ULX-17 (Parte I)

En realidad, el título debería ser: “Cómo el análisis de costos y un capital muy escaso, llevan a cambiar una configuración hasta que poco tiene que ver con aquella inicial.”
Hay que tener en cuenta que como la mayor adquisición de mis conocimientos siempre estuvo orientada a los aviones convencionales, hacia ellos se disparó mi primera visualización mental, manteniéndose inamovible en los primeros diseños que iba plasmando y analizando. Por otro lado, como el diseño partió de la premisa de probar el desempeño en vuelo de diseños de hélices en “algo” que volara con las potencias habituales en paramotores, no existía ninguna razón para permanecer estático con ninguna idea.
Algunas realidades fueron marcando (y obligando a modificar gradualmente) las tendencias de diseño. El motor industrial adaptado, por ejemplo, fue un factor determinante en muchos aspectos no considerados inicialmente. A medida que iba conociendo sus debilidades (y recibiendo información de amigos que lo habían probado), se decide la configuración propulsora para no quitar la turbina de refrigeración. El nivel de trabajo del motor (4 tiempos, con lubricación por “salpicado”) obliga a una mínima variación –que se puede alterar por muy poco tiempo– para que la lubricación se mantenga dentro de los parámetros normales de funcionamiento. Allí comenzó el primer problema importante que no podía ser resuelto en el diseño de un avión convencional (si fuera un motor dos tiempos –o un cuatro tiempos con lubricación forzada–, otra sería la historia), pues como el cambio de actitudes de vuelo para ascenso y descenso son demasiado pronunciadas, había que controlarlo de alguna forma. Aparece, entonces, la idea del “pendular”; pero como al aplicar potencia también altera la actitud dramáticamente (muy notorio en los trikes y autogiros) debido al momento respecto del centro de resistencia al avance y la línea de empuje, se hacía necesario algún control sobre la variación angular del fuselaje y que estuviera en relación directa con la aplicación de potencia; la solución: un pequeño estabilizador (encauzador) ubicado en el flujo de aire de la hélice y que pudiera ser regulado en vuelo (tengo dos versiones: o como incidencia independiente o incorporado al mando del acelerador) . También serviría para experimentar la prevención del “tumbling”, en caso de descarga del ala.
Bueno, con esto creo que van entendiendo el por qué del cambio tan radical de lo que estaba investigando originalmente y cómo llegué a este diseño. Seguiré el análisis (y cómo las soluciones generaban nuevos problemas que debían ser resueltos) en otras entregas y respondiendo preguntas que hagan al correo electrónico personal (no tengo habilitada la entrada de comentarios en el blog).
Para terminar, por hoy, no quiero dejar de agradecer a las siguientes personas, de quienes recibí invaluable ayuda: Edgardo Maffía (autor de “La Biblia de los Autogiros” quién compró el motor y lo donó a la causa), “Beto” Lorenzo (experto en maderas y autor del lbro “Madera – Su uso en la construcción aeronáutica”) y Pablo Iaria (de A.P.A.U.X. – Agrupación de Pilotos de Ultralivianos y eXperimentales), todos ellos aportaron su valioso tiempo, experiencia y muchísima información. No menos ayuda recibí de otras personas que, a lo largo de mi casamiento con la aviación (de la que a veces me divorcio), han colaborado con ideas, información, planos, libros, soluciones de campo, partes, etc.; como Gustavo Brea (helicópteros y autogiros), “Fito” Bikkesbaker y Jorge Alarcón (BAaer), Manuel Mascarello (alas volantes), José Petrik (motores), Claudio Acosta (Pou du Ciel), por nombrar a algunas de las personas más relevantes (voluntaria o involuntariamente) en el diseño del ULX-17 (que aún no tiene nombre), por lo que me disculpo por anticipado por no mencionar a todos en este momento.
Hasta la próxima.

Un cambio radical

No, no es una campaña política. Ocurre que luego de probar 17 configuraciones (con sus 17 estudios completos de estructura, aerodinámica, costos, accesibilidad de materiales, etc.), al fin congelé el diseño final. El mismo no se parece en nada, absolutamente en nada, a lo que venía anticipando. En todos los anteriores, siempre había algo que no cerraba. O era la seguridad o era el costo o la accesibilidad de materiales, en fin... interminable.
Lo único que voy a adelantar es que, el motor, está puesto como propulsor (pusher).
El diseño es extremadamente simple, muy, pero muy barato (y se lo puede hacer tan caro como le dé su bolsillo); acepta diferentes materiales (en mi caso, usaré lo que encuentre en Goya). Muy liviano, es posible (si los números no me han traicionado), que no llegue a pesar más de 70 kg. y que la estructura completa (sin motor ni instrumentos) no cueste más de AR$ 1.000 (U$D 300.-).
Y lo más interesante es que un aporte casual de alguien que aparentemente no entiende mucho (mi hijo Santiago, de apenas 11 años y que me estaba cebando unos mates), fué el causante de toda una revolución que terminó en esto.
El comenzar de nuevo, buscando lo experimentado por otros, releyendo bibliografía, internet, videos, conectando unas ideas con otras, analizando la seguridad, etc., me tomó un buen tiempo; pero creo que, si funciona, estaré volando en muy poco tiempo. Reitero, si funciona.
Luego de los parciales y prácticas de estos días, publicaré algunos gráficos y análisis e inmediatamente comenzaré a construir.

