales son los más sencillos y simplemente reducen el voltaje sobrante que se disipa en forma de calor.Son válidos para pequeños voltajes de entrada para voltajes altos el rendimiento es muy pobre. El otro tipo de BEC es el conmutado o switching BEC, su funcionamiento es similar al de una fuente de alimentación de un ordenador, este tipo de BEC alcanza rendimientos superiores al 85% en baterías LiPo 5S permitiendo potencias muy altas. El handicap de este alto rendimiento es que los BEC conmutados deben estar construidos con elementos de gran calidad para evitar interferencias y mantener la corriente estable.

Resumiendo podemos afirmar que un BEC es un regulador que se encarga de recibir la energía de la batería y enviarla al receptor y servos de una manera constante y estable.

 

Aeromodelismo Acrobacia: Caída de ala

Caída de Ala - Stall Turn

Caída de ala ( stall turn )

Nuestra siguiente maniobra acrobática es la caída de ala ( stall turn ). Si se ejecuta correctamente es una maniobra muy vistosa y no muy complicada de realizar.

Como mostramos en la imagen la caída de ala se realiza en 6 pasos,

Caída de Ala - Stall Turn

  1. Entramos en vuelo recto y nivelado, siempre en contra del viento.
  2. Tiramos de profundidad para iniciar un ascenso vertical a tope de potencia
  3. Cuando el avión está en ascenso vertical cortamos gas hasta que el avión casi se queda suspendido en el aire
  4. Una vez que el avión está a punto de caer damos timón a izquierda o derecha y si es necesario un poquito de gas para que el avión realice el viraje sobre la cola, cayendo el morro
  5. Cuando el avión vaya cayendo cortamos gas y un poco antes de la salida de la caída vertical empezamos a dar gas poco a poco y a tirar de la profundidad para
  6. Salir de la maniobra con el avión recto y nivelado y por el mismo sitio que entramos.

Como cada modelo de avión es diferente es importante practicar esta maniobra para poder realizar el giro correctamente porque puede no ser necesario aplicar potencia para realizar el giro y para saber el momento justo cuando debemos dejar de dar timón para dejarlo caer en vertical.

Si cortamos el timón muy pronto el avión caerá ladeado y si lo hacemos muy tarde caerá pendulando.

Y ahora los vídeos, en este caso solo un vídeo pero, creo, que muy bueno.

[youtube_sc url=»http://youtu.be/h_9XlU_kNNQ» theme=»light»]

 

Aeromodelismo Acrobacia: Rizo Interior

Rizo invertido o looping

Aeromodelismo Acrobacia: Rizo Interior

Iniciamos un pequeño tutorial de como realizar diferentes acrobacias con nuestros aviones de aeromodelismo, esta primera entrada trata sobre el rizo interior o looping. Rizo invertido o loopingEl rizo interior o looping es una de las maniobras acrobáticas más sencillas de realizar con nuestros aviones de aeromodelismo y no es necesario disponer de un avión acrobático, prácticamente cualquier avión puede realizar esta maniobra.       Los pasos para realizar un rizo interior correctamente son,

  •  Siempre entrar con el avión recto y nivelado  y contra el viento (1)
  • Si es necesario picar un poco para ganar velocidad (2)
  • Tirar de la profundidad hasta completar la mitad del rizo (4)
  • Cortar potencia y dejar un instante la profundidad neutra
  • Volar a tirar un poco de la profundidad (5)
  • Empezar a dar potencia de nuevo para salir del rizo a la misma altitud y con el avión recto y nivelado (6)

Aquí os dejo unos vídeos de algunos rizos interiores.

[youtube_sc url=»http://youtu.be/-KRTbiFFpx4″ theme=»light»]

[youtube_sc url=»http://youtu.be/RG6309U-pdI» theme=»light»]

Vuelo Cessna Lanyu

Cessna Lanyu TW-747

Cessna Lanyu

Aquí os dejo un nuevo vídeo del último vuelo que hicimos con la Cessna de Lanyu, TW-747.

Espero que os guste.

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MiniMag de Multiplex

MiniMag Multiplex

MiniMag de Multiplex

 MiniMag MultiplexLa nueva incorporación a nuestro hangar es este pequeño entrenado de Multiplex, el Minimag.

Es un bonito entrenador con unas medidas bastante buenas para volarlo en zonas pequeñas y transportarlo sin esfuerzo. El MiniMag está construído en Elapor y tiene la opción de añadirle alerones sin apenas esfuerzo, simplemente hay que cortar los bordes que ya vienen preparados.

El MiniMag despega y aterriza en muy poco espacio y tiene, como opción, la posibilidad de añadirle flotadores con lo que se convierte en pequeño anfibio.

El motor que trae de serie al ser demasiado pequeño, para la opción de flotadores Multiplex indica que necesita un motor brushless, no se lo vamos a montar y pondremos un brushless de 1100Kv y lo montaremos con los alerones habilitados.

