PYLON

(τ/κ αγωνιστικά ταχύτητας)

Α' μέρος

[ Β' μέρος ] - [ σχέδιο Q-500 ]

  Το άρθρο αυτό συντάχθηκε από τον Νίκο Κατσαρά, για να περιληφθεί στο Εγχειρίδιο Στελεχών Αερομοντελισμού τον Μάϊο του 1991. Οι προσπάθειες του Νίκου την δεκαετία του '90 απέδωσαν καρπούς. Οι περισσότεροι που έτρεξαν στο pylon, παρακινήθηκαν από τις προσπάθειες και τα άρθρα του.

Μπορεί σήμερα οι "παϋλονάδες" στην Ελλάδα να είναι λίγοι, λόγω του μεγάλου κόστους που υπεισέρχεται στην αγωνιστική αυτή κατηγορία, αλλά η Ελληνική Εθνική Ομάδα έχει να παρουσιάσει ικανοποιητικά αποτελέσματα στον διεθνή χώρο.

Είναι προφανές ότι από το 1991 έως σήμερα έχουν αλλάξει πολλά τεχνικά πράγματα, αλλά το άρθρο δεν μπορεί να θεωρηθεί εκτός χρόνου, ή εκτός πνεύματος.

Ο ενδιαφερόμενος να ξεκινήσει στην κατηγορία Pylon θα βρεί στο άρθρο πολλές χρήσιμες οδηγίες που ισχύουν και σήμερα και θα ισχύουν και για τα επόμενα χρόνια.

Σημείωση: Στο κείμενο αναφέρεται η "Ε.Ο.ΑΜ", η τότε δραστήρια "Ελληνική Ομοσπονδία Αερομοντελισμού". Επίσης έχει περιληφθεί και κείμενο από σχετικό άρθρο του Ν.Κ. που δημοσιεύτηκε στον "Αερομοντελιστή"

Ι.Κ.

PYLON RACING

ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ

Στα μοντέλα αρχικά οι αγώνες ήταν σε τοπικό επίπεδο λεσχών, με ότι κανονισμούς ήθελαν οι ίδιοι να εφαρμόσουν. Η εξάπλωση ήταν γρήγορη και σύντομα η ΑΜΑ θεσμοθέτησε κατηγορίες και κανονισμούς για τις ΗΠΑ.

Σε διεθνές επίπεδο οι πρώτοι αγώνες έγιναν το 1985 στις ΗΠΑ. Τους κέρδισαν οι άγνωστα μέχρι τότε Τσέχοι αδελφοί Malina. Από τότε έγιναν 3 παγκόσμιοι αγώνες με νικητές πάντα Αμερικάνους.

Αριστερά: Super Tigre Q500. Δεξιά: Nelson Q500
Η φθηνή και η ακριβή λύση.

Παρατηρήστε την πρόσθετη βάση στερέωσης στο πίσω μέρος των κινητήρων.

Ενα ARF Q500, μόλις βγήκε από το κουτί.

Ενα σύγχρονο F3D.

ΑΓΩΝΙΣΤΙΚΕΣ ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ

Πολλοί παραπονούνται σήμερα ότι θέλει πια αρκετή φαντασία για να αναγνωρίσει κανείς το πρωτότυπο. Το θετικό είναι ότι τα μοντέλα είναι τουλάχιστον αναγνωρίσιμα σαν αεροπλάνα και όχι σαν τα περίεργα κατασκευάσματα (πρωτότυπα) των αντίστοιχων δέσμιιων.

Πέρα από την FAI μπορεί βέβαια σε τοπικό ή εθνικό επίπεδο κάθε ομοσπονδία ή λέσχη να θεσπίσει δικούς της κανονισμούς ή κατηγορίες πράγμα που έγινε. Αρχίζοντας με τις ΗΠΑ, υπάρχει κατά ΑΜΑ η Formula 1 που μοιάζει πολύ με την F3D αλλά με μπόλικο "νίτρο" και ελεύθερες εξατμίσεις, τα Quarter Midget με .15 κ.ι., τα Quicky 500 με .40 κ.ι. και τα 1/2 Α με .049 κ.ι. Στην Αγγλία έχουνε την Sport 40 και την Club 20.

