Un modelo de avión es un modelo físico de un avión existente o imaginado y, por lo general, se construye para exhibición, investigación o diversión. Los modelos de aviones se dividen en dos grupos básicos: voladores y no voladores. Los modelos no voladores también se denominan modelos estáticos, de exhibición o de estantería.
Los fabricantes e investigadores de aeronaves fabrican modelos de túneles de viento para probar propiedades aerodinámicas, para investigación básica o para el desarrollo de nuevos diseños. A veces sólo se modela una parte del avión.
Los modelos estáticos van desde juguetes producidos en masa en metal blanco o plástico hasta modelos muy precisos y detallados producidos para exhibición en museos y que requieren miles de horas de trabajo. Muchos están disponibles en kits, generalmente hechos de poliestireno o resina moldeados por inyección .
Los modelos voladores van desde simples planeadores de juguete hechos de hojas de papel, balsa , cartulina o espuma de poliestireno hasta modelos a escala motorizados construidos con balsa, palos de bambú , plástico (incluido poliestireno moldeado o en láminas y espuma de poliestireno ), metal y resina sintética. , ya sea solos o con fibra de carbono o fibra de vidrio , y desollados ya sea con papel de seda , mylar y otros materiales. Algunos pueden ser grandes, especialmente cuando se utilizan para investigar las propiedades de vuelo de un avión propuesto a gran escala.
Los modelos están hechos para pruebas de investigación en túnel de viento y en vuelo libre y pueden tener componentes que se pueden intercambiar para comparar varios accesorios y configuraciones, o tener características como controles que se pueden reposicionar para reflejar varias configuraciones en vuelo. También suelen estar equipados con sensores para mediciones puntuales y suelen montarse en una estructura que garantiza la correcta alineación con el flujo de aire y que proporciona mediciones adicionales. Para la investigación en túneles de viento, a veces es necesario sólo fabricar una parte del avión propuesto.
También se construyen modelos de ingeniería estática a gran escala para el desarrollo de la producción, a menudo hechos de materiales diferentes a los del diseño propuesto. Una vez más, a menudo sólo se modela una parte del avión.
Los modelos de aviones estáticos no pueden volar y se utilizan para exhibición, educación y en túneles de viento para recopilar datos para el diseño de aviones a escala real. Pueden construirse utilizando cualquier material adecuado, que a menudo incluye plástico, madera, metal, papel y fibra de vidrio, y pueden construirse a una escala específica, de modo que el tamaño del original pueda compararse con el de otros aviones. Los modelos pueden venir terminados, o pueden requerir pintura o ensamblaje, con pegamento, tornillos, uniéndolos con clips, o ambos.
Muchas de las aerolíneas del mundo permiten que sus aviones sean modelados para publicidad. Las compañías aéreas solían encargar modelos a gran escala de sus aviones para suministrárselos a las agencias de viajes como artículo promocional. Se pueden entregar modelos de aviones de escritorio a funcionarios de aeropuertos, aerolíneas y gobiernos para promocionar una aerolínea o celebrar una nueva ruta o un logro. [1]
Los modelos de aviones estáticos están disponibles comercialmente principalmente en una variedad de escalas, desde una escala tan grande como 1:18 hasta una escala tan pequeña como 1:1250 . Los kits de modelos de plástico que requieren ensamblaje y pintura están disponibles principalmente en escala 1:144 , 1:72 , 1:48 , 1:32 y 1:24 . Los modelos de metal fundido a presión (premontados y pintados de fábrica) están disponibles en escalas que van desde 1:48 a 1:600 .
Las escalas no son aleatorias, sino que generalmente se basan en divisiones del sistema imperial o del sistema métrico . Por ejemplo, la escala 1:48 es de 1/4" a 1 pie (o de 1" a 4 pies) y 1:72 es de 1" a 6 pies, mientras que en escalas métricas como 1:100, 1 centímetro equivale a 1 metro. La escala 1:72 se introdujo con los kits de modelos de aviones de madera y metal Skybirds en 1932 y fue seguida de cerca por Frog , que utilizó la misma escala desde 1936 con su marca " Frog Penguin ". La escala 1:72 se popularizó en los EE. UU. durante la Segunda Guerra Mundial. Guerra Mundial por el Departamento de Guerra de EE. UU. después de que solicitó modelos de aviones monomotor comúnmente encontrados en esa escala y aviones multimotor en escala 1: 144. Esperaban mejorar las habilidades de reconocimiento de aviones y estas escalas comprometían entre tamaño y detalle. , los fabricantes continuaron con estas escalas, sin embargo, también se agregan kits en otras divisiones del sistema imperial. 1:50 y 1:100 son comunes en Japón y Francia, que utilizan el sistema métrico. Los modelos promocionales para aerolíneas se producen en escalas que van desde 1 :200 a 1:1200.
