Motoplanador FPV

[brunobragantine]

Entrei nesse mundo do fpv e gostei da brincadeira, até então com modelos asa fixa. construí um aeromodelo baseado no Skywalker (planta encontrada na internet) com 1900mm de envergadura e perfil Eppler 67, voava muito bem em dias sem ventos (voo lento e estável) porem era extremamente ineficiente em ganhar altitude, mudei a asa para uma asa mista com perfil Clarky e reduzi de 1900mm para 1500mm de envergadura, o modelo ficou muito mais eficiente, consigo voar bem em dias de vento o voo continua lento e estável (voa a 30 35km/h) e tenho uma autonomia de 20 min.


Como esse modelo foi desenhando para uma envergadura maior, a fuselagem esta muito grande e pesada para asa, resolvi projetar outro, menor e mais leve ( a diferença de massa posso compensar em uma bateria adicional, talvez).

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Então fui para as analises: em laranja no gráfico esta o aeromodelo atual, asa mista, 1500mm Clark-y, analisei uma asa retangular com perfil MH32 na mesma envergadura e como é de esperar o perfil tem um melhor desempenho (porem com uma leve redução na sustentação) mesmo uma asa retangular com perfil MH32 consegue ser mais eficiente que uma com afilamento usando clark-y, a segunda analise foi considerando uma asa mista de 2000mm perfil MH32 nesse caso a sustentação se manteve igual a asa atual, para a velocidade de cruzeiro (30 a 40km/h) o ganho na relação CL/CD foi de 16,2%, ainda não analisei o impacto que esse aumento de envergadura terá na massa total... Então vai ser construída a fuselagem, e o primeiro teste vai acontecer com a asa atual, tudo correndo bem, será construída a asa de 2000mm com MH32.
Espero conseguir alguns minutos de voo a mais com essa nova fuselagem mais aerodinâmica.

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o Projeto

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Cortes iniciados

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[LaercioLMB]

Legal. Mas como planadores não são a minha praia, não saberei opinar em algo que possa ajudar.

[nery]

Bom projeto, eu também estou iniciando nessa area do FPV, estou trabalhando em um modelo parecido com o seu.
gostei da CNC, que material é esse que você esta cortando ? poderia me informar ? agradeço.
boa sorte no projeto.
Eu pretendo usar os modulos orange 433mhz com firmware open ULRS (Ultimate LRS).
o restante é aquele padrão BOSCAM.

[brunobragantine]

Bom projeto, eu também estou iniciando nessa area do FPV, estou trabalhando em um modelo parecido com o seu.
gostei da CNC, que material é esse que você esta cortando ? poderia me informar ? agradeço.
boa sorte no projeto.
Eu pretendo usar os módulos Orange 433mhz com firmware open ULRS (Ultimate LRS).
o restante é aquele padrão BOSCAM.

Bacana nery, esse o modelo que esta atualmente voando foi o aero mais dócil que já pilotei, modelos desse tipo são uma excelente plataforma para fpv pois sem controladora já voam praticamente sozinhos... sobre o material é depron 5mm mesmo.

A CNC foi um dos melhores investimentos no hobby, ajuda muito, ela ainda não esta pronta totalmente e com alguns problemas típicos de estrutura em madeira (flexão e torção) mas assim que possível volto a melhorar ela.

eu nunca utilizei open LRS, (uso modulo stock do Taranis) mas já li a respeito e mesmo em 2.4ghz os alcances são absurdos, em 433mhz então nem se fala... teu limitante provavelmente vai ser o link de vídeo ou autonomia do aero.

[brunobragantine]

Dando sequência, avancei um pouco na montagem da fuselagem, a ideia inicial era fazer os estabilizadores com chapa dupla de depron e embutir os servos nas mesmas, mas um pequeno erro impediu isso, durante o projeto, sempre vou determinando o material de cada componente, e pela densidade e volume o software calcula a massa de cada peça, e com isso vou mantendo o CG na posição desejada, aconteceu que na peça canopy eu esqueci de especificar o material, no caso o depron, e o software atribui uma densidade bem maior as peças quando não se determina o material, então na pratica não havia toda aquela massa no nariz então o CG ficou bem recuado, para contornar isso os estabilizadores foram feitos com apenas uma chapa para aliviar massa na cauda, se for necessário terei de recuar a asa um pouco.

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O setup a ser utilizado:

stabv.jpg (36.28 KiB) Exibido 23681 vezes

[Paulinho]

Que show Bruno! Estou acompanhando, tenho projeto de montar um FPV assim!

