El vuelo libre es el segmento de la aviación aeronáutica que implica aeronaves sin control externo activo después del lanzamiento. El vuelo libre es la forma original del aeromodelismo aficionado, cuyo objetivo competitivo es construir y lanzar una aeronave autocontrolada que logre de manera constante la mayor duración de vuelo en múltiples rondas de competencia, dentro de varios parámetros de clase.
La esencia del vuelo libre es que las aeronaves no necesitan control externo, por ejemplo, por radio. Las aeronaves de este tipo se han utilizado durante más de dos siglos. Están diseñadas para ser inherentemente estables en vuelo; si se ven perturbadas por una ráfaga de viento o una corriente térmica , volverán automáticamente al vuelo estable. Su estabilidad se logra mediante una combinación de diseño y compensación, es decir, la relación entre el centro de gravedad, la incidencia del ala y el estabilizador horizontal y el ajuste del timón.
Con una carga alar mucho menor, los aviones de vuelo libre vuelan mucho más lentamente que los aviones de radiocontrol con motor que a mucha gente le vienen a la cabeza cuando se menciona la palabra "avión modelo". La mayoría de ellos planean a una velocidad ligeramente superior a la del paso y pocos pesan más de 500 gramos.
Por lo general, el único objetivo de la competición de vuelo libre es la duración del vuelo , y una de las fascinaciones y desafíos de este deporte es diseñar la aeronave más eficiente dentro de los diversos límites de competencia en parámetros como el peso mínimo, el área máxima del ala y la potencia motriz.
Los modelos de vuelo libre pueden dividirse en cuatro categorías generales: [1]
Cuando se vuela en competición, el objetivo habitual es la máxima duración del vuelo. En el caso de los modelos que se vuelan al aire libre, el modelista intenta lanzar el modelo hacia una columna de aire ascendente, una térmica . Estos modelos de vuelo libre al aire libre tienden a estar diseñados para dos modos de vuelo muy diferentes: ascenso rápido con potencia o remolque, y planeo lento mientras se vuela en círculos con una tasa de caída mínima. Gran parte del desafío en el diseño y vuelo de estos modelos es mantener la estabilidad aerodinámica en ambos modos y hacer una transición suave entre ellos. Los modelos modernos utilizan temporizadores mecánicos o electrónicos para mover las superficies de control en momentos preestablecidos. Detectar la térmica hacia la que lanzar es vital y puede implicar varios métodos, que van desde mediciones de temperatura y velocidad del viento por radiotelemetría trazadas en un registrador gráfico hasta serpentinas de Mylar o burbujas de jabón para visualizar el aire ascendente.
Las competiciones suelen incluir hasta siete rondas durante el día, cada una de ellas con un tiempo máximo de vuelo difícil de alcanzar sin asistencia térmica. Un interruptor automático de tiempo a bordo altera el equilibrio del avión cuando se alcanza el "máximo", para hacer que el avión baje de forma segura y rápida. Localizar y recuperar el avión para vuelos posteriores es una parte importante del vuelo libre. Muchos aviones llevan radiobalizas de localización y los pilotos utilizan GPS, binoculares, una brújula y un receptor de seguimiento por radio sensible a la dirección para ayudarlos. Un día de vuelo y recuperación puede suponer unas 20 millas (32 km) o más a pie o en bicicleta, dependiendo de la fuerza del viento.
Los modelos que vuelan en interiores no dependen de corrientes de aire ascendentes, pero deben estar diseñados para una máxima eficiencia de vuelo debido a la energía limitada almacenada en la fuente de energía eléctrica o de caucho.
Dentro de cada categoría, hay diferentes clases. Por lo general, hay una clase de campeonato mundial de la Federación Aeronáutica Internacional (FAI), una denominada miniclase , una clase abierta y, posiblemente, cualquier número de clases nacionales o no oficiales, para las que se pueden organizar competiciones regionales o nacionales. Dentro de los códigos de clasificación de competición especificados por la FAI, el aeromodelismo de vuelo libre recibe el código genérico de F1, donde la "F" representa el aeromodelismo en general y el "1" representa específicamente los modelos de vuelo libre.