Algunos fabricantes fabricaban aviones a escala 1:18 para combinar con coches de la misma escala. Los modelos de aviones, vehículos militares , figuras , automóviles y trenes tienen diferentes escalas comunes, pero hay algunos cruces. Hay una cantidad sustancial de duplicación de temas más famosos en diferentes escalas, lo que puede ser útil para dioramas de caja con perspectiva forzada .
Los modelos más antiguos a menudo no se ajustaban a una escala establecida, ya que tenían el tamaño adecuado para caber en la caja y se denominan "escala de caja".
La forma más común de fabricación de kits es el plástico de poliestireno moldeado por inyección , formado en formas de acero. Los gránulos de plástico se calientan hasta convertirlos en líquido y se introducen en el molde bajo alta presión a través de árboles que sostienen todas las piezas y garantizan que el plástico fluya a cada parte del molde. Esto permite un mayor grado de automatización que otros procesos de fabricación, pero los moldes requieren grandes tiradas de producción para cubrir el costo de fabricarlos. Hoy en día, esto ocurre principalmente en Asia y Europa del Este. Son posibles tiradas más pequeñas con moldes de cobre, y algunas empresas utilizan moldes de resina o caucho, pero si bien el costo del molde es menor, la durabilidad también es menor y los costos de mano de obra pueden ser mucho mayores.
Los kits de resina se fabrican en formas similares a las que se utilizan para los kits de plástico de tiradas limitadas, pero estos moldes no suelen ser tan duraderos, lo que los limita a tiradas de producción más pequeñas y los precios del producto terminado son más altos.
El conformado al vacío es otra alternativa común, pero requiere más habilidad y los detalles deben ser proporcionados por el modelador. Hay un puñado de kits de metal fotograbados que permiten un alto nivel de detalle y no pueden replicar curvas compuestas.
Los modelos a escala también se pueden hacer con papel o cartulina. Los modelos comerciales los imprimen principalmente editoriales de Alemania o Europa del Este, pero se pueden distribuir a través de Internet, algunos de los cuales se ofrecen de esta manera de forma gratuita.
Desde la Primera Guerra Mundial hasta la década de 1950, los modelos de aviones estáticos también se construyeron con bambú liviano o madera de balsa y se cubrieron con papel de seda de la misma manera que los modelos voladores. Este fue un proceso lento que reflejó la construcción real de aviones hasta el comienzo de la Segunda Guerra Mundial . Muchos fabricantes de modelos crearían modelos a partir de dibujos del avión real. [2]
Los modelos de escritorio confeccionados incluyen aquellos producidos en fibra de vidrio para agencias de viajes y fabricantes de aviones, así como modelos para coleccionistas hechos de metal fundido a presión, caoba, resina y plástico.
Las fibras de carbono y la fibra de vidrio se han vuelto cada vez más comunes en los kits de aeromodelismo. En los modelos de helicópteros, los bastidores principales y las palas del rotor suelen estar hechos de fibra de carbono, al igual que las nervaduras y los largueros de las alas de los aviones de ala fija.
Generalmente conocidos colectivamente como aeromodelismo , algunos modelos voladores se parecen a versiones reducidas de aviones a escala real, mientras que otros se construyen sin intención de parecer aviones reales. También hay modelos de aves, murciélagos y pterosaurios (normalmente ornitópteros ). El tamaño reducido afecta el número de Reynolds del modelo , que determina cómo reacciona el aire cuando pasa por el modelo, y en comparación con un avión de tamaño completo, el tamaño de las superficies de control necesarias, la estabilidad y la efectividad de secciones específicas del perfil aerodinámico pueden diferir considerablemente, lo que requiere cambios en el diseño.
Los modelos de aviones voladores generalmente se controlan mediante uno de tres métodos.
La construcción de los modelos voladores puede diferir de la de los modelos estáticos, ya que tanto el peso como la resistencia son consideraciones importantes.