Las características principales de este modelo son,

  • Envergadura: 1000mm
  • Largo: 819mm
  • Peso: 580g
  • Servos: 4 servos de 9g
  • ESC: Brushless de 35A
  • Motor: Brushless 1100Kv
  • Batería: 11.1V 1800/2200mAh Li-Po
  • Material: Elapor

El avión lo puedes encontrar, como muchos modelos hoy en día, en versión RTF ( Ready to Fly ), ARF ( Almost Ready to Fly ) y KIT

MiniMag Multiplex contenido MiniMag Multiplex flotadores

 

Aquí os dejo unos vídeos del montaje y de algunos vuelos, tanto con tren de aterrizaje como con flotadores.

Montaje del MiniMag

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[youtube_sc url=»http://www.youtube.com/watch?v=b3HqBWr29qk» theme=»light»]

Vuelos con tren de aterrizaje

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Vuelos con flotadores

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Aeromodelismo FPV Raptor

FPV Raptor

FPV Raptor de Lanyu

El FPV Raptor es un bonito moto-velero que será mi próxima adquisición por lo que voy a crear una serie de posts basados en los buenos vídeos de Ali Shanmao en youtube sobre el montaje, primer vuelo, vuelo con FPV y cuando tenga el avión subiré mi vuelo inaugural.

Como bien explica Ali el FPV Raptor de Lanyu en unos 10 minutos de trabajo estará listo para volar y si quieres instalar el sistema FPV ( First Person View ) solo tendrás que trabajar media horita más y tendrás un fantástico avión FPV listo para volar.

Las características principales de este modelo son,

Modelo: FPVraptor TW 757/757-2

  • Envergadura: 1600mm ó 2000mm
  • Largo: 1044mm
  • Peso: 1050g
  • Frecuencia: 2.4Ghz
  • Tx: 4/6 canales 2.4Ghz
  • Servos: 4/6 servos de 9g
  • Rx: 4/6 canales 2.4Ghz
  • ESC: Brushless de 35/30A
  • Motor: Brushless 2812/1400Kv
  • Batería: 11.1V 1800/2200mAh Li-Po
  • Material: EPO

Como prácticamente todos los modelos hoy en día el FPV Raptor viene en versión RTF ( Ready to Fly ), ARF ( Almost Ready to Fly ), PNP ( Plug’N’Play ) y KIT.

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[youtube_sc url=»http://www.youtube.com/watch?v=_b4mUtAMATY» theme=»light» iv_load_policy=»3″]

El vídeo es de AliShanMao, puedes encontrar más vídeos en su canal de youtube http://www.youtube.com/alishanmao y más info en su web http://onlyflyingmachines.com.

FPV Raptor
FPV Raptor

Caracteristicas baterías LiPo

Baterías LiPo

Con la gran cantidad de baterías, tipos, características que hay actualmente en el mercado a veces resulta bastante complicado, al menos para los novatos como yo, el decidirnos por una batería o por otro.

Con este post intento explicar que significan todos las características de una batería LiPo para poder la batería correcta para nuestros aviones.

Batería LiPo
Batería LiPo

En una batería LiPo nos encontraremos con varias indicaciones/características,

Capacidad ( mAh )

La capacidad suele ser el número que aparece más grande impreso en las baterías y se mide en miliamperios/hora ( mAh ) or en amperios/hora (A/h) e indica la capacidad de la batería. Para entender esta características podemos utilizar la siguiente analogía, la capacidad es como la gasolina de un coche cuanto más gasolina más autonomía tendremos. Debemos pensar que cuanto más grande sea el número más tiempo podrá el avión volar, una batería de 4000 mAh durará el doble que una de 2000 mAh. La teoría dice que una batería de 1300 mAh funcionará durante una hora constantemente si se vacía a un ratio constante de 1300 miliamperios.

Descarga ( C )

La descarga es la cantidad de energía que la  batería puede generar y el número seguido de una C, mmiden la corriente máxima de descarga que la batería puede recibir durante un período de tiempo.

Este número es muy importante porque los motores eléctricos requieren cierta cantidad de energía en algunos momentos ( potencia al máximo ). Para saber si le causaremos daños a batería debemos dividir los amperios que consume el avión al máximo por los amperios de la batería, en el caso de la imagen del ejemplo y suponiendo que nuestro avión consume 18A el resultado sería (18/1.3 = 13.8), redondeando, 14C, como la batería soporte 20C no tendremos problemas.

Otro dato importante acorde al máximo consumo que aguanta la batería es el «Burst», ráfaga, este dato, a veces, lo vemos impreso en la batería, en nuestro ejemplo aparece 20-50c, que significa que en períodos cortos de tiempo la batería puede soportar ratios de descarga de 50C.

Lógicamente si usamos nuestras baterías siempre a tope su ciclo de vida será más corto. Es mejor estar un pelín «sobrados» en los C ya que alargaremos la vida útil de nuestras baterías.