Los planeadores no tienen fuerza motriz a bordo. La única energía que utilizan es la del despegue y la del aire ascendente que se encuentra durante el vuelo. Durante el despegue, muchos planeadores soportan 60 G o más (mucho más que la tensión que soporta cualquier avión tripulado) y alcanzan velocidades de despegue que a veces superan los 140 km/h, donde esta energía se convierte en altitud; esto solo ha sido posible desde la aparición de materiales compuestos como el carbono (grafito), la fibra de vidrio y el kevlar, que se utilizan ampliamente en muchas de sus estructuras.
La clase de planeador de la FAI es F1A, también conocida como A/2 o planeador nórdico. El modelo debe tener un área proyectada (ala y estabilizador) de entre 32-34 dm2 , y un peso mínimo de 410 g. El despegue se realiza mediante remolque manual, utilizando un cabo de remolque de 50 m de longitud, similar al remolque de una cometa. Durante la fase de remolque, el planeador se puede controlar dejándolo planear en círculos cerrados y luego remolcándolo contra el viento. Una vez que se toma la decisión de lanzar el modelo, el deportista corre para hacer que el modelo gane velocidad. Cuando el modelo está a máxima velocidad sobre su cabeza, se suelta el cabo de remolque y un mecanismo libera el cabo de remolque del modelo que entonces inicia un patrón preprogramado para convertir la velocidad en altitud. Los planeadores F1A modernos pueden ganar a veces hasta 80 metros de altitud adicional. La clase de miniplaneador es A/1 (F1H). Los planeadores A/1 deben tener menos de 18 dm2 de área total y pesar al menos 220 g. Rara vez se realizan concursos abiertos de planeadores y la mayoría de los competidores en dichos concursos utilizan planeadores F1A. Otras clases de planeadores incluyen planeadores dirigidos por imanes (F1E), esencialmente una clase de vuelo libre en pendiente, y planeadores lanzados a mano (generalmente abreviados como HLG, y también ampliamente conocidos como planeadores de lanzamiento manual). Los HLG son modelos pequeños que se lanzan desde un terreno nivelado simplemente lanzándolos con fuerza. Esta es una de las disciplinas de vuelo libre más atléticas.
Los modelos propulsados por caucho funcionan con la energía almacenada en un material elástico retorcido. Estos modelos van desde los sencillos juguetes propulsados por bandas de goma que se pueden conseguir en muchas jugueterías hasta los modelos de caucho abierto, cuyos ejemplos suelen utilizar 200 g de caucho en su "motor". El caucho no produce una potencia constante; cuando está completamente cargado, un motor de caucho produce su par máximo, pero este disminuye rápidamente al principio antes de "estabilizarse" y finalmente volver a disminuir, tras lo cual la hélice se detiene. El uso eficiente de esta explosión inicial es vital, y las hélices automáticas de paso variable ayudan en este sentido, junto con los cambios controlados por temporizador de la incidencia del ala y el estabilizador horizontal y del ajuste del timón. Al final del recorrido de potencia, las palas se pliegan hacia atrás a lo largo del fuselaje para minimizar la resistencia durante el planeo.
La clase de goma de la FAI es F1B, también conocida como Wakefield. Charles Dennis Rushing ha escrito sobre la historia de la Copa Wakefield. [2] Los modelos F1B pueden tener un máximo de 30 g de motor de goma, y el peso vacío de la estructura del avión debe ser de al menos 200 g. El área total máxima del modelo debe ser inferior a 19 dm 2 . La clase de goma mini es Coupe d'Hiver (también conocida como F1G). Los modelos "Coupe" no tienen restricciones de área. El peso máximo de goma permitido es de 10 g, y el peso mínimo vacío de la estructura del avión es de 70 g. . La goma abierta es un evento popular, en el que se presentan modelos grandes con enormes cantidades de goma metidas en ellos. Los modelos abiertos a menudo tienen el 50% de su peso en vuelo compuesto de goma.
El F1D (ver #Indoor a continuación) es una clase de aeronave delicada, liviana, de vuelo lento y larga duración (más de 30 minutos), propulsada por caucho, diseñada para volar en un gran espacio interior.
El P-30 es un evento común para principiantes. Un P-30 debe utilizar una hélice de plástico sin modificar disponible comercialmente. El P-30 tiene una envergadura máxima y una longitud total de 30 pulgadas (76,2 cm), y utiliza un máximo de 10 g de caucho. El fuselaje vacío debe pesar al menos 40 g.
