Detalles constructivos
OTROS DETALLES REFERIDOS A LAS PALAS DEL ROTOR
Dijimos que una pala de perfil NACA 8H12, debía estar equilibrada al 25% de la cuerda. Esto equivale a decir que el cuarto delantero habrá de pesar lo mismo que la
cola del perfil. Pues bien, hay diseñadores que a propósito hacen la pala más pesada o más liviana en la punta, para modificar actitudes de vuelo, como sensibilidad a los comandos, etc. pero si usted diseña una pala, deberá respetar el peso y el equilibrio a rajatabla. Para ello, colocará la pala apoyada sobre 3 o 4 clavos alineados mediante una cuerda de manera que descanse sobre ellos en una línea marcada a lo largo, que indique el 25% de la cuerda. Entonces podrá equilibrar su pala mediante perdigones diseminados de manera regular en ambas palas.
Luego, deberá confeccionar una balanza de comparación, colgando ambas palas de los extremos de una varilla colgada del centro exacto. Ambas palas deberán pesar lo mismo. Si una pala pesara más, deberá cargar sobre la más liviana unos perdigones de plomo hasta equilibrar la balanza y a continuación marcar la pala y guardar los perdigones.
Luego deberá equilibrar ambas palas horizontalmente, sobre un palo o varilla dispuesto a medio recorrido de su longitud, de manera que el equilibrio de ambas coincida de manera idéntica. Entonces, ubique los perdigones de la pala más liviana para compensar las desigualdades de equilibrio que pudieran existir. El objetivo es hacer dos palas que tengan similares momentos de inercia.
Es extremadamente difícil que ambas palas sean idénticas. Haga las comparaciones de pesos y equilibrios registrando la cantidad de perdigones requerida para lograrlos y luego anótelas. Al final use los perdigones distribuidos de tal modo que logre más de un grado de equilibrio. Por ejemplo, los perdigones que llevaran a equilibrio del 25% de la cuerda una pala, pueden ser los mismos que equilibran esa pala para que distribuya su peso a lo largo de la envergadura, de manera idéntica a su par.
Los perdigones deberán ser insertados en las palas de madera, en agujeritos que luego se sellan con resina. En las palas de aluminio bastara un remache “pop” adicio-
7-7/8” (20 cm.) 1/4” Remache 3/32” Al. 7075 Tubo CrMo 7/8” x 0,058” Tubo CrMo 3/4” x 0,065” Tubo CrMo 1/2” x 0,058”
“Esta es la vista de corte de la pala del rotor que construí, algunos años atrás. Todos los tubos fueron unidos, mediante puntos de soldadura, cada 1 ft. (30 cm). Luego, los tubos fueron remachados al recubrimiento de aluminio. También usé (previamente), adhesivo estructural (epoxi) para pegar los tubos al aluminio.”— DOUGHSCHWOCHERT
Remache “Pop” de 1/8” Barra 1/4” Adhesivo epoxi Chapa de Al. 2024-T4 de 0,02”
nal en algún punto de la línea de la envergadura. Las palas de material compuesto, se pueden lijar o aplicar una capa de velo de superficie adicional, o también insertarle una munición de plomo, cuidando no romper fibras lineales cerca de la raíz. Las palas pintadas se pueden equilibrar dándoles mas o menos pintura.
No olvidemos que ambas palas deberán llevar un contrapeso en el extremo del orden de 0,5 a 1 kg., para otorgarles inercia rotacional. No obstante es muy conve-
1
2
Pala más liviana + 0,25 C Agregar perdigones hasta lograr el equilibrio 0,25 x CAgregar perdigones hasta lograr el equilibrio
Apoyar la pala en clavos dispuestos en la línea del 25% C (cuerda)
niente equilibrar ambas palas tanto en la cuerda como en la envergadura, de manera que sean idénticas, antes de aplicarles los contrapesos.
El objetivo –insisto– es lograr que ambas palas tengan momentos de inercia y distribución de pesos similares en todo su largo y además que pesen lo mismo.
Una excelente idea de C. A. Beaty, consiste en determinar el centro de gravedad (C.G.) de cada pala en forma individual, haciendo que las palas se deslicen sobre un palo cruzado 45° sobre una mesa nivelada, hasta obtener el equilibrio. A continuación se marca la línea de equilibrio. Luego se cruza 90° el mismo palo y se reequilibra el sistema. Donde se cruzan las líneas, tenemos el C.G. de la pala. Debemos procurar que ambas palas tengan el C.G. en el mismo sitio. Luego, cuando las palas estén montadas sobre el balancín, se deberá efectuar un ultimo ajuste de equilibrio antes de colocarlas sobre el cabezal.
3.8. Pasos del equilibrado de palas
3
90° 45° Línea del 25% 90° 45° Fijar el lastre necesario para el balanceo del 25% Fijar el lastre de equilibrado de palas sobre la línea del 25% (a la pala más liviana)NOTA: Los perdigones son solo representaciones del lastre. De acuerdo a la constitución de la estructura de la pala, se usarán los materiales y elementos correspondientes (ver texto). En una pala balanceada, las líneas a 90° y 45° del centro de gravedad (C.G.) deberán coincidir con la línea del 25%. Pala más pesada
Pala más liviana Desfasaje de CG entre palas
Distribuir el lastre medido (el del equilibrado cordal y el del equilibrado de palas), hasta que los CG coincidan.
4
idénticas en espejo, como las alas de un avión.
La fuerza centrífuga generada por las palas, dije que era del orden de las 10 tone- ladas. Les voy a enseñar el modo de calcularla.
Deben partir de la base que el rotor es un elemento que gira y que su diámetro es el que corresponde al punto donde las palas se balancean; no al diámetro externo.
La fórmula es:
Fuerza centrífuga = m rx xw
2
886
m
r = radio en metros medidos desde el cabezal al punto de equilibrio de las palas= masa en kilogramos (peso de las palas) = velocidad angular en revoluciones por minuto (RPM)
w
w
m
r Fcentrífuga
Tomando como ejemplo mi querido «Rara Avis» que tiene un rotor de 8 m. de diámetro que gira a 330 rpm, cuyas palas pesan de 15 kg. cada una y que se balancean a 2,30 m. del centro, obtenemos:
(15x2,3x330 2)/886 = 4.240 kg., durante el vuelo recto y nivelado.
No obstante, Martin Hollmann –ver referencias– recomienda un diseño que contemple 3,5G de carga que corresponden a una velocidad de giro de las palas del doble de RPM. Esto nos podría poner en contacto con una fuerza en la raíz de las palas, en donde se aseguran a la balancín, del orden de las… ¡17 toneladas! Y es este el margen de resistencia del material en ese punto que debemos tomar en cuenta para el desarrollo. Todo el diseño que comentamos, debería aún tener un margen de seguridad de 1,5 para arriba, es decir unas 25 toneladas. Esto es cumplido fácilmente por una barra de aluminio 2024-T3 de 2x5 cm. o de acero de menos que la mitad de esa área.
No voy a aterrorizarlos acerca de la precisión del tracking, ni del balanceo –el tema de la arandela AN– ni de las fuerzas de trabajo ni de carga, porque ya hablé del asunto y si llegó hasta acá no va a cambiar de opinión.
Lo único que le recuerdo, es que debe trabajar Ud. como si le fuera la vida en ello, porque en realidad le va la vida en ello. Así que nada de chapucerías.