[brunobragantine]

Esse fim de semana trabalhei bastante na parte elétrica do modelo, vou seguir o esquema abaixo. Como estou utilizando uma FC Matek f405 STD e uma PDB FCHUB A-5, as mesmas são para drone, portanto tem o BEC limitado a 2A, optei por alimentar todos os servos pelo BEC do ESC que me fornece 5A, ficando a cargo do BEC da PDB apenas a alimentação do RX e da própria FC.

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Vou instalar tanto o RX como o VTX na asa, um em cada lado, fiz um conector com toda fiação necessária para alimentar ambos 5v, GND, PPM, (e TX para telemetria via lua script para o radio) para o receptor, e Vbat, GND, Video, e Smart áudio para o VTX, fiz na cnc um suporte para o conetor.

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Entelei também a fuselagem com vinil, os estabilizadores foram entelados com fita transparente até então o peso esta em 1280g, única mudança será o VTX que vou instalar um Race Ranger 1600mw, creio que seja pouca coisa mais pesado que o meu atual, então o peso pronto para voo com uma Gopro a bordo é praticamente esse.

massa.jpg (37.29 KiB) Exibido 23582 vezes

[brunobragantine]

Que show Bruno! Estou acompanhando, tenho projeto de montar um FPV assim!

Obrigado Paulinho, a experiência que tive com skywalker (caseiro) foi muito boa, é um modelo de voo extremamente estável, sem controladora ele voa praticamente sozinho, com a FC então... Vale muito a pena pra quem gosta de um voo calmo.

[vitormixfer]

Legal! Não sei sua pretensão para firmware, mas essa placa roda arduplane.

[brunobragantine]

Legal! Não sei sua pretensão para firmware, mas essa placa roda arduplane.

Então, atualmente ela está rodando com Inav (v2.x.x) eu pretendo atualizar para o Inav v3.x.x, mas vou dar uma olhada no arduplane também.

No passado já lutei bastante com um f450 e apm então acho que ainda lembro um pouco como é a configuração do firmware kkk

[brunobragantine]

Dando continuidade, resolvi corrigir o problema da fuselagem e CG, projetei outra fuselagem mais comprida facilitando assim o acerto do CG. Instalei RX e VTX nas extremidades das asas de forma a ficarem afastados, foi utilizado também uma trava de canopy para facilitar o acesso a bateria.
O aeromodelo sem a gopro pesou 1156g.

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[brunobragantine]

Algumas fotos da instalação interna da FC, procurei deixar o mais limpa possível a fiação.

Também realizei o primeiro voo hoje, o aero voa muito bem, praticamente não entra em estol, Utilizando INAV e em modo ANGLE, é possível cortar o motor que ele permanece planando.

As estatísticas do voo estão na ultima foto.

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[borokite]

Faz tempo que não entro no fórum, muito bom relembrar este tipo de conteúdo, meu FPV esta todo desmontado, quem sabe me animo a montar tudo novamente.

[brunobragantine]

Faz tempo que não entro no fórum, muito bom relembrar este tipo de conteúdo, meu FPV esta todo desmontado, quem sabe me animo a montar tudo novamente.

Bora tirar a poeira, testar e botar pra cima os aeros , eu comecei recentemente a voar FPV e gostei demais.

Atualizando... testei uma configuração diferente em um dia calmo, totalmente sem vento:

hélice 10x7 (de glow, não tinha própria para elétrico)
Bateria 5000mah 3s

com esse setup foi possível voar por 35 minutos e viajar uma distancia total de 22km, usando uma hélice própria para elétrico que tem menor inercia creio que vá ter um rendimento maior, mesmo que pouco.

[SH4RK0]

Olá amigo, tudo bem? Esse tipo de modelo tem uma inclinação positiva no eixo do motor? Não consegui identificar mas fotos.

[brunobragantine]

Olá amigo, tudo bem? Esse tipo de modelo tem uma inclinação positiva no eixo do motor? Não consegui identificar mas fotos.

Tudo certo!!

Não possui, o motor é alinhado com o eixo longitudinal da fuselagem pelo seguinte fato, esse modelo foi projetado para que o motor ficasse na mesma linha (ou muito próximo) da linha de CG desse modo quando o motor gerar mais, ou menos empuxo não há a aquela tendência de afundar ou subir o nariz, que é causada por um torque, que é maior a medida que se aumenta o empuxo e ou a distancia da componente horizontal de força de empuxo.

