Come si costruisce un modello semiriproduzione a ventola intubata ...

Come si costruisce un modello
semiriproduzione
a ventola intubata elettrica
giuseppe ghisleri
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Lo Skylancer era da molto tempo nella
mia lista dei modelli “da costruire”
ed il fatto di aver provato lo Skyray della
Scorpio mi ha convinto che era giunto il
momento. Dico questo perché il Douglas
F5D-1 Skylancer non è altro che la versione
avanzata del Douglas F4D-1 Skyray, ed
è basato sulla stessa ala. Lo Skylancer non
andò oltre lo stato di prototipo (ne furono
costruiti solo quattro esemplari), sopravanzato,
c’è chi dice per ragioni politiche
e non per meriti intrinseci, dal Crusader.
In pratica, fatte le debite proporzioni, tra
il mio Skylancer, esemplare unico, e lo
Skyray della Scorpio, del quale vennero
costruiti moltissimi esemplari, c’è lo stesso
rapporto anche progettuale che c’è tra i due
aerei veri. Sì, d’accordo, forse esagero,
ma un fondo di verità c’è!
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Caratteristiche generali
• Lunghezza: 16,40 m
• Ap. alare: 10,21 m
• Altezza: 4,52 m
• Sup. alare: 51,7 m²
• Peso a vuoto: 7.912 kg
• Peso max decollo: 12.733 kg
• Motore: Pratt & Whitney J57-P-8
Prestazioni
• Vel. massima: 1.590 km/h
• Tangenza: 17.500 m
• Rateo di salita: 105,3 m/s
• Spinta/Peso: 0,65
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Due dei quattro Skylancer costruiti furono as-
segnati alla NASA per lo sviluppo di alcuni pro-
grammi. Uno dei due aerei (NASA 213) venne
affidato a Neil Armstrong, destinato di lì a pochi
anni ad essere il primo uomo sulla luna.
Oggi lo Skylancer 213 fa bella mostra di sé
come “gate guardian” dell’Armstrong Air &
Space Museum di Wapakoneta, Ohio.

Penso che la costruzione del modello
richieda solo qualche indicazione
sui particolari meno abituali.
In un’epoca in cui la maggior parte
degli aeromodellisti è attratta dal
“pronto al volo” a buon prezzo, immagino
che ben pochi lettori (o più
probabilmente nessuno) si metterà
a costruire lo Skylancer.
Quei pochi che vorranno imbarcarsi
in questo progetto, saranno
senz’altro aeromodellisti di vecchio
stampo e per “vecchio” intendo fare
riferimento al modo d’intendere il
modellismo, non all’età del soggetto!
Aeromodellisti quindi dotati dell’esperienza
necessaria per affrontare
e risolvere i problemi costruttivi
che si presenteranno via via.
La parte più impegnativa è stata
quella relativa alla modellazione
solida dello Skylancer, dato che ho
usato un programma a me completamente
sconosciuto. Mi è costata
“sangue, sudore e lacrime” ed ha
preso, in termini di ore, più tempo
che la costruzione vera e propria,
ma l’ho considerata come una sfida
personale. Alla fine, la guerra con
le insidie del programma ha volto
trionfalmente a mio favore.
Dopo aver costruito il Panther,
presentato sul secondo numero di
FlyOff da Giuseppe Rumor, ho
deciso di farlo volare solo dopo la
realizzazione dello Skyray della
Scorpio, vista la spinta ottenibile
con un pacco 3s2p LiPo da 2000
mAh.Però, dopo aver visto il miglioramento
di prestazioni ottenibile con
i nuovi pacchi 4s1p da 3200 mAh
che consentono una scarica continua
di 20 C (64 A) e prestazioni che
niente hanno da invidiare ai migliori
modelli con ventole a scoppio, mi è
venuta la voglia di realizzare un modello
con la Fantex annegata in un
condotto costruito come “si deve”
per valutare la differenza di presta-
Dall’alto: il master della fusoliera
è quasi completo e non resta che
verificare il perfetto adattamento
delle ali. Il master, rivestito in
tessuto di carbonio, verrà successivamente
svuotato sciogliendo il
polistirolo col diluente. Un particolare
dell’alloggiamento della
ventola col condotto d’uscita.