La competición Wright Stuff de la Olimpiada de Ciencias también es muy popular. Las reglas y las restricciones de dimensiones varían cada año, pero muchos pilotos notables, como Brett Sanborn, participaron en la Olimpiada de Ciencias. Los aviones para esta competición suelen constar de un armazón de balsa con un ala cubierta de mylar y una hélice de paso fijo disponible en el mercado. El motor de goma suele estar enrollado con un enrollador de 15:1.
Los modelos de propulsión a goma para principiantes más conocidos son el AMA Cub (también conocido en EE. UU. como "AMA Delta Dart"), el Denny Dart, el Canarsie Canarie y el Squirrel. Se utilizan habitualmente en talleres o para que los principiantes aprendan a construir y a volar.
La ardilla, diseñada por Darcy Whyte, es la más fácil de construir. Hay planos gratuitos para una ardilla disponibles para descargar.
El modelo de avión propulsado por caucho más pequeño fue construido en 1931 por un estudiante de secundaria de Filadelfia, llamado Flying Flea y medía una pulgada y cuarto de largo y podía permanecer en el aire durante aproximadamente un minuto. [3]
Los modelos de potencia son aquellos que tienen una fuente de energía a bordo que no es un motor de goma. Con frecuencia, se trata de un motor de combustión interna, y el funcionamiento del motor está limitado, normalmente a solo cinco segundos. Diseñar un avión que suba lo más alto posible, con una resistencia mínima a un coeficiente de sustentación bajo, pero que luego deba convertirse en un planeador de vuelo lento, es un desafío único en la aviación. Sin embargo, la categoría también incluye motores de gas comprimido y energía eléctrica. La clase de potencia FAI es F1C. Los modelos F1C están equipados con un motor de combustión interna de hasta 2,5 cc y deben pesar al menos 300 g por 1 cc (es decir, el peso mínimo de un modelo equipado con 2,5 cc es 750 g). Estos motores suelen estar hechos a medida para una potencia de salida óptima y, a menudo, producen 1 hp (0,75 kW) a más de 30 000 RPM . Muchos modelos F1C cuentan con alas plegables para minimizar la resistencia aerodinámica durante la fase de ascenso.
Otro tipo de modelos de vuelo libre propulsados son los de CO2 ( su categoría FAI es F1K). Estos modelos vuelan utilizando un pequeño motor alimentado por dióxido de carbono. Estos modelos son muy ligeros. La cantidad de CO2 está limitada a 2 cm3 , lo que es suficiente para aproximadamente 2 minutos de vuelo.
Otra clase popular de vuelo libre es la categoría FAI F1J, que es similar a la F1C, sin embargo, los motores tienen una cilindrada de 1 cc o menos. [4] Estos modelos utilizan motores como el Profi y otros motores especializados fabricados en Rusia y Europa.
Los pilotos de vuelo libre deportivo también utilizan pequeños motores de combustión interna y, cada vez más, modelos a escala de vuelo libre propulsados por motores eléctricos.
Como sugiere el nombre, los modelos para interiores están diseñados para volar en interiores. Estos modelos suelen ser muy livianos porque no tienen que soportar condiciones climáticas externas.
Existen varias clases de modelos de vuelo libre en interiores. Algunos son reproducciones a escala, pero otros están diseñados exclusivamente para volar durante el mayor tiempo posible. Estos modelos se controlan con un cronómetro.
La FAI es el organismo organizador internacional de todos los deportes aéreos en todo el mundo, incluido el aeromodelismo. La FAI aprueba los Campeonatos del Mundo y de Europa para la categoría de máxima duración en pista cubierta denominada F1D. Los modelos F1D deben tener un peso mínimo de 1,4 gramos y una envergadura máxima de 55 cm. Estos modelos están construidos con láminas y tiras de balsa ligera, filamento de boro, fibra de carbono y una cubierta transparente de película de plástico de menos de 0,5 micrómetros de espesor. Los modelos están propulsados por 0,4 gramos de caucho en un solo bucle de aproximadamente 9,0 pulgadas de largo que puede enrollarse para dar alrededor de 1500 vueltas. La velocidad media de la hélice durante un vuelo es inferior a 50 y estos modelos vuelan a una velocidad inferior a la de una caminata. Los modelos F1D requieren un espacio grande, como un pabellón deportivo, un hangar para aviones o dirigibles ; el famoso atrio del Hotel West Baden Springs se ha utilizado anteriormente para competiciones de vuelo libre en interiores en los Estados Unidos, e incluso hay una mina de sal en Rumania a 400 pies (120 m) bajo tierra que ha albergado el campeonato mundial FAI F1D varias veces. Los tiempos de vuelo individuales se acercan a los cuarenta minutos.