Tentei ilustrar nas imagens abaixo, a primeira é referente ao modelo que construí, como pode observar a a força de empuxo esta totalmente na horizontal pois o motor não possui ângulo, e como passa "exatamente" no CG essa força nao gera torque pois a distancia é 0.

No segundo modelo ( um skysurfer) caso não houvesse o ângulo a força de empuxo agiria sobre a linha amarela, que nesse caso esta a uma distancia "d" do CG, havendo assim torque e afundamento do nariz ao acelerar, por isso o fabricante inclina o motor de modo a linha de ação da força passar o mais próximo do CG possível e eliminar esse efeito

Lembrando que em modelos onde há esse ângulo há também uma parte do empuxo que é desperdiçada pois a força é decomposta em uma parcela que aponta para frente, e outra que aponta para baixo, essa apontada para baixo não contribui com o empuxo, e ainda é contraria a força de sustentação, ou seja quanto maior o ângulo menor a eficiência do conjunto.

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skysurfer.jpg (35.74 KiB) Exibido 22083 vezes

[LaercioLMB]

Bruno, a inclinação de um motor não tende somente evitar a arfagem de um modelo, mas também a rotação dele já que para mover a hélice, existe um torque contrário a isso, ou seja, quando um motor gira uma hélice, ele exerce um certo esforço para que essa hélice rompa a resistência do ar e do próprio empuxo que ela gera e com isso, o motor tende a girar no sentido contrário. Como ele está fixado no modelo, ele tende a girar o modelo no sentido contrário ao giro da hélice e esse é um dos principais motivos de inclinar o motor para um lado que normalmente é o direito, justamente para que a fuselagem atue como uma alavanca no motor, impedindo-o de girar contrário a rotação da hélice.
Se o motor ficar alinhado totalmente com a fuselagem, ele vai incidir de forma negativa no voo do modelo, principalmente nas acelerações que são os momentos em que o motor mais faz esforço para girar a hélice devido a resistência do ar e do próprio empuxo gerado por ela.

[brunobragantine]

Bruno, a inclinação de um motor não tende somente evitar a arfagem de um modelo, mas também a rotação dele já que para mover a hélice, existe um torque contrário a isso, ou seja, quando um motor gira uma hélice, ele exerce um certo esforço para que essa hélice rompa a resistência do ar e do próprio empuxo que ela gera e com isso, o motor tende a girar no sentido contrário. Como ele está fixado no modelo, ele tende a girar o modelo no sentido contrário ao giro da hélice e esse é um dos principais motivos de inclinar o motor para um lado que normalmente é o direito, justamente para que a fuselagem atue como uma alavanca no motor, impedindo-o de girar contrário a rotação da hélice.
Se o motor ficar alinhado totalmente com a fuselagem, ele vai incidir de forma negativa no voo do modelo, principalmente nas acelerações que são os momentos em que o motor mais faz esforço para girar a hélice devido a resistência do ar e do próprio empuxo gerado por ela.

O conceito de reação ao torque esta totalmente correto, mas o do motor inclinado para direita não corrige esse efeito em especifico, afinal o torque contrario a rotação vai gerar uma rolagem que é corrigida por aileron, e inclinar o motor a direita ou a esquerda gera (arfagem) leia-se guinada.
Criou-se um mito sobre tal ângulo e efeito torque, e essa informação é repassada de forma incompleta até mesmo em apostilas oficiais.

Se realizarmos uma analise física de um modelo asa alta (como na figura abaixo) com somente inclinação do motor a direita, podemos perceber que ele contribui de forma a aumentar o torque contrario a reação, pois a força de empuxo na direção do eixo Y agindo a uma distancia "d" do ponto por onde o avião é sustentado (asa) gera um torque positivo, além de produzir (arfagem) leia-se guinada para direita e esta sim se opõem a (arfagem) leia-se guinada para esquerda gerada pelo P-factor e propwash.

Em modelos com motor exatamente no nível da asa tal ângulo produziria apenas (arfagem) leia-se guinada, sem nenhuma influencia na rolagem.

Em modelos com motor acima da asa ai sim, o torque gerando pela inclinação seria no sentido horário e portanto subtraindo o torque contrario a rotação.