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zioni rispetto al sistema Scorpio che,
per favorire la semplicità di costruzione,
prevede che la ventola se ne
stia praticamente all’aria aperta.
Il modello è in scala, fatta eccezione
per la dimensione delle prese d’aria.
Purtroppo le ventole richiedono che
i condotti causino meno perdite di
carico possibile. Tradotto in pratica,
ciò significa che l’energia che il
motore trasferisce alla ventola deve
finire all’aria trattata nella maggior
quantità possibile. Le perdite di
energia causate da brusche deviazioni
del flusso, da prese piccole
e con i bordi non arrotondati, si
traducono in perdita di spinta e tutti
sappiamo che le ventole non ne
hanno mai in abbondanza.
La sezione delle prese dev’essere
almeno uguale all’area spazzata
dalla girante ed il condotto va
disegnato in modo che le variazioni
nella forma della sezione non si
traducano in variazioni dell’area
trasversale che dev’essere il più
possibile costante.
Lo stesso discorso vale per lo
scarico, che deve avere un’area pari
al 90-95% dell’area spazzata dalla
ventola. Qualsiasi cosa che sporga
o non sia carenata opportunamente,
provoca perdite più o meno grandi.
Particolare attenzione ho posto nel
carenare il motore che, essendo la
Fantex una ventola propulsiva, si
trova davanti alla girante.
Un cono opportunamente sagomato,
realizzato in fibra di vetro da 120
g/dm 2 su di una sagoma a perdere in
polistirolo, ha risolto il problema.
Il cono è indipendente dal motore
ed è sostenuto da due alette che si
avvitano sui sostegni in compensato
esterni al condotto. Le
alette hanno uno spessore ed una
struttura diverse per permettere di
carenare anche i cavi d’alimentazione
e di controllo del motore.
Nessuna carenatura è stata posta
dietro alla girante visto che il
costruttore ha già provveduto con-
Un condotto di aspirazione in
fase di laminazione ed uno finito.
Un dettaglio del condotto montato
in fusoliera ed il modello finito
e stuccato, pronto per la carteggiatura
finale e la verniciatura.

Le fasi d’installazione del gruppo
ventola-motore col cono di carenatura
del motore descritto nel
testo ed il condotto d’uscita.
venientemente a questa bisogna.
Un piccolo appunto, forse inutile,
ma mi punge vaghezza di farlo: la
velocità dell’aria nei condotti non
è più elevata dopo la ventola, sia
questa propulsiva o trattiva, ma è
costante se il condotto ha sezione
costante. Quindi, nel nostro caso,
la velocità massima si ha proprio in
corrispondenza del restringimento di
sezione provocato dalla presenza del
motore. Da ciò si capisce che meglio
si lavora in questa zona, maggiore
sarà il rendimento dell’impianto.
Si sa che i modelli a ventola intubata
sono solitamente veloci, ma hanno
scarse qualità come arrampicatori.
Il motivo è molto semplice: una
ventola muove un volume d’aria
inferiore rispetto ad un’elica, ma le
conferisce una velocità superiore.
Semplificando, possiamo dire che
la velocità che un modello può
raggiungere dipende, oltre che dalle
sue caratteristiche aerodinamiche,
dalla velocità del flusso d’aria,
mentre la capacità di salita dipende
dalla quantità di aria mossa.
Un modello leggero non sarà più
veloce, ma si arrampicherà meglio.
E’ quindi necessario fare tutto il possibile
per contenere il peso finale.
Questa considerazione mi ha spinto
ad usare il carbonio per costruire la
fusoliera, in modo da ottenere una
struttura con la rigidità voluta ad
un peso inferiore a quello ottenibile
con la lana di vetro.
La parte inferiore è costruita con
uno strato di tessuto da 200 g/dm 2 ,
la parte superiore con tessuto da
120 g ed il tutto è stato ricoperto
con vetro da 40 g. Dopo la cartavetratura
con grana 80, ancora uno
strato di vetro da 40 g/dm 2 a finire
e per chiudere qualche buchetto
generatosi qua e là.
Le ordinate sono in balsa da 3 mm
rivestito con carbonio da 120 g/dm 2 .