Los modelos voladores toman técnicas de construcción de aviones de tamaño real, aunque el uso de metal es limitado. Estos podrían consistir en formar un marco usando tablones delgados de madera liviana como balsa para duplicar las formas , largueros , largueros y nervaduras de un avión antiguo de tamaño completo o, en modelos más grandes (generalmente propulsados) donde el peso es menor. Además, se pueden emplear láminas de madera, poliestireno expandido y chapas de madera . Luego se le da una superficie lisa y sellada, generalmente con droga para aviones . Para modelos ligeros, se utiliza papel de seda. Para los modelos más grandes (generalmente accionados y controlados por radio), se aplican al modelo películas plásticas termoendurecibles o termorretráctiles o telas sintéticas termocontraíbles. La cobertura de microfilm se utiliza para los modelos más livianos y se hace esparciendo unas gotas de laca sobre varios pies cuadrados de agua y levantando un bucle de alambre a través de ella, lo que crea una delgada película de plástico. Los modelos voladores se pueden ensamblar a partir de kits, construir a partir de planos o fabricarse completamente desde cero. Un kit contiene la materia prima necesaria, normalmente piezas de madera troqueladas o cortadas con láser, algunas piezas moldeadas, planos, instrucciones de montaje y es posible que hayan sido probadas en vuelo. Los planos están destinados al modelista más experimentado, ya que el constructor debe fabricar o encontrar los materiales por sí mismo. Los constructores de Scratch pueden dibujar sus propios planos y conseguir ellos mismos todos los materiales. Cualquier método puede requerir mucha mano de obra, según el modelo en cuestión.
Para aumentar la accesibilidad del hobby, algunos proveedores ofrecen modelos Almost Ready to Fly (ARF) que minimizan las habilidades requeridas y reducen el tiempo de construcción a menos de 4 horas, frente a las 10-40 o más de un kit tradicional. Los aviones de radiocontrol Ready To Fly (RTF) también están disponibles; sin embargo, la construcción de modelos sigue siendo una parte integral del hobby para muchos. Para un enfoque de mercado más masivo, los foamies, moldeados por inyección a partir de espuma liviana (a veces reforzada) han hecho que los vuelos en interiores sean más accesibles y muchos requieren poco más que sujetar el ala y el tren de aterrizaje.
Los planeadores no tienen un motor adjunto . Los modelos de planeadores para exteriores más grandes suelen ser planeadores controlados por radio y accionados manualmente contra el viento mediante una cuerda unida a un gancho debajo del fuselaje con un anillo, de modo que la cuerda caiga cuando el modelo está sobre la cabeza. Otros métodos incluyen el lanzamiento de catapultas, utilizando una cuerda elástica . El nuevo estilo "disco" de lanzamiento manual con la punta del ala ha suplantado en gran medida al anterior tipo de lanzamiento "jabalina". También se utilizan cabrestantes eléctricos terrestres, remolque manual y remolque en alto utilizando un segundo avión propulsado.
Los planeadores mantienen el vuelo mediante la explotación del viento en el medio ambiente. Una colina o pendiente a menudo produce corrientes de aire ascendentes que sostienen el vuelo de un planeador. Esto se llama vuelo en pendiente , y los planeadores radiocontrolados pueden permanecer en el aire mientras persista la corriente ascendente. Otra forma de alcanzar altura en un planeador es el aprovechamiento de las térmicas , que son columnas de aire cálido ascendente creadas por las diferencias de temperatura en el suelo, como entre un estacionamiento de asfalto y un lago. El aire caliente se eleva, arrastrando consigo el planeador. Al igual que con un avión propulsado, la sustentación se obtiene mediante la acción de las alas a medida que el avión se mueve en el aire, pero en un planeador, la altura se gana volando a través de un aire que se eleva más rápido de lo que el avión se hunde.
Los planeadores walkalong son modelos de aviones livianos que vuelan en la elevación de la cresta producida por el piloto que los sigue muy cerca. En otras palabras, el planeador se eleva en pendiente en la corriente ascendente del piloto en movimiento (ver también Planeo en pendiente controlable ).
Los modelos propulsados contienen un motor a bordo , un mecanismo que impulsa la propulsión del avión a través del aire. Los motores eléctricos y los motores de combustión interna son los sistemas de propulsión más comunes, pero otros tipos incluyen cohetes , turbinas pequeñas , chorros de pulso , gas comprimido y dispositivos de banda elástica cargados por tensión (retorcidos).