Στην Ελλάδα η Ε.Ο.ΑΜ. έχει θεσπίσει τρείς κατηγορίες: την F3D κατά FAI, την κατηγορία Sport και την Quicky 500 και σ' αυτές θα σταθούμε περισσότερο.

Κοινό σημείο και των τριών Ελληνικών κατηγοριών είναι το όριο κυβισμού 6.6 κ.ε. ή .40 κ.ι. και η απαίτηση για απογείωση από το έδαφος. Επίσης σε καμμία κατηγορία δεν επιτρέπονται μη συμβατικά αεροπλάνα, δηλ. δελταπτέρυγα, ιπτάμενες πτέρυγες, canard κ.λ.π. Οι προδιαγραφές έγιναν με γνώμονα αυτές της FAI. Παρ' ότι τίποτα δεν μας εμποδίζει σε τοπικό επίπεδο να θεσπίσουμε ότι θέλουμε, η Ε.Ο.ΑΜ. θεώρησε ότι θα έπρεπε να μείνουμε στα όρια και στο πνεύμα της FAI και να στοχεύσουμε προς την κατεύθυνση αυτή.

F3D FAI

Το πρόβλημα βέβαια δεν είναι στα αεροσκάφη αλλά στους κινητήρες - έλικες - εξατμίσεις. Ενδεικτικά πάλι σας αναφέρω όσους ξέρω ότι παράγονται αλλά οι "παϋλονάδες" δεν βασίζονται στον εργοστασιακό κινητήρα. Πέφτει πολύ γαργάλημα.

OPS 30 SPP PYL, Super Tigre X40, OS 40 XRP, MVVS 40 Rl RE, Nelson Pylon special. Ολα είναι με πίσω εισαγωγή, πίσω εξάτμιση, χωρίς "γκάζι" (σκέτο τεράστιο venturi). Αν και για την OPS και την Super Tigre ξέρω ότι παράγονται και καρμπυρατέρ με βαρελάκι.

Οι εξατμίσεις είναι πάντα συντονισμένες πίπες διπλού κώνου χωρίς σίγανση. Πολλοί από τους κατασκευαστές κινητήρων pylon φτιάχνουν και δικές τους πίπες. Το πρόβλημα είναι στην ρύθμιση τους. Στις στροφές που γυρίζουν (22.000-23.000 στο έδαφος, 26.000 στην πτήση) το μήκος της πίπας γίνεται ιδιαίτερα κρίσιμο και εξαρτάται και από την θερμοκρασία, την υγρασία, το υψόμετρο κ.λ.π. Φυσικά με τέτοια χρήση, εμβολοχιτώνια, ρουλεμάν, μπιέλες κ.λ.π. δεν ζουν πολύ και απαιτείται ικανοποιητικό stock ανταλλακτικών. Κανένας δεν κατεβαίνει σε αγώνες χωρίς τουλάχιστον δεύτερο αεροπλάνο και μερικούς κινητήρες. Ενδεικτικά η Αμερικάνικη ομάδα στο παγκόσμιο πρωτάθλημα της Αυστραλίας είχε μαζί της stock μπουζί αξίας $ 500.

Οι έλικες είναι άλλο πρόβλημα. Ο καθένας φτιάχνει τις δικές του ανάλογα με τον κινητήρα του, το αεροπλάνο του και ότι άλλο νομίζει. Οι διάμετροι είναι συνήθως 7,5 - 8 ίντσες και το βήμα 6,5 - 7,5 ίντσες.

QUICKIE 500

Λέγονται "Quickie" γιατί κατασκευάζονται γρήγορα και εύκολα, "500" δε, γιατί τόση είναι η επιφάνεια των φτερών τους σε τετραγωνικές ίντσες (32,35 τ.π.). Αυτή η επιφάνεια είναι ανεπτυγμένη σε παραλληλόγραμμη μορφή με εκπέτασμα 50 ίντσες (127 εκ) και χορδή 10 ίντσες (25,4 εκ). Είναι ψηλοπτέρυγα ή χαμηλοπτέρυγα με κοινούς εργοστασιακούς 40ρηδες κινητήρες και κοινή εξάτμιση. Ο κινητήρας είναι ακάλυπτος ή δε άτρακτος ένα απλό τετράγωνο κουτί. Επειδή τα μοντέλα αυτά έχουν σχεδιαστεί και εξελιχθεί για τον συγκεκριμένο αγώνα, διαφέρουν ελάχιστα μεταξύ τους. Φτιάχνονται δε όλα σε σύντομο χρόνο και πετάνε εύκολα και χωρίς προβλήματα. Με μικρότερο κινητήρα θα κάνανε για εκπαιδευτικά.

Οποιοσδήποτε μπορεί να σχεδιάσει και να κατασκευάσει ένα τέτοιο κουτί. Τα όρια και οι περιορισμοί αναφέρονται στους κανονισμούς.

Ξεκίνησε στις ΗΠΑ σαν μία προσπάθεια να κάνει το Pylon Racing προσιτό και δημοφιλές σε όλους τους μοντελιστές. Οταν πρωτοξεκίνησε σε κάποια λέσχη στις ΗΠΑ, όλοι χρησιμοποιούσαν τα ίδια μοντέλα με τους ίδιους κινητήρες και έλικες με σκοπό να μετρήσει η δεξιοτεχνία και μόνο. Αυτό βέβαια δεν είναι ούτε εφικτό, ούτε επιθυμητό για μας και έτσι περιοριστήκαμε στο να γράψουμε τις προδιαγραφές για ένα απλούστατο αεροπλάνο με κοινούς κινητήρες μέχρι 6,6 κ.ε. (.40) και έλικες εμπορίου. Κάτι δηλαδή που ο καθένας μπορεί να βρεί στην αγορά της Ελλάδας. Μέσω ενός συναδέλφου βρήκαμε και ένα σχέδιο το οποίο τελικά χρησιμοποιήσαμε όλοι για ευκολία, χωρίς να είναι απαραίτητο ή περιοριστικό.

θα ήθελα να επιμείνω στον σκοπό αυτής της κατηγορίας που είναι η απλότητα και το χαμηλό κόστος. Ενα βασικό τετρακάναλο μοντελάκι που δεν απαιτεί (και δεν βελτιώνεται από) καμμιά ιδιαίτερη αεροδυναμκή ή τεχνική επέμβαση, πετάει εύκολα (σχεδόν εκπαιδευτικό με μικρότερο κινητήρα) και δίνει σε όλους την ευκαιρία να γνωρίσουν την χαρά ενός αγώνα pylon. Για όποιον θέλει να μπει στα βαθειά νερά της F3D συνιστώ να αρχίσει να μάθαινει να κολυμπά με ένα Q 500. Ετσι θα παρασύρει και άλλους γιατί αγώνας χωρίς συναγωνισμό δεν γίνεται.

SPORT

Επίσης οποιοδήποτε μοντέλο F3D χωρίς τους εξεζητημένους κινητήρες της κατηγορίας αυτής κάνει για Sport. Νομίζω πως είναι ένα επόμενο στάδιο για όποιον θέλει κάτι πιο γρήγορο και εμφανίσημο απ' το Q 500 χωρίς να πρέπει να μπεί στα έξοδα και τους μπελάδες της F3D. Μόλις εφέτος η FAI ενέκρινε προσωρινούς κανονισμούς γι' αυτή την κατηγορία.

Οι απαιτήσεις κινητήρων και για τις δύο τελευταίες κατηγορίες είναι οι ίδιες. Οποιοσδήποτε 40ρης είναι κατάλληλος. Οσο πιο δυνατός τόσο καλύτερα. Το τι υπάρχει στην Ελληνική αγορά δεν χρειάζεται να σας το πω, το ξέρετε. Διεθνώς η Fox, η Webra και ο Nelson έχουν βγάλει ειδικούς κινητήρες για Q 500. Αλλά και στους έλικες τα πράγματα είναι το ίδιο εύκολα: 9-6,9-7,10-6,10-7. Οτι ταιριάζει στο μοντέλο του καθενός.

ΑΕΡΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΧΕΔΙΑΣΗ, ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ

Οι απαιτήσεις ενός μοντέλου Pylon Racing είναι:

• Να πετάει γρήγορα
• Να μη στολάρει και χάνει μεγάλη ταχύτητα στις στροφές.
• Να μη ρίχνει "μούρη" και χάνει ύφος στις στροφές.
• Να είναι γερό για να αντέχει στις μεγάλες φορτίσεις που υφίσταται κυρίως στις στροφές.
• Να είναι ελαφρύ ώστε να επιταχύνει γρήγορα μετά την έξοδο από τις στροφές.
• Να είναι ευέλικτο αλλά σταθερό στην πτήση και τους χειρισμούς.

Η αεροτομή

Φαίνεται πως ο καθένας κάνει ότι θέλει εμπειρικά. Παρατηρώντας τα kit και τα σχέδια, βλέπουμε λεπτές αεροτομές με το μέγιστο πάχος γύρω στο 40-50% της χορδής, με ελάχιστο camber στην ρίζα (ημισυμμετρικές), που αυξάνεται προς το ακροπτερύγιο. Ο κίνδυνος να χάσει την στήριξη του κάποιο ακροπτερύγιο σε μια κλειστή στροφή είναι μεγάλος και δεν μπορεί να αντιμετωπισθεί με washout γιατί στις μεγάλες ταχύτητες όπου η γωνία προσβολής είναι μικρή, τα ακροπτερύγια θα έδιναν ενδεχομένως αρνητική άντωση. Ετσι η λύση που εφαρμόζεται είναι τα ακροπτερύγια να έχουν αεροτομές που αντέχουν σε μεγαλύτερες γωνίες από την ρίζα και παράλληλα σε μικρές γωνίες προσβολής να παράγουν άντωση.

Σε ένα αεροπλάνο pylon που προσπάθησα να σχεδιάσω μόνος μου, χρησιμοποίησα δύο αεροτομές που βρήκα σε ένα Γερμανικό περιοδικό, όχι γιατί τις μελέτησα, αλλά γιατί δεν είχα τίποτα καλύτερο. Την δουλειά τους την κάνανε, τουλάχιστον όσον αφορά την αντοχή τους σε μεγάλες γωνίες. Αργότερα, ένας Γερμανός φίλος μοντελιστής μου μετέφρασε το σχετικό άρθρο του σχεδιαστού αυτών των αεροτομών, θα αναφέρω μόνο τον επίλογο που έλεγε ότι οι αεροτομές αυτές ήταν μία βελτίωση της Eppler 220 για να ελαττώσει μια μικρή αύξηση της οπισθέλκουσας σε πολύ μικρές γωνίες προσβολής κατά την έξοδο από τον πυλώνα "1". Το προβλεπόμενο πρακτικό όφελος είναι της τάξεως του 3% στον χρόνο. Δηλαδή στα 80 δευτερόλεπτα που διαρκεί ο αγώνας σε πρωταθλητικό επίπεδο η πιθανή βελτίωση είναι 2-3 δευτερόλεπτα. Μακάρι κάποτε να φτάσουμε να μας λείπουν 2 δευτερόλεπτα για τον τίτλο του παγκόσμιου πρωταθλήματος. Τώρα είμαστε ακόμα μακρυά και προτείνω να περιοριστούμε στις δοκιμασμένες λύσεις των kits και των σχεδίων.

Οι αεροτομές των pylon επιλέγονται νια τον μικρό τους συντελεστή οπισθέλκουσας (Cd) και με ικανοποιητική άντωση στην ευθεία και τις ήπιες κλειστές στροφές. Ο συμβιβασμός είναι αναγκαίος εδώ γιατί ένα φτερό με ιδανικά χαρακτηριτικά στις ευθείες μπορεί να έχει κακά χαρακτηριστικά στις στροφές ή και αντίθετα.

Συνήθως χρησιμοποιούνται ημισυμμετρικές αεροτομές νηματικής ροής (laminar) πάχους περίπου 8% υπολογισμένες για κλίσεις 60ο έως 70ο. Μέσα σ' αυτές τις γωνίες το μοντέλο "τραβάει" μεταξύ 2 & 4 g και στις αντίστοιχες γωνίες προσβολής η οπισθέλκουσα δεν είναι μεγάλη.

Βάλε όμως το μοντέλο σε κλίση 80ο και τα g αυξάνονται στα 6 ενώ στις 85ο τα g γίνονται διψήφια και η οπισθέλκουσα αυξάνει αλματωδώς. Τραβώντας 10 και 12 g δεν στοιχίζει μόνο σε ταχύτητα. Ενα μοντέλο 2 κιλών αρχίζει τώρα να ζυγίζει 20 και 24 κιλά αντίστοιχα που εισάγει προβλήματα αντοχής.

Το σκάφος

Φτιάξε τα ακροπτερύγια όσο το δυνατόν ελαφρύτερα. Μεγάλη μάζα στα ακροπτερύγια σημαίνει αδράνεια στην περιστροφή που δεν βοηθάει ούτε την είσοδο ούτε την έξοδο από τις στροφές.

Να θυμάσαι πάντα ότι το βαρύ μοντέλο μειονεκτεί απέναντι στο ελαφρύ. Οπου μπορείς βάλε ελαφρύτερη ξυλεία και φινίρισέ το με ελαφρύ υλικό. Κατάλληλο είναι το πλαστικό επενδυτικό φίλμ.

Η αεροδυναμική καθαρότητα παίζει σπουδαίο ρόλο. Πρέπει να είναι αλφαδιασμένο και οι επιφάνειες του λείες. Οι απώλειες από τριβές στις μεγάλες ταχύτητες αυξάνουν γεωμετρικά.

Εκτός από τα Q 500 που λίγα πράγματα μπορούν να γίνουν, πρέπει να αποφεύγονται απότομες μεταβολές στο σχήμα της ατράκτου, τα φτερά και η ουρά να ενώνονται με την άτρακτο με φιλετάκια και όσο το δυνατόν να μην εξέχει τίποτα στον αέρα σαν σκαλοπάτι. Κατά το δυνατόν τα χορνάκια και οι ντήζες να είναι κρυμμένα, οι επιφάνειες ελέγχου (πηδάλια) να εφαρμόζουν καλά και να μην χρειάζεται λόγω κακής κατασκευής να κρατάμε πουθενά τριμ.

Το σύστημα προσγειώσεως να έχει το ελάχιστο ασφαλές μήκος. Παπουτσάκια στους τροχούς και αεροδυναμική κάλυψη του ατσαλοσύρματος δεν συνιστώνται. (Στα Q 500 δεν επιτρέπονται). Αν είναι σωστά προσανατολισμένα στην τοπική ροή του αέρα, ελαττώνουν σημαντικά την οπισθέλκουσα αλλά σε οποιαδήποτε άλλη γωνία είναι χειρότερα από το να μείνουν τα σκέλη ακάλυπτα και ο προσδιορισμός της σωστής γωνίας είναι δύσκολος αν όχι ακατόρθωτος. Στα παγκόσμια πρωταθλήματα κανείς δεν τα χρησιμοποιεί.

Η εγκατάσταση

Η δεξαμενή καυσίμου πρέπει να αρκεί για τις δικές μας απαιτήσεις για 3 λεπτά περίπου, μια που ο κάθε γύρος δεν διαρκεί πάνω από 2 λεπτά. Επειδή δουλεύουμε τους κινητήρες στο μέγιστο των στροφών τους, μια μεγάλη δεξαμενή σημαίνει μεγάλη αλλαγή στην στάθμη του καυσίμου με κίνδυνο να υπερθερμάνουμε τον κινητήρα.

Η μόνη μικρή δυσκολία είναι η εγκατάσταση των σέρβο στην άτρακτο των Q 500 γιατί είναι πολύ στενή και ρηχή. Με πολύ σκέψη και λίγο στρίμωγμα στο τέλος θα χωρέσουν.

[ Β' μέρος ] - [ σχέδιο Q-500 ]