Cari amici
è da un pò di tempo che avevo intenzione di scrivere qualche piccolo articolo su alcune astuzie che ogni modellista può attuare durante la sua "carriera" di costruttore di aeromodelli. Perdonatemi se oso così tanto, ma spero che questi brevi articoli che andrò a descrivere possano servire a chi, come me, hanno cercato di intuire, carpire, "rubare", talune idee per arrivare, poi, ad avere un risultato consono al problema che ci siamo prefissati di risolvere. Premetto che con gli articoli che seguiranno, non ho la presunzione di insegnare nulla a nessuno, ma spero semplicemente di suscitare curiosità ai tanti amici modellisti, in modo da corregermi in talune sezioni che quest'ultimi reputano poco chiare o in parte incomplete. In questa pagina vorrei esporvi è come, empiricamente, sia possibile la determinare la spinta che un motore brushless può esercitare su di un aeromodello.
A tal proposito, armati di buona pazienza procuriamoci un pò di materiale per poterci costruire il necessario per procedere alla determinazionde di detta spinta.
Personalmente ho utilizzato del comune multistrato di spessore tale da consentirmi di poter agganciare ad una estremità il motore che vorrei testare. Ho realizzato, per tanto, un supporto a forma di L considerando che il lato più lungo è doppio rispetto a quello più corto (alla fine capiremo il perchè).
Fatto questo, commentiamo qualche breve calcolo per capire come avviene la trasmissione della forza esercitata, da parte del motore allo strumento che ci consente di misurare tale spinta. Lo strumento in questione è una comunissima bilancia, meglio se digitale perchè più chiara nella interpretazione.
Procediamo per ordine.
Vi prego di non spaventarvi per le equazioni che seguiranno perchè sono di semplice interpretazione e cercherò di spiegare passo passo cosa si sta facendo.
Cominciamo con l'osservare la figura sottostante.

Distinguiamo una forza F di colore arancio e una forza R contornata dal colore rosso. La prima forza (F) è riferita alla trazione data dal motore, mentre la seconda si riferisce a quella (R) trasmessa sulla bilancia. Inoltre noterete, un vincolo applicato nel punto A, chiamato cerniera, che ci consente solo la rotazione intorno al prorpio asse geometrico (vedi qui ) ed infine le dimensioni della struttura a forma di "L".
Credo che ci sia tutto. Ah no! dimeticavo una cosa importante per i calcoli. Il sistema di riferimento per la determinazione dei segni all'interno delle nostre equazioni.
Si condiderino positive le forze che puntano verso l'alto e verso destra, rispettivamente, lungo gli assi y e x, mentre per i momenti, si è scelta la rotazione oraria come verso positivo. Ora credo ci sia davvero tutto!
Utilizzando le equazioni cardinali della statica (leggere qui) otteniamo che: In parole avremo che:

• La somma di tutte le forze orizzontali devono essere pari a 0
• La somma di tutte le forze verticali devono essere pari a 0
• La somma di tutti i momenti devono essere pari a 0

Infine consideriamo le reazioni vincolari della cerniera: e
Otteniamo così le seguenti equazioni:


Svolgendo le equazioni appena scritte si avrà:

La prima equazione ci dice che la reazione vincolare orizzontale della cerniera, avrà verso discorde rispetto alla forza F (punterà verso sinistra così come abbiamo stabilito nella convenzione dei segni).
Al nostro scopo ci dice pochino, ma è sempre utile capire come va tale reazione vincolare.
A questo punto, risulterà molto interessante svolgere la terza equazione per poi capire effettivamente R quanto vale.

Ci siamo: come si evince da questa equazione il valore di R è giusto il doppio di quello di F. Per tanto a noi basterà dividere per 2 per avere il valore reale. Questo piccolo stratagemma ci può tornare utile se possediamo bilance non molto precise in modo da avere un valore più grande e più leggibile sulla scala di lettura.
Graficamente sarà:
Come riprova a ciò che si è detto, basta prendere la seconda equazione ed effettuando le opportune semplificazioni e dando ad "a", ad esempio, il valore 1, otteniano che F = R/2 Ribadisco che con questo breve articolo, non voglio avere la presunzione di insegnare nulla e per tanto ogni critica, precisazione o quant'altro di costruttivo sarà ben accetto.
Grazie per la pazienza.
Emiliano