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Abaixo algumas explicações muito mais bem detalhadas sobre o assunto:

https://www.balsaworkbench.com/?page_id=2714

https://www.flitetest.com/articles/Motor_Thrust_Angles_Down_and_to_the_Right_Why_


https://youtu.be/rzqoqwmzRk8
https://www.youtube.com/watch?v=ihK0Pef7dWY&ab_channel=Avi%C3%B5eseM%C3%BAsicas

[LaercioLMB]

Corrigido por ailerons? Sei.
2° de inclinação não afeta tanto o empuxo como descrito na imagem acima, mas estando fora do eixo do aeromodelo, neutraliza sim o efeito torque de rolagem.
Mas você que sabe, o modelo é seu e as tendências dele serão suas também.
Se esse princípio fosse ruim, os aviões modernos como motores à combustão e com hélices, não usariam mais esse processo.
A inclinação sugerida na imagem, tem no mínimo 15°.
Tenho visto um erro na hora de inclinarem os motores que parece que muitos nunca se deram conta disso. Ao inclinar um motor tanto para baixo quanto para a direita, notamos que o eixo da hélice sai do eixo do modelo como você mesmo demonstrou no desenho, mesmo que de forma sugestiva. Quando inclinamos o motor, o eixo da hélice tem que continuar no eixo do modelo, sendo assim, a base do motor onde ele está fixado na parede corta fogo, fica ligeiramente cima e a esquerda, para manter o eixo da hélice no centro do modelo e evitando esse efeito empuxo para a direita. e é por esse motivo que o efeito torque do motor é anulado.

Sobre arfagem, não se aplica esse nome na rolagem.

Quando o avião é “picado”: levando o manche à frente, a cauda do avião irá levantar (profundor defletido para baixo), momento em que o nariz abaixa. Os movimentos de cabrar e picar são denominados movimentos de arfagem. Os movimentos de arfagem são realizados sobre o Eixo Transversal (ou lateral) da aeronave.

O manche de uma aeronave também pode ser deslocado para os lados (ou girado, quando for do tipo “volante”), a fim de rolar ou inclinar as asas do avião em voo. É o caso em que se executa uma curva, realizada sobre o eixo longitudinal da aeronave. Este movimento de rolagem é também conhecido como rolamento, inclinação lateral ou bancagem, termos que normalmente são cobrados em provas teóricas para àqueles que desejam ser pilotos algum dia.

Mas você que sabe, nâo irei te criticar destrutivamente se ainda desejar seguir com a sua ideia. A sua construção está indo bem.

[brunobragantine]

Corrigindo, eu troquei o termo guinada por arfagem, pensei uma coisa escrevi outra.

Sobre a imagem ela é apenas esquemático onde os ângulos e forças estão exagerados apenas para fim de demonstração dos sentidos.

De maneira alguma o principio é ruim, ele funciona e muito bem, há décadas, o que pontuei é que essa inclinação única e exclusivamente para direita não influencia o efeito do torque, como descrito no artigo do site flitetest.com o qual mencionei na mensagem anterior, inclinar o motor para os lados gera guinada. o que acontece é que o propwash e o P-factor são muito mais intensos que o torque e quando observamos essas tendências no modelo associamos a somente ao torque, (já que ao guinar a aeronave tende rolar abaixando a asa interna a curva) o que não é correto, e por sempre ouvirmos falar que inclinar o motor para direita resolve esse problema vamos lá e o fazemos, e ai o modelo voa bem, mas voa bem por que o efeito torque foi "anulado" ou por que o propwash e o P-factor foi anulado ?

muitos estão usando essa inclinação sem realmente saber o que ela corrige e como ela corrige.

First off, the torque of the motor is *not* the reason for angling the thrust vector down and to the right. Torque roll from the motor for a standard prop (clockwise rotation as viewed from the cockpit) would try to *roll* the plane left. Angling the motor right will try to *yaw* the plane right. These are two different axes of rotation. Torque roll is primarily countered by trimming the ailerons with some right trim, or adding a little extra weight to the right side of the plane, *not* by angling the motor to the right

Agora inclinar para baixo e para direita ao mesmo tempo isso sim gerara um vetor força apontado para direita e para baixo e portanto um momento também tendendo a rotacionar o modelo nesse sentido, e nesse caso em modelos asa alta estaria corrigindo a arfagem e o efeito torque, e consequentemente o P-factor e o propwash, mas é a combinação das duas inclinações e não somente a lateral.

Como dito nos artigos e vídeos anteriores a inclinação unicamente lateral serve para amenizar e ou anular propwash e P-factor.

Quando inclinamos o motor, o eixo da hélice tem que continuar no eixo do modelo, sendo assim, a base do motor onde ele está fixado na parede corta fogo, fica ligeiramente cima e a esquerda, para manter o eixo da hélice