El tamaño del estabilizador y el CG, una relación necesaria.

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La situación del centro de gravedad de nuestros modelos de RC se da, en más de una ocasión, por sentado y todos habremos odio en un campo de vuelo que el CG está a 1/3 de la cuerda media desde el borde de ataque. Esta es una simplificación practica que nos permite situarlo de una forma simple y que en general hace del modelo una maquina volable. Pero hacerlo sencillo y obtener las cualidades de vuelo que queremos es otro asunto. La experiencia demuestra que en realidad comprobar que el modelo está correctamente centrado es una de las cosas más importantes en un chequeo prevuelo.

Para el diseñador o el piloto que quiere ajustar su modelo es útil conocer que existe una relación entre la posición del centro de gravedad y el tamaño de los estabilizadores, para la que tendremos en cuenta la posición del punto neutro y el coeficiente de volumen del estabilizador horizontal.

 Situación del punto neutro

 La definición aproximada del punto neutro es aquella localización del CG en la cual no hay estabilidad, por esta razón, situaremos por delante de este punto el centro de gravedad dentro de un intervalo de distancias al que llamaremos margen de estabilidad.

punto neutro.jpg

Dentro de este margen, tendremos una posición más adelantada, hacia el morro (Proa) y otra más atrasada hacia la cola (Popa), que además es variable según el grado de inestabilidad del perfil seleccionado para el ala. Si el centrado tiende hacia el primer punto nuestro modelo será más estable y le costara entrar en perdida, aunque también será algo más perezoso en las maniobras, Si, por el contrario, centramos el modelo hacia el punto más a popa , el modelo será más ágil, podrá volar un poco más lento y como contrapartida, también será más crítico en cuanto a las posibilidades de recuperar el  control tras una perdida súbita de sustentación.

El cálculo del punto neutro tiene en cuenta una relación entre el volumen del estabilizador y la geometría del ala y el estabilizador.

Matemáticamente puede hallarse mediante la expresión: NP= 0.25+0.25√(√λ)*Vh, donde; λ=alargamiento del ala y Vh =coeficiente de volumen del estabilizador horizontal  y cuyo resultado es un porcentaje de la cuerda media.

Otra forma de hallarlo sería:

0.25 + (.7 * Vh * (Ce/ Ca) * ( 1 – de / da));

Siendo :

Vh, coeficiente de volumen del estabilizador.

Ce, cuerda máxima del estabilizador.

Ca, cuerda máxima del ala.

de, posición de la cuerda media del estabilizador.

da, posición de la cuerda media del ala.

El coeficiente de volumen

Vh, o coeficiente de volumen es un número relativo, una referencia que relaciona el área del estabilizador y el ala con el brazo de palanca o momento de cola del avión y la Cuerda media alar.

Para calcularlo usamos la expresión:

Vh=(d*Se)/(Sa*C)

Dónde:

d, es la distancia entre el 25% de la cuerda alar(CMA) y el 25% de la cuerda del estabilizador (CME). En cm.

Se: Superficie del estabilizador

Sa: Superficie del ala

C: Cuerda media alar (CMA)

Los valores de Vh se sitúan entre   0.3 a .0.8 .

El resultado nos permite saber si el área del estabilizador es suficiente para mantener la estabilidad o transformando la ecuación, obtener el área necesaria a partir de un valor de Vh fijo, por ejemplo 0.5

Se=(Sa*C*0.5)/d

La conclusión es que cuanto mayor sea el área del estabilizador horizontal, más podremos desplazar hacia atrás CG en el que puede estar seguros. Aumentar el brazo de momento de cola horizontal, como en el caso de los planeadores, también moverá el punto neutro a popa.

Por otro lado también podemos extraer la conclusión de que si queremos usar estabilizadores pequeños y de ese modo reducir el peso o la resistencia deberemos adelantar el centro de gravedad para compensar la menor acción del plano de cola sobre el ala.

En la tabla siguiente puede verse esta relación entre el coeficiente de volumen y la posición del centro de gravedad.

relacion volumen estabilizador y centrado.jpg

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