Alguna vez has pensado en hacerte un avión RC, pero te ha parecido demasiado complicado? Yo pensaba lo mismo, pero decidí que podía hacerlo y de ahí nació #Cutrecraft el avión radio control DIY y de bajo presupuesto!. He descubierto que no es tan difícil como parece y que con tan solo unos cartones y un kit de radiocontrol se puede volar algo simple.
Decidí empezar este proyecto (que se puede terminar en tan solo 1 semana), ya que a veces es mejor ponerse manos a la obra, fallar y aprender, que dedicarse durante mucho tiempo a pensar y diseñar un avión radio control con todo bien atado. Con mi experiencia (nula) en el diseño ni fabricación, el avión iba a fallar tanto si me paraba a pensar, como si lo hacía un poco a lo loco. Así qué me puse manos a la obra…
En este post vamos a ver una introducción teórica al porque vuelan los aviones y aun no voy a explicar como lo monté. Sin embargo, te recomiendo que vayas pidiendo lo que necesites si quieres hacer uno. En mi caso busque un par de cosillas en Aliexpress que es lo mínimo que necesitas:
- Servos 9g: Aliexpress
- Kit Motor + ESC + hélices: Aliexpress
- Alguna batería LiPo.
¿Qué sabía yo de teoría?
Antes de empezar a trabajar y explicar en qué pensé al montar #Cutrecraft, tenemos que tener unas nociones básicas sobre los vuelos. ¿Porqué vuelan los aviones? ¿Qué necesitamos para poder pilotar un avión? Voy a intentar responder brevemente a estas preguntas, de manera que tengáis una primera idea de las dinámicas de los aviones.
¿Cómo funcionan las alas?
Primero, como vuelan los aviones? De manera resumida, un avión vuela por la mezcla de varios efectos, pero principalmente tres: el efecto Venturi, la tercera ley de Newton y el efecto Coanda .
El primero de ellos, el efecto Venturi, consiste en el que un fluido al acelerarse disminuye su presión mientras que al ir más despacio aumenta. En los aviones está provocado por la forma curva del ala: el aire de la parte superior tiene que acelerarse con respecto a la parte inferior. Esto hace que aparezca una diferencia de presión entre la parte superior e inferior del ala, provocando un efecto ‘succión’ de la parte superior, tirando del avión hacia arriba.
El segundo fenómeno, la tercera ley de Newton, dice que cualquier fuerza que exista tiene que tener una igual y de sentido contrario. En el caso de nuestro avión, cuando el aire choca contra el ala, este es empujado hacia abajo y, según la tercera Ley de Newton, como estamos ejerciendo una fuerza hacia abajo, aparece otra en el ala que la empuja hacia arriba.
Dinámica del Ala
El efecto de la tercera Ley de Newton, es ayudado por el efecto Coanda, por el cual los líquidos se quedan pegados a las superficies hasta que son despedidos, en este caso por el borde del ala. Como la parte de atrás del ala tiene una ligera inclinación hacia abajo, este aire es expulsado hacia abajo, provocando una reacción que empuja al avión hacia arriba (gracias otra vez a la tercera Ley de Newton)
¿Cómo se mueven los aviones?
Hasta ahora todo muy bonito, podemos acelerar un avión y que se levante. Aún así seguramente según se intente levantar se irá al suelo sin remedio alguno. Para que el golpe no sea tan bruto y se pueda controlar la caída, los aviones tienen lo que se llaman superficies de control. Estas son partes del avión se que mueven para controlar el flujo de aire a través del avión y de esta manera controlar el movimiento de este.
Los aviones de radiocontrol tienen principalmente tres grupos de superficies de control: alerones, elevadores y timón de cola (1, 2 y 3 respectivamente en la imagen). Estos tres grupos permiten, respectivamente: Alabeo, Cabeceo y Guiñada. Teneis una explicación más detallada en la Wikipedia. Sin embargo, ahora iremos viendo un poco por encima como funcionan estos tres grupos de superficies.
Fuerzas de las superficies móviles
En primer lugar, los alerones están situados en las alas principales. Estos se mueven de manera asimétrica (cuando uno sube el otro baja y viceversa) y permiten al avión girar sobre su eje longitudinal. Lo más importante que hay que saber de los alerones es que cuanto más cerca estén de la punta del avión más ágil y nervioso va a ser nuestro avión. Esto se debe a que si están situados en el extremo del ala el momento de giro que aplican al avión es mayor. Es como si fuera una puerta, y el centro del avión las bisagras. Si haces la misma fuerza en la manilla de la puerta (lejos de las bisagras) y cerca de las bisagras, en el extremo se moverá mucho mientras que en el parte más interior apenas moverás la puerta. Esto mismo sucede en el avión.
El segundo grupo más importante son los elevadores que están en la cola. Generalmente estos se mueven de manera simétrica ya que están pensados para subir o bajar la cola, y de esta manera apuntar el avión hacia abajo o hacia arriba. De este grupo hay que tener en cuenta la distancia entre las alas principales y todo el conjunto trasero. Cuanto más alejados estén, más estable será el avión en vuelo y mejor se podrá pilotar.
Por último está el timón de cola, la superficie vertical de la cola del avión. Este es la superficie de control que menos vas a usar al volar tus aviones RC. En aviones comerciales se usa para los aterrizajes con mucho viento lateral y en vuelo a baja velocidad. En aviones RC lo podrías usar en los mismos casos, pero aun así es el que menos usarás en vuelo.
Y cómo lo propulsamos?
Lo último que queda es añadir el sistema que le de velocidad al avión. En nuestro caso, como ya os he dejado arriba vamos a irnos a un motor brushless con una hélice en el centro. Es el método más sencillo y consiste en un hélice que empuja el aire hacia atrás, generando una fuerza opuesta hacia delante (Os suena de la tercera ley de Newton?). Aunque hay muchos métodos diferentes, la hélice es la más sencilla y barata de implementar.
Y esto es todo, lo básico que yo sabía cuando me embarque en la aventura de diseñar y montar un avión RC low cost. Si quereis más información, la podéis encontrar en la propia página del proyecto: Enlace.
En breves el siguiente post con toda la información sobre el montaje más detallado.