El método más antiguo para impulsar modelos de vuelo libre es el motor elástico (o motor extensible) de Alphonse Pénaud de 1871, esencialmente una banda de goma larga que se tuerce para agregar tensión antes del vuelo. Es el motor más utilizado y se encuentra en todo, desde juguetes para niños hasta modelos de competición. El elástico ofrece simplicidad y durabilidad, pero tiene un tiempo de funcionamiento corto, y el alto par inicial de un motor completamente enrollado cae bruscamente antes de estabilizarse a una salida constante, hasta que las espiras finales se desenrollan y la potencia cae por completo. Usarlo de manera eficiente es uno de los desafíos del vuelo libre competitivo de caucho, y las hélices de paso variable, la incidencia diferencial del ala y del plano de cola y los ajustes del timón, controlados por temporizadores, pueden ayudar a gestionar el par. También suele haber restricciones en el peso del motor en las clases de competición. Aun así, los modelos han conseguido vuelos de casi 1 hora. [4] [5]
El gas comprimido almacenado, típicamente dióxido de carbono (CO 2 ), puede impulsar modelos simples de manera similar a llenar un globo y luego soltarlo. El CO 2 comprimido también se puede utilizar para impulsar un motor de expansión para hacer girar una hélice . Estos motores pueden incorporar controles de velocidad y múltiples cilindros, y son capaces de propulsar aviones radiocontrolados de escala liviana . Gasparin y Modela son dos fabricantes recientes de motores de CO 2 . El CO 2 , al igual que el caucho, se conoce como energía "fría" porque no genera calor.
El vapor es incluso más antiguo que el caucho y, al igual que el caucho, contribuyó mucho a la historia de la aviación , pero ahora rara vez se utiliza. En 1848, John Stringfellow voló un modelo propulsado por vapor en Chard, Somerset , Inglaterra . Samuel Pierpont Langley construyó modelos propulsados por vapor y por combustión interna que realizaban [ cuantificar ] vuelos largos.
El baronet Sir George Cayley construyó y voló modelos de motores de avión de combustión interna y externa alimentados con pólvora en 1807, 1819 y 1850. Estos no tenían manivela y funcionaban con aletas tipo ornitóptero en lugar de hélice. Especuló que el combustible podría ser demasiado peligroso para los aviones tripulados.
Para los modelos más grandes y pesados, el motor más popular es el motor con bujías incandescentes . Los motores incandescentes funcionan con una mezcla de metanol , nitrometano y lubricante de combustión lenta ( aceite de ricino o aceite sintético ), que se vende premezclado como combustible incandescente. Los motores incandescentes requieren un mecanismo de arranque externo; La bujía incandescente debe calentarse hasta que esté lo suficientemente caliente como para encender el combustible y arrancar. Los cilindros alternativos aplican torsión a un cigüeñal giratorio , que es la principal potencia de salida del motor. Se pierde algo de energía al convertir el movimiento lineal en rotatorio y por la pérdida de calor y combustible no quemado, por lo que la eficiencia es baja.
Estos están clasificados por cilindrada del motor y varían desde 0,01 pulgadas cúbicas (0,16 cc) hasta más de 1,0 pulgadas cúbicas (16 cc). Los motores más pequeños pueden hacer girar una hélice de 8,9 cm (3,5 pulgadas) a más de 30.000 rpm, mientras que los motores más grandes giran entre 10 y 14.000 rpm.
Los motores incandescentes más simples utilizan el ciclo de dos tiempos . Estos motores son económicos y ofrecen la relación potencia-peso más alta de todos los motores incandescentes, pero son ruidosos y requieren silenciadores de cámara de expansión sustanciales , que pueden ajustarse . Los motores incandescentes de ciclo de cuatro tiempos , ya sea que utilicen válvulas de asiento o, más raramente, válvulas rotativas, consumen menos combustible, pero entregan menos potencia que motores similares de dos tiempos. La potencia que entregan es más adecuada para hacer girar hélices de mayor diámetro para lograr estructuras de avión más livianas y de mayor resistencia, como las de los biplanos . Los motores de cuatro tiempos son ahora populares porque son más silenciosos que los motores de dos tiempos y están disponibles en configuraciones de motores radiales y gemelos horizontalmente opuestos . Las variaciones incluyen motores con múltiples cilindros, motores de gasolina con encendido por chispa, motores diésel con carburador y motores de relación de compresión variable. Los diésel son los preferidos por su resistencia y su par más alto, y para una capacidad determinada, pueden "hacer girar" una hélice más grande que un motor incandescente. La fabricación casera de motores de aeromodelismo es un pasatiempo en sí mismo.