Le due principali hanno la funzione
di portare i listelli in compensato da 5
mm per il fissaggio della ventola che
viene modificata con gli appoggi in
compensato da 3 mm come si vede
(Segue a pag. 42)
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1
Capottina asportabile
Comp.3
Profilo attacco SN22
Comp.1
Balsa 5
DANGER
Rivestimento balsa 1
Polistirolo 15 kg/mc
Sezione tipica ala
Profilo estremità SN22
Ordinate in balsa da 6
laminate con carbonio da 90 gr/mq
Balsa 3
Supporto ventola e condotto
Comp.5
Tessuto carbonio 90 gr/mq
Estremità sagomate con balsa morbido
con inserto di comp.0,6
Direzionale fisso
balsa 8
Ordinate in balsa da 3 Ordinate in balsa da 3
Ordinate in balsa da 6
laminate con carbonio da 90 gr/mq
Ordinate in balsa da 6
laminate con carbonio da 90 gr/mq
DOUGLAS F5D-1 SKYLANCER
RIPRODUZIONE V.I.E. ( Ventola Intubata Elettrica )
VENTOLA FANTEXX 6XX -Motore Mega ACn 22/10/3
Alimentazione 4 celle LiPo da 3200 mAh
Peso 1.650 gr
Lunghezza 1085 mm
Ap.Al. 778 mm
Progetto e disegno
Giuseppe Ghisleri
Persichello - CR - Dicembre 2005
Dal progetto al modello finito in 19 (semplici?) passaggi
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5 6 7
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Avete voglia di costruire una semiriproduzione
a ventola intubata elettrica? Se la
risposta è affermativa, ecco qui un sintetico
elenco di consigli utili, maturati durante la
realizzazione dello Skylancer:
1) scegliete la ventola da usare tra le tante
in commercio e, intorno a questa, disegnate
gli esecutivi del modello. Non importa che
sia un disegno pubblicabile sulle riviste, ma
deve comunque contenere tutte le “cosine”
che vi serviranno per la costruzione.
2) Procuratevi la ventola prescelta. Nel caso in
esame, si tratta della “Fantex 6XX” Scorpio.
3) Già che ci siete, fatevi dare anche il
supporto motore ed il condotto di scarico.
Adattate il tutto ai vostri bisogni, incollate
cioè con epoxy i supporti in compensato da
3 mm appositamente costruiti.
4) Procuratevi un buon motore brushless.
Visto che la Fantex è prevista per il Mutron
SCM 22.10.03 ATI, ho usato proprio questo.
5) Costruite un condotto di scarico che vi
consenta di piazzare la ventola nel punto
prescelto del modello e che rispetti questa
caratteristica: la superficie finale del condotto
dev’essere compresa tra il 90 ed il
95% dell’area spazzata dalla ventola. Il
90% vi darà un po’ più velocità, il 95% vi
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darà un po’ più di spinta statica.
6) Costruite i due sostegni in compensato da
5 mm su cui fissare l’impianto propulsivo.
7) Costruite la parte inferiore del condotto
di afflusso dell’aria aspirata che andrà incollato
ai supporti.
8) Costruite il cono per carenare il motore,
incollatevi i due sostegni che, avvitati
ai supporti in compensato, lo terranno in
posizione. Uno dei sostegni è una semplice
lamina di compensato da 3 mm sagomata,
l’altro è cavo per consentire il passaggio
dei fili di alimentazione del motore. Anche
questo è sagomato.
9) Costruite i condotti di aspirazione. Questa
è un’operazione delicata perché è importante
che la sezione dei condotti, di forma
variabile dalle prese d’aria alla ventola,
rimanga il più possibile costante per evitare
perdite di carico. Ricordate che un brusco allargamento
della sezione provoca maggiori
perdite di un brusco restringimento.
10) Ecco come si presenta in trasparenza il
complesso ventola-condotti.
11) L’ordinata posteriore è costruita in 3 parti:
quella centrale su cui vengono incollati la
scarico ed i supporti della ventola e le due
laterali che vengono posizionate successivamente.
La struttura è un multistrato di balsa
da 6 mm con superfici in carbonio.
12) L’ordinata anteriore è pure in 3 pezzi,
per rendere possibile l’inserimento in
fusoliera. E’ rappresentata nell’immagine
come un pezzo unico perché le parti devono
essere incollate assieme a formare
una struttura in grado di portare i carichi
aerodinamici delle ali. La struttura è quella
precedentemente descritta.