Voltaje ( S )

Todas las baterías LiPo tienen un voltaje nominal de 3,7V por célula, dando 4,2v cuando están cargadas al máximo y no debiendo bajar nunca de 3V cuando están descargadas.

En las pegatinas de las baterías LiPo podemos ver que el voltaje que tienen, 3,7V/11,1V/14,8V…, como sabemos las baterías LiPo están compuestas por células cada una de 3,7V, como decíamos antes, por lo que una batería que tenga 3 células tendrá un voltaje de 11,1V, lo vemos, casi siempre, marcado como 3S.

Otros parámetros que tenemos que tener en cuenta a la hora de seleccionar una batería son el peso y el tamaño para evitar que el CG de nuestro avión «se pierda» y el avión no se pueda volar normalmente. Una batería de mayor capacidad nos dará más tiempo de vuelo pero afectará a las performances del avión haciéndolo, normalmente, más lento y tendremos que ajustar el CG.

También es imprescindible seleccionar un voltaje apropiado tanto para el motor como para el ESC porque si no, tendremos que tirarlos, casi seguro, a la basura.

Muchas veces, al menos en mi caso, me ha resultado complicado, elegir una batería adecuada por eso me planteo siempre estas premisas,

  • Que no nos arruine
  • Que tenga un ciclo de vida útil largo
  • Que tenga el tamaño y peso correcto
  • Que el voltaje sea el correcto para nuestro motor y ESC
  • Que nos permita volar el máximo de tiempo posible

Esperamos vuestros comentarios…

 

Baterías radio control

Cessna 182 RC giant versus real Cessna

Baterías Radio Control

Las baterías más utilizadas hoy en día en radio control, ya sea avión, barco, coche…, son las Li-Po aunque también existen muchos modelos con Ni-Cd, Ni.Nh e Ion-Litio. A continuación intentaré explicar un poco como funciona cada una de ellas y sus ventajas e inconvenientes.

Baterías Li-Po, polímero de litio

Las baterías de polímero de litio son una variación/desarrollo de las baterías de Litio-Ion, este tipo de baterías  emplean un electrolito gelificado para aumentar la conductividad y al utilizar un polímero pueden ser fabricadas en una gran variedad de formas y tamaños. Batería LipoSon baterías mucho más ligeras y que pueden tener cualquier forma, otra gran ventaja es que no poseen el famoso efecto memoria. Cada elemento tiene un voltaje de 3,7 voltios. En contrapartida este tipo de baterías necesitan una carga más lenta que sus otras competidoras y necesitan un cargador especial por lo que no deben utilizarse cargadores que no sean específicos para este tipo de baterías otro de los handicap de este tipo de baterías es que son más caras que el resto. Es importante no descargarlas demasiado porque pueden dañarse irreparablemente aunque son capaces de aprovechar prácticamente toda la energía que almacenan. Este tipo de baterías suministran un voltaje más alto por célula que se mantiene constante por lo que al usar menos células se ahorra en peso. A la hora de almacenarlas es aconsejable hacerlo a media carga para evitar que una descarga estropee la batería. La vida útil de estas baterías es superior al resto de competidoras siempre y cuando se traten con cuidado, aunque con el paso del tiempo también se van degradando.

Baterías Ni-Cd, níquel cadmio

Durante muchos años las baterías de níquel cadmio fueron las únicas que existían en el mercado hasta que en el año 1990 aparecieron las Batería ni-cdbaterías de metal-hidruro y las de ion-litio.

Uno de los grandes handicaps de este tipo de baterías es que poseen efecto memoria por lo que tenemos que descargarlas completamente periódicamente para evitar que progresivamente vayan perdiendo toda la capacidad de carga que tienen, otro handicap es que el cadmio es muy tóxico y no se llevan bien con las cargas rápidas.

Baterías Ni-MH, níquel metal hidruro

Batería ni-mhLas baterías de Ni-MH sustituyen a las de Níquel Cadmio ya que son menos contaminantes, poseen mayor capacidad de carga. Otra gran ventaja es que no contienen Cadmio ( gran contaminante ) y el efecto memoria desaparece con este tipo de baterías.

Por contra soportan un menor número de cargas que las Ni-Cd aunque sí soportan cargas rápidas.

Baterías Ion-Litio

La baterías de Ion-Litio tienen aproximadamente el doble de capacidad que una batería de Ni-Cd y al ser de litio son mucho menos pesadas.

Batería Ion-LitioLa gran ventaja es que no poseen mantenimiento ni efecto memoria, pero necesitan controlar el voltaje máximo de cada célula de la batería. Es muy importante no perforarlas ya que la reacción química que se produciría puede provocar una explosión.

El gran handicap de este tipo de baterías es que con el tiempo se van deteriorando, sí o sí, pero para intentar que este deterioro sea más lento o tarde más se recomiendo almacenarlas con una carga de aproximadamente el 40%, no exponerlas a temperaturas elevadas ni sobrecargarlas y/o descargarlas en exceso.

Importante, no descargarlas completamente!