Los primeros modelos de aviones de estilo "jet" utilizaban un ventilador con conductos de hélice de múltiples palas , dentro de los conductos, generalmente en el fuselaje. Los ventiladores generalmente estaban propulsados por motores de 2 tiempos a altas RPM. Por lo general, tenían desplazamientos de 6,6 a 14,7 cc (0,40 a 0,90 pulgadas cúbicas), pero algunos eran tan pequeños como 0,80 cc (0,049 pulgadas cúbicas). Este diseño de ventilador en tubo se ha adoptado con éxito para aviones a reacción de propulsión eléctrica, mientras que los aviones con ventilador de conductos propulsados por motores incandescentes son ahora poco comunes. Los pequeños motores de turbina a reacción se utilizan ahora en modelos de aficionados que se asemejan a versiones simplificadas de los motores turborreactores que se encuentran en los aviones comerciales, pero no se reducen a medida que entran en juego los números de Reynolds. La primera turbina desarrollada por un aficionado se desarrolló y puso en funcionamiento en la década de 1980, pero recientemente hay ejemplos comerciales disponibles. Las turbinas requieren un diseño especializado y una fabricación de precisión, y algunas se han construido a partir de unidades turbocompresoras de motores de automóviles . Poseer u operar un avión propulsado por turbinas es prohibitivamente caro y muchos clubes nacionales (como la Academia de Aeronáutica Modelo de EE. UU .) exigen que sus miembros estén certificados para utilizarlos de forma segura. [6] También se han utilizado motores Pulsejet tipo bomba voladora V-1, ya que ofrecen más empuje en un paquete más pequeño que un motor incandescente tradicional, pero no se utilizan ampliamente debido a los niveles de ruido extremadamente altos que producen y son ilegales en algunos paises.
Los motores de cohetes se utilizan a veces para impulsar planeadores y planeadores. El primer motor de cohete especialmente construido se remonta a la década de 1950, con la introducción del motor Jetex , que utilizaba pastillas de combustible sólido, encendidas mediante una mecha, en una carcasa reutilizable. Los aviadores ahora también pueden utilizar motores de cohetes modelo de un solo uso para proporcionar una ráfaga corta de potencia de menos de 10 segundos. Las restricciones gubernamentales en algunos países hicieron que la propulsión de cohetes fuera poco común, pero en muchos lugares se estaban suavizando y su uso se estaba expandiendo; sin embargo, una reclasificación de "dispositivos productores de humo" a "fuegos artificiales" ha hecho que sea difícil obtenerlos nuevamente.
Los modelos eléctricos utilizan un motor eléctrico alimentado por una fuente de electricidad, generalmente una batería . La energía eléctrica comenzó a usarse en los modelos en la década de 1970, pero el costo retrasó su uso generalizado hasta principios de la década de 1990, cuando estuvieron disponibles tecnologías de baterías más eficientes y motores sin escobillas , mientras que los costos de motores, baterías y sistemas de control cayeron dramáticamente. La energía eléctrica ahora predomina en los modelos park-flyer y 3D-flyer , ambos pequeños y livianos, donde la energía eléctrica ofrece mayor eficiencia y confiabilidad, menos mantenimiento y desorden, vuelo más silencioso y respuesta del acelerador casi instantánea en comparación con los motores de combustión interna. .
Los primeros modelos eléctricos utilizaban motores de corriente continua con escobillas y celdas recargables de níquel cadmio (NiCad) que proporcionaban tiempos de vuelo de 5 a 10 minutos, mientras que un motor incandescente comparable proporcionaba el doble de tiempo de vuelo. Los sistemas eléctricos posteriores utilizaron motores de CC sin escobillas más eficientes y baterías de hidruro metálico de níquel (NiMh) de mayor capacidad , lo que produjo tiempos de vuelo considerablemente mejorados. Las baterías de cobalto y polímero de litio (LiPoly o LiPo) permiten que los tiempos de vuelo eléctricos superen los de los motores incandescentes, mientras que las baterías de fosfato de hierro y litio, más resistentes y duraderas, sin cobalto , también se están volviendo populares. La energía solar también se ha vuelto práctica para los aficionados a los R/C, y en junio de 2005 se estableció un vuelo récord de 48 horas y 16 minutos en California. Ahora es posible alimentar la mayoría de los modelos de menos de 9,1 kg (20 lb) con energía eléctrica por un costo equivalente o inferior al de las fuentes de energía tradicionales.
Los últimos avances han dado lugar al uso de motores trifásicos sin escobillas en la aviación aeromodelismo. Los motores sin escobillas son más potentes y ofrecen mayor par y eficiencia. El diseño de los motores sin escobillas también significa menos fricción interna, ya que no es necesario que las escobillas estén en contacto con ninguna pieza giratoria. Este aumento de la eficiencia da como resultado tiempos de vuelo más prolongados. [7]
La mayoría de los modelos de aviones propulsados, incluidos los modelos eléctricos, de combustión interna y de banda elástica, generan empuje haciendo girar una hélice. La hélice es el dispositivo más utilizado. Las hélices generan empuje debido a la sustentación generada por las secciones en forma de alas de las palas, que empujan el aire hacia atrás.
Una hélice de gran diámetro y paso bajo ofrece mayor empuje y aceleración a baja velocidad, mientras que una hélice de diámetro pequeño y paso más alto sacrifica la aceleración para velocidades máximas más altas. El fabricante puede elegir entre una selección de hélices que coincidan con el modelo, pero una hélice que no coincida puede comprometer el rendimiento y, si es demasiado pesada, provocar un desgaste excesivo del motor. Las hélices de los modelos de aviones generalmente se especifican como diámetro × paso, en pulgadas. Por ejemplo, una hélice de 5 x 3 tiene un diámetro de 5 pulgadas (130 mm) y un paso de 3 pulgadas (76 mm). El paso es la distancia que avanzaría la hélice si se girara una revolución en un medio sólido. Las hélices de dos y tres palas son las más comunes.
Se utilizan tres métodos para transferir energía a la hélice:
Los ventiladores con conductos son hélices de múltiples palas encerradas en un conducto o tubo cilíndrico que puede parecerse y caber en el mismo espacio que un motor a reacción . Están disponibles para motores eléctricos y de combustible líquido, aunque se han vuelto comunes con las recientes mejoras en la tecnología de vuelos eléctricos. Ahora se puede equipar un modelo de avión con cuatro ventiladores con conductos eléctricos por menos del coste de una sola turbina de chorro, lo que permite modelar de forma asequible aviones multimotor. En comparación con una hélice sin conductos, un ventilador con conductos genera más empuje para la misma área y se han registrado velocidades de hasta 200 mph (320 km/h) con aviones con ventiladores con conductos eléctricos, en gran parte debido a las RPM más altas posibles con ventiladores con conductos. hélices. Los ventiladores con conductos son populares entre los modelos a escala de aviones a reacción, donde imitan la apariencia de los motores a reacción, pero también se encuentran en modelos deportivos y sin escala, e incluso en aviones 3D livianos.
En los ornitópteros, el movimiento de la estructura del ala imita el aleteo de las aves vivas , produciendo tanto empuje como sustentación .
Las competiciones mundiales están organizadas por la Fédération Aéronautique Internationale (FAI) en las siguientes clases:
La Wakefield Gold Challenge Cup es una competencia internacional de modelaje que lleva el nombre del donante, Lord Wakefield . El evento se celebró por primera vez el 5 de julio de 1911 en el Crystal Palace de Inglaterra. Hubo concursos en 1912, 1913 y 1914. No se volvieron a celebrar concursos hasta 1927, cuando la Sociedad de Ingenieros Aeronáuticos Modelo (SMAE) se acercó a Lord Wakefield en busca de un nuevo trofeo de plata más grande para una competencia internacional. Este trofeo es la actual Copa Internacional de Wakefield y se otorgó por primera vez en 1928. La SMAE organizó las competiciones internacionales hasta 1951, cuando la FAI asumió el control, y desde entonces ha recibido el premio en la categoría de potencia del caucho en el Campeonato Mundial de Vuelo Libre de la FAI. Las clases de vuelo libre (F1) FAI incluyen:
También conocido como U-Control en los EE. UU., fue iniciado por el fallecido Jim Walker, quien a menudo, para mostrarlo, volaba tres modelos a la vez. Normalmente, el modelo vuela en círculo y es controlado por un piloto en el centro que sostiene un mango conectado a dos finos cables de acero. Los cables se conectan a través de la punta del ala interior del avión a un mecanismo que traduce el movimiento de la manija al elevador del avión, lo que permite realizar maniobras a lo largo del eje de cabeceo del avión. El piloto gira para seguir el modelo dando vueltas, siendo la convención en sentido contrario a las agujas del reloj para un vuelo nivelado y vertical.