13) Il regolatore verrà posizionato così..
14) Il pacco batterie , 2 pacchi 2s da 3200 mAh
collegati in serie a fornire 14,8 V, viene posizionato,
per questioni di centraggio, tra i condotti
d’aspirazione, inserendolo dall’apertura
ricavata sotto alla cabina del pilota.
15) La ricevente viene messa dalla parte
opposta del condotto rispetto al regolatore.
L’antenna passa in un tubo in plastica
inserito nell’ala. In questo modo l’antenna
è completamente esterna alla fusoliera costruita
in carbonio.
16) Il modello finito, ma senza ali.
17) Ed ecco il modello completo, visto da sotto.
18) Il modello completo in trasparenza.
19) Così apparirà il modello finito.
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dalle immagini 3D a pagina 41.
L’ordinata anteriore svolge anche
il compito di tenere in posizione le
parti anteriori dei condotti, costruite
in due pezzi separati. L’ordinata posteriore
porta il condotto di scarico.
La ventola s’inserisce con la sua
parte posteriore nel condotto di
scarico e si appoggia sulla parte
inferiore del condotto centrale.
Una semiordinata, costruita come le
precedenti, riduce la distanza tra gli
appoggi dei supporti della ventola e
ne riduce le possibili deformazioni.
Tutta questa parte dei condotti di
flusso dell’aria è fissa nel modello.
Il condotto viene chiuso anterior-
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mente alla ventola da una parte
semicilindrica che viene avvitata
sui sostegni da 5 mm.
I condotti sono costruiti in vetro da
120 g/dm 2 in un solo strato. Le parti
anteriori, in depressione, sono rinforzate
con del roving di carbonio
a formare degli irrigidimenti esterni.
I pieni per costruire i condotti sono
realizzati in polistirolo a perdere.
Le parti sono finite con stucco francese
applicato a pennello dopo una
leggera diluizione con acqua, poi si
passano un paio di mani di fissativo
per muri sfarinati e cera distaccante.
Per ottenere il pezzo finito è necessario
sciogliere il polistirolo con
diluente ripulendo accuratamente le
pareti dalla “sbobba” che ne risulta.
Lo scarico ed i semicilindri sono
sagomati su polistirolo rivestito con
plastica adesiva trattata con cera
distaccante e vengono separati dai
master senza che sia necessario
scioglierli col diluente.
Le ali sono in polistirolo da 15 kg/m 3
rivestito con balsa da 1 mm.
La finitura è quella di una volta:
qualche mano di tendicarta ed uno
strato di Modelspan.
Lo Skylancer pesa - pronto al volo
- 1650 grammi per una spinta statica,
misurata col modello a punta
in giù sul piatto di una bilancia e

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motore al massimo, di 950 g.
L’impianto propulsivo è costituito
da una ventola Fantex 6XX, motore
Mutron SCM22.10.03 ATI e 4 celle
LiPo Kokam da 3200 mAh in serie.
Il modello viene lanciato da una
rampa con 13 metri di corda elastica
da 10 mm di diametro tirata per
13-15 passi. Consiglio senz’altro
di costruire la rampa di lancio e di
non fidarsi assolutamente di tirare il
cavo a mano col modello agganciato,
per poi rilasciarlo al momento
del volo senza la minima guida.
Ho ancora sotto agli occhi un
incidente visto anni fa ad un raduno
a Modena, col modello che finisce a
terra, trascinato impietosamente dal
cavo elastico, a formare una strisciata
di pezzi di balsa e lana di vetro!
La rampa è una sicura garanzia
contro questo genere d’incidenti.
Il collaudo è avvenuto in novembre
ed è risultato senza problemi.
La posizione del baricentro mi dava
qualche pensiero, anche se l’ala è
esattamente la stessa del modello
della Scorpio, a parte il profilo che è

un SN22 disegnato da Simone Nosi.
La fusoliera però è molto più lunga
e larga e, con queste dimensioni, ha
una discreta influenza sulla posizione
del Punto Neutro del modello.
Le batterie posizionate nel punto
più arretrato raggiungibile lasciavano
ancora lo Skylancer leggermente
picchiato rispetto al punto indicato
da Scorpio e, per la mia esperienza,
col baricentro in quella posizione
lo Skyray era picchiato e richiedeva
diverse tacche di trim a cabrare.