Aunque la mayoría de los demás modelos de aviones para interiores también se impulsan con gomas, también se utilizan planeadores y aviones propulsados por gas comprimido o baterías eléctricas en interiores. Algunas clases se concentran en réplicas a escala o semiescala de aviones para transporte de personas. Otras presentan configuraciones de vuelo inusuales, como ornitópteros, helicópteros o autogiros.
El modelismo de interiores ya tiene alrededor de un siglo de antigüedad. Puede encontrar una historia de los modelos de interiores aquí. [5]
Los denominados modelos de aviones de vuelo libre "Old Timer", que pueden ser planeadores, modelos propulsados por goma o por motor, han sido aprobados en los Estados Unidos por la Sociedad de Modelistas Antiguos [1] y por un número cada vez mayor de capítulos de organizaciones "SAM" en todo el mundo (así como por clubes nacionales similares en algunas naciones), y son reproducciones volables de diseños de aviones de vuelo libre que generalmente se originaron en cualquier parte del mundo, en cualquier momento antes de que comenzara la participación de los EE. UU. en la Segunda Guerra Mundial en 1941-42. La escala del tamaño (ampliación o reducción) de estos diseños está permitida para la mayoría de los tipos de eventos en la competencia SAM, con algunas categorías especializadas existentes para modelos de reproducción que exigen que los modelos se construyan solo en su tamaño original.
En el Reino Unido, los modelos construidos según planos o kits publicados antes de enero de 1951 se clasifican como antiguos y los posteriores, pero anteriores a 1960, como clásicos. Jim Arnott sostiene Winding Boy, un modelo clásico de goma diseñado por Urlan Wannop.
Las competiciones de estos modelos, que son divertidas y de baja presión, generalmente siguen los formatos de competición modernos, con categorías especiales para estos modelos de diseño temprano que recrean los eventos de aeromodelismo que se celebraban antes de la Segunda Guerra Mundial, e incluso el movimiento de los "antiguos" ha comenzado a adoptar seriamente versiones eléctricas de diseños construidos originalmente para los motores de gasolina de dos tiempos del aeromodelismo de vuelo libre anterior a la Segunda Guerra Mundial. Incluso se utilizan motores de modelos antiguos de gasolina de antes de la Segunda Guerra Mundial, o reproducciones auténticamente operativas de ellos, en algunos de los diseños propulsados por motor, y existe un interés sustancial en los llamados modelos de vuelo libre antiguos "RC Assist" dentro de la organización SAM, que toma los diseños propulsados por motor de esa época, los propulsa con motores de incandescencia de dos y cuatro tiempos más modernos o motores eléctricos sin escobillas , y agrega control de timón, elevador y motor desde un transmisor de control por radio, tal como se haría en el hobby RC habitual .
Las especificaciones de los aviones de vuelo libre Old Timer, las reglas de competencia y las pautas están disponibles en la organización SAM en línea. [2]
Los modelos a escala de caucho reproducen aviones a escala real. La documentación a escala se utiliza en concursos para comprobar la precisión y la conformidad del modelo con el avión a escala real modelado.
La mayoría de los modelos a escala de caucho tienen una envergadura de entre 20 y 30 pulgadas. Las excepciones son los modelos de la clase "Peanut Scale", con una envergadura máxima de 13 pulgadas, y los modelos de la clase "Jumbo Scale", con una envergadura de 36 pulgadas o más. Los modelos se impulsan con bucles de caucho adaptados al peso del modelo y al diámetro y paso de la hélice. La longitud de los bucles a menudo supera el doble de la longitud del fuselaje del modelo. La duración del vuelo del modelo a escala aumenta considerablemente debido a la cantidad de bobinados que se pueden realizar en un bucle de caucho tan largo con múltiples hebras. Se utiliza un bobinador mecánico y el caucho se estira hasta cinco veces la longitud original para absorber el máximo de bobinados en el motor. En vuelo, estos modelos se ven exactamente como los reales. Lo único que falta es el ruido del motor del avión original. Los expertos pueden lograr vuelos espectaculares desde diseños poco conocidos, como el original de los hermanos Wright y el avión de Bleriot que cruzó el Canal, hasta aviones caseros únicos de la época de la Depresión y aviones experimentales modernos.