Para el sistema de línea de control convencional, se requiere tensión en las líneas para proporcionar control. La tensión de la línea se mantiene en gran medida gracias a la fuerza centrífuga . Para aumentar la tensión de la línea, los modelos se pueden construir o ajustar de varias maneras. El desplazamiento del timón y la vectorización de empuje (inclinar el motor hacia el exterior) guiñan el modelo hacia afuera. La posición donde las líneas salen del ala puede compensar la tendencia de la resistencia aerodinámica de las líneas a desviar el modelo hacia adentro. El peso en el ala exterior, un ala interior que es más larga o tiene más sustentación que el ala exterior (o incluso ninguna ala exterior) y el par de una hélice que gira hacia la izquierda (o vuela en el sentido de las agujas del reloj) tienden a hacer rodar el modelo hacia el exterior. . Los pesos de las puntas de las alas, el par de la hélice y la vectorización del empuje son más efectivos cuando el modelo va lentamente, mientras que el desplazamiento del timón y otros efectos aerodinámicos tienen más influencia en un modelo que se mueve rápidamente.
Desde su introducción, el vuelo en línea de control se ha convertido en un deporte de competición. Hay categorías de concurso para modelos de líneas de control, que incluyen velocidad, acrobacias aéreas (también conocidas como acrobacias), carreras, portaaviones naval, busto de globos, escala y combate. Hay variaciones en los eventos básicos, incluidas divisiones por tamaño y tipo de motor, categorías de habilidades y antigüedad del diseño del modelo.
Los eventos se originaron en gran medida en los Estados Unidos y luego se adaptaron para su uso internacional. Las reglas para la competencia estadounidense están disponibles en la Academia de Aeronáutica Modelo. Las reglas internacionales están definidas por la Fédération Aéronautique Internationale (FAI). Los Campeonatos Mundiales se celebran semestralmente en todo el mundo, el más reciente en 2008 en Francia, con una lista limitada de eventos: variedades especiales de carreras (F2C o "Team Race"), combate (F2D) y velocidad (F2A), todas limitadas a motores que desplazan 0,15 pies cúbicos. en (2,5 cc) y Stunt (F2b), que es esencialmente ilimitado en cuanto a diseño y tamaño.
La CIAM (FAI Aeromodelling Commission) diseñó estas clases para la categoría F2 Control Line:
La clase internacional de carreras se conoce como F2C (F2 = Control-line, C=racing) o Team Race. Un piloto y un mecánico compiten en equipo para volar pequeños modelos de carreras a semiescala de 370 g (13 oz) y 65 cm (26 pulgadas) de envergadura sobre una superficie de asfalto o concreto. Las líneas tienen 15,92 m (52,2 pies) de largo.
Tres pilotos, más equipos de mecánicos, compiten simultáneamente en el mismo círculo, y el objetivo es terminar el recorrido determinado lo más rápido posible. El tamaño del tanque está limitado a 7 cc (0,43 pulgadas cúbicas), lo que requiere 2 o 3 paradas en boxes para repostar combustible durante la carrera.
El mecánico se encuentra en una zona de boxes fuera del círculo de vuelo marcado. Se arranca el motor y se suelta el modelo al recibir la señal de arranque. Para repostar, el piloto corta el combustible mediante un movimiento rápido del elevador hacia abajo después del número de vueltas planificado, de modo que el modelo pueda acercarse al mecánico a la velocidad óptima, de alrededor de 50 km/h. El mecánico agarra el modelo por el ala, llena el tanque con una lata presurizada mediante una manguera y una válvula de dedo, luego reinicia el motor moviendo la hélice con el dedo. Una parada en boxes suele durar menos de tres segundos.
El recorrido es de 10 km (6,2 millas), con 100 vueltas. Las velocidades de vuelo rondan los 200 km/h, lo que significa que los pilotos dan una vuelta en aproximadamente 1,8 segundos. La tracción de la línea debido a la fuerza centrífuga es de 19 lbf (85 N). Un modelo de adelantamiento se conduce por encima de las cabezas de los pilotos de modelos más lentos que compiten.
Después de dos rondas de eliminatorias, los 6, 9 o 12 equipos más rápidos ingresan a dos rondas semifinales, y los tres equipos más rápidos de las semifinales pasan a la final, que se disputa en doble recorrido. Se utilizan motores diésel monocilíndricos de dos tiempos con encendido por compresión diseñados para este fin y de hasta 2,5 cc (0,15 pulgadas cúbicas). A nivel de campeonato mundial es habitual que los competidores diseñen y construyan sus propios motores. La potencia de salida se acerca a los 0,8 hp (0,60 kW) a 25.000 rpm.
CLASE F2D - Modelo de avión de combate de línea de control: compiten dos pilotos y cuatro mecánicos en el foso. Los aviones son ligeros y rechonchos para poder maniobrar rápidamente en el aire. Cada uno tiene una serpentina de papel crepé de 2,5 m (8 pies 2 pulgadas) unida a la parte trasera del avión mediante una cuerda de 3 m (9,8 pies). Cada piloto ataca únicamente la serpentina del otro avión, para intentar cortarla con su hélice o ala. Cada corte suma 100 puntos. Cada segundo que el modelo está en el aire suma un punto y el partido transcurre durante 4 minutos desde la señal del titular. A las velocidades de casi 200 km/h (120 mph) del avión, los errores a menudo provocan daños por accidente, por lo que se permiten dos aviones para cada partido. Los mecánicos están preparados para accidentes y arrancan rápidamente el segundo avión y transfieren el streamer al modelo de reserva antes del lanzamiento. La acción es tan rápida que un observador puede perderse los cortes de las serpentinas. Una segunda derrota elimina a un competidor y gana el último piloto que aún vuela. [9]
Las carreras de pilones se refieren a una clase de carreras aéreas para modelos de aviones controlados por radio que vuelan a través de una pista de pilones. [10] El deporte es similar a la Serie Mundial Red Bull Air Race a gran escala.
La Copa del Mundo FAI Drone Racing es en la clase F3U (Radio Control Multi-rotor FPV Racing). Se trata de una actividad altamente competitiva, que implica esfuerzo mental y grandes premios en efectivo.
El comportamiento de vuelo de un avión depende de la escala a la que está construido, la densidad del aire y la velocidad de vuelo.
A velocidades subsónicas la relación entre éstas se expresa mediante el número de Reynolds . Cuando dos modelos a diferentes escalas vuelan con el mismo número de Reynolds, el flujo de aire es similar. Cuando los números de Reynolds difieren, como por ejemplo un modelo a pequeña escala que vuela a menor velocidad que una nave de tamaño real, las características del flujo de aire pueden diferir significativamente. Esto puede hacer que un modelo a escala exacta no se pueda volar y el modelo deba modificarse de alguna manera. Por ejemplo, con números de Reynolds bajos, un modelo a escala voladora generalmente requiere una hélice de mayor escala.
La maniobrabilidad depende de la escala, y la estabilidad también se vuelve más importante. El par de control es proporcional a la longitud del brazo de palanca, mientras que la inercia angular es proporcional al cuadrado del brazo de palanca, por lo que cuanto más pequeña es la escala, más rápidamente gira una aeronave u otro vehículo en respuesta a las acciones de control o fuerzas externas.
Una consecuencia de esto es que los modelos en general requieren estabilidad longitudinal y direccional adicional , resistiendo cambios bruscos de cabeceo y guiñada. Si bien es posible que un piloto responda lo suficientemente rápido como para controlar una aeronave inestable, un modelo a escala de control de radio de la misma aeronave sólo podría volar con ajustes de diseño tales como mayores superficies de cola y diédrico de ala para mayor estabilidad, o con aviónica que proporcione estabilidad. Los modelos de vuelo libre deben tener estabilidad tanto estática como dinámica. La estabilidad estática es la resistencia a los cambios repentinos de cabeceo y guiñada ya descritos, y normalmente la proporcionan las superficies de cola horizontal y vertical respectivamente, y por un centro de gravedad delantero. La estabilidad dinámica es la capacidad de volver a un vuelo recto y nivelado sin ningún control. Los tres modos de inestabilidad dinámica son oscilación de cabeceo ( fugoide ), espiral y balanceo holandés . Un avión con una cola horizontal demasiado grande en un fuselaje demasiado corto puede tener una inestabilidad fugoide con ascensos y descensos crecientes. En los modelos de vuelo libre, esto suele provocar una pérdida o un bucle al final del ascenso inicial. Un diédrico insuficiente o un retroceso insuficiente generalmente conducen a un giro en espiral cada vez mayor. Demasiado diédrico o barrido hacia atrás generalmente provoca un giro holandés. Todo esto depende de la báscula, así como de los detalles de la forma y la distribución del peso. Por ejemplo, el planeador de papel que se muestra aquí es un ganador del concurso cuando está hecho de una pequeña hoja de papel, pero va de un lado a otro en un rollo holandés cuando se lo amplía aunque sea ligeramente.
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