Comunque, come si suol dire: “modello
picchiato modello salvato” e
allora... imposto due tacche di trim
a cabrare, controllo i movimenti,
do un po’ di motore e, dopo un
lungo sospiro, schiaccio il pedale
di rilascio dell’elastico.
Lo Skylancer fila via con una certa
lentezza, si fa per dire, ma sono abituato
a lanciare con la stessa catapulta
(con elastico tre metri più corto)
il Panther che pesa circa mezzo chilo
di meno e la differenza si nota.
Metto al massimo e mi accorgo subito
di avere tra le mani un modello
perfettamente centrato. Che cu....!
Pardon, volevo dire: “la classe non
è acqua”, naturalmente.
Riduco solo il trim del cabra di una
tacca ed è tutto a posto. Il modello è
stabilissimo e godibilissimo, sembra
più lento del Panther, ma un passaggio
basso a piena velocità mi dice
che forse sono le maggiori dimensioni
che danno quest’impressione.
Nonostante abbia impostato la corsa
degli alettoni ad un valore inferiore a
quella dell’elevatore (le superfici mobili
svolgono ambedue le funzioni),
il primo tonneau con metà comando
mi dice che a fine corsa la velocità di
rotazione sarà elevatissima ed infatti
la prova successiva me lo conferma.
Il comportamento in salita prolungata
a 45° è buono ed è possibile
raggiungere una discreta quota
che consente di eseguire il mezzo
tonneau ed il mezzo looping per il
ritorno in assoluta sicurezza prima
di perdere troppa velocità.
Anche i looping dal volo livellato
si fanno senza il minimo problema.
Molto buono anche il comportamento
a mezzo motore, come verifico
facendo una serie di passaggi
lenti a bassa quota per esigenze
fotografiche. Non ho programmato
il regolatore ed in uno di questi
passaggi il motore si spegne di colpo
proprio di fronte a me, manco
fosse un motore a scoppio!
La velocità è discreta e la quota
consentirebbe una virata senza
problemi, ma so che i delta rallentano
paurosamente se l’incidenza
aumenta oltre certi valori ed allora,
visto che mi trovo all’aeroporto,
tiro dritto ed atterro ad almeno 250
metri di distanza, avendo paura che
la radio mi pianti negli ultimi metri.
Fortunatamente la cosa non si
verifica ed un amico mi accompagna
con la sua auto a riprendere
il modello. Intanto penso: però,
che planata! Che ci stia anche una
versione PSS nello Skylancer?
Dopo aver fatto parecchi altri voli,
una cosa che consiglio subito a chi
lo volesse costruire è di realizzare le
superfici mobili senza le alette equilibratrici
che sporgono anteriormente
rispetto alla linea di cerniera. Così
gli elevoni non saranno in scala, ma
eviterete di doverli riparare tutte le
volte che atterrate dove l’erba non è
più che perfettamente rasata.
Il problema dello spegnimento del
motore si è ripetuto ancora, ma
succede solo quando si vuole
volare modulando il gas.
Pare, ma gli esperti non mi hanno garantito
che il problema sia realmente
dovuto a questo, che la parzializzazione
del gas richieda un maggior
carico sul regolatore e che questo
interrompa l’alimentazione al motore
andando in protezione termica.
Dopo aver fatto diverse prove
cambiando motore e regolatore, ho
rimontato i pezzi originari ed ho cominciato
a fare tutto il volo a pieno
gas senza il minimo problema.
In un’occasione, lo spegnimento è
avvenuto proprio davanti a me in un
passaggio a bassa quota e mezzo gas,
ma lo Skylancer ha confermato le
sue qualità di planatore consentendo
di eseguire una virata di 180 gradi in
tutta sicurezza in modo da atterrare
sulla pista senza il minimo danno.
C’è ancora un problema non risolto,
evidenziato dalle temperature più
elevate, tipiche della stagione.
Si tratta della temperatura raggiunta
dalle batterie che si trovano
in un ambiente chiuso senza la
minima ventilazione. E’ ovvio che
la soluzione sarebbe a portata di
mano: un paio di aperture nella fusoliera
risolverebbero il problema,
almeno parzialmente, ma rovinerebbero
completamente l’estetica
del modello, ed allora...
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