¡Llegó el motor!

El motor GX-390 RR, de Rally-Kart, finalmente pisó suelo correntino.
Con él, se inicia la fase de pruebas de verificación de peso, potencia, torque y revoluciones anunciados. También se analizarán las mejoras posibles para mantener la fiabilidad de uso.
El motor, más compacto de lo que esperaba, se lo ve robusto y con buena terminación general. En principio, se lo va a dejar con las prestaciones anunciadas (20 hp @ 6.000 rpm), para más adelante ir viendo si es conveniente aumentar a mayor potencia, con las recomendaciones de su fabricante y la revisión exhaustiva de sus componentes.
Uno de los puntos que deseo comprobar, es la robustez de la reductora; recuerden que es a engranajes y, además, aún desconozco la longitud total de su eje y sus apoyos. La hélice generará un empuje estático máximo, con esa potencia, de entre 50 kg. y 70 kg. (teórico, según diámetro y paso a determinar) que deberá ser soportado por la reductora, más los efectos de precesión ante los cambios de actitud y un posible desbalanceo de las palas.
Tiene un sensor de cantidad de aceite que, si el nivel del mismo se encuentra por debajo de lo normal, corta el encendido. Esto es muy útil para preservar la vida del motor para la función que fue creado (motor de uso estacionario); pero en aviación, el motor debe seguir funcionando hasta que el piloto decida detenerlo, aún a riesgo de daño definitivo pues es el menor de los males. Por ello, lo primero que se debe hacer es anular este sistema de corte.
El sentido de giro de la reductora, mirando desde ésta hacia la turbina de refrigeración forzada, es anti-horario. Como el eje de la reductora está desfasado respecto al centro longitudinal de la base de abulonamiento, este sentido de giro podría llegar a compensar automáticamente los efectos del flujo de aire en rotación sobre el timón de dirección, a cada cambio del acelerador, si la posición del motor es aprovechada a tal efecto. En caso contrario, habrá que hacer un soporte que haga coincidir la línea de empuje con el eje longitudinal del avión.
Dentro de unos días continuaré este análisis, ya con las herramientas adecuadas.

Motor GX-390 RR (20 HP)

Este es uno de los motores de cuatro tiempos que se podría utilizar en un ULM sencillo y liviano.
Aparentemente está basado en el motor estacionario Honda GX-390 QX www.hondamotor.com.ar/productos-fuerza/motor-gx-390-qx.aspx.
El motor de arriba (foto 1) –que vende la firma cordobesa Rally-Kart (http://www.rally-kart.com.ar/, Argentina)– es el GX-390 RR; desarrolla 20 hp a 6.000 rpm y 46 Nm de torque a 2.500 rpm. Con un kit de potenciación, se pueden elevar las prestaciones.
Lo interesante de este motor, es que ya tiene una reductora incorporada (foto 2) con relación 2:1 que permite que la hélice gire a 3.000 rpm cuando el motor desarrolla sus máximas revoluciones, por lo que la instalación es directa a esta reductora. Viene con un carburador de 27 mm. (foto 3)
Sus dimensiones externas son las siguientes: 396 mm x 395 mm x 550 mm. El peso seco anunciado es de 22 kg.
El precio es de $ 2.200.- (unos U$D 700.-)

Monoplano “Grade-II” 1909

¡Identificado el avión misterioso de “Nihil nobis sub sole”! Se trata del primer avión alemán de creación totalmente autóctona.

Inspirado por el “Demoiselle” del brasileño Santos Dumont, el constructor de motos germano Hans Grade, diseñó y construyó el Grade II, en 1909 (ya había diseñado un triplano en 1907/08). Con él ganó el premio Lanz que se otorgara al primer avión de esa nacionalidad, que completara el circuito en forma de “8” de 1-1/2 milla de longitud.
Los materiales empleados para su construcción son: tubos de acero, bambú, madera, cuerda de piano de acero y tela.
Hans Grade, también construía sus motores; para el tipo A, fabricó uno de dos tiempos, cuatro cilindros en “V”, refrigerado a aire, de 24 hp. Para los modelos siguientes, tanto monoplazas como biplazas de entrenamiento, utilizó uno de 35 hp, de igual aspecto exterior.

Especificaciones:
Envergadura: 10,2 m.
Sup. Alar: 25 m.2
Peso vacío: 125 kg.
Velocidad: 60 km/h

“Madera - Su uso en la construcción aeronáutica”

Trabajar la madera debe ser una de las actividades más reconfortantes para el hombre debido a su calidez y propiedades. Prácticamente la mayoría de las personas, alguna vez trabajó con ella; sin embargo, pocos saben de cuán amplio es el alcance de sus aplicaciones con fines estructurales y, menos aún, que se pueda utilizar para construir aviones.
Para obtener el mejor provecho de este material de la naturaleza, hay que conocerlo. Este libro, escrito por Carlos Alberto Lorenzo (“Beto” para los amigos), trata todo lo referente a la madera orientado a la construcción aeronáutica, desde lo básico hasta profundizar en sus aplicaciones específicas.
En sus tres amplios capítulos, puede interiorizarse de los por qué, para qué, lo que sí y lo que no debe hacer en “Elección y selección de maderas”, “Uso y mantenimiento de herramientas” y “Equipamiento, organización, seguridad y confort del taller de carpintería”

Formato: 20 cm. x 28 cm., 236 págs.
$ 50.- Libro “Madera” + $ 25.- para envío contra reembolso

Para adquirir el libro, envíe un correo a su autor: betolorenzo@cpenet.com.ar
o adquiéralo en la oficina de la F.A.P., por medio de Norma E. Sansone, Anchorena 275, Buenos Aires (Cap. Fed.), tel.: (011) 4865-6985, de 12 a 19 hs.

Ultraflight “Lazair” Serie III

En 1977, luego de visitar Oshkosh (EE.UU.), el estudiante de ingeniería aeronáutica canadiense Dale Kramer, vuelve a su país con los planos del “Super Floater”, planeador diseñado por Klaus Hill. Se basa en el diseño de las alas de este planeador y construye el prototipo de su ultraliviano en 1978. Comienza a vender equipos del mismo para ensamblar en 1979, bajo la firma Ultraflight Sales.
El “Lazair” fue un diseño muy particular para su época y, su permanencia en nuestros días, demuestra lo acertado del diseño y mano de obra. Está motorizado por dos Rotax 185 (de 9,5 hp cada uno) montados en configuración tractora. El ala es muy liviana y aerodinámicamente limpia, su construcción es monolarguera con una “caja de torsión” (D-cell) formada por el larguero y un recubrimiento activo envolviendo todo el borde de ataque. Las costillas son de espuma con cordones de aluminio. El ala se rigidiza a través de un montante por semiala.
El grupo de cola es en forma de “V” invertida, con un mezclador de mando conectado a la palanca y los pedales (la primera serie no tenía pedales), mediante re-envíos delgados de aluminio. Todas las superficies están recubiertas con un material denominado “Tedlar”, muy similar (si no es el mismo) que los usados para recubrir los ultralivianos canard “Falcon” que vemos en la Argentina.
La estructura del fuselaje es muy compacta (en ocasiones, demasiado, como se demostró en “Antropometría”), constando de un tubo de aluminio que une las alas con el grupo de cola y al que se fija la estructura de la “cabina”; todo en tubos de aluminio.
El tren de aterrizaje es convencional y, si bien lleva una rueda auxiliar en la nariz (que lo confunde con un triciclo) ésta cumple sólo una función de protección.
La primera de las series (se construyeron tres versiones), tenía la palanca de mando “colgada” de la parte superior del fuselaje y el mezclador generaba movimientos coordinados entre los alerones y los timones. En esta primera versión, no se instalaron pedales. Originalmente, se utilizaron motores de motosierras McCulloughs de 5,5 hp cada uno. En la serie II, se cambiaron los motores por los Rotax 185, que le daban la potencia necesaria para operar con flotadores y se agregaron pedales y ruedas de cola orientables. En la serie III, se montó la palanca de mando en el piso, se aumentó la distancia entre ruedas y se agregaron frenos individuales. Se instalaron montantines a los montantes, con lo que se logró aumentar su resistencia a las cargas negativas. También se redimensionó la “cabina” para una posición más cómoda del piloto.

Especificaciones:
Envergadura: 36 ft. 3-3/5 in. (11 m.)
Cuerda (C.A.M.): 3,9 ft. (1,2 m.)
Superficie alar: 142 sq.ft. (13,2 m.2)
Peso vacío: 220 lb. (99,8 kg.)
Carga útil: 200 lb. (90,7 kg.)
Peso máximo: 420 lb. (190,5 kg.)
Carga alar: 2,96 lb./sq.ft. (14,4 kg./m.2)
Cap. combustible: 5 gal. (19 litros)
Alcance: 144 s.m. (230 km.)
Dist. Despegue: 120 ft. (36,5 m.)
Dist. Aterrizaje: 75 ft. (23 m.)
Vel. Máxima (V.N.E.): 55 mph (88,5 km/h)
Vel. Crucero: 40 mph (64 km/h)
Vel. Pérdida: 20 mph (32 km/h)
Vel. De ascenso: 375 fpm (114 m/min)
Relación L/D: 13 a 1

Factor de carga: +4 G –2 G
Potencia: 2 x 9,5 hp, Rotax 185
Construcción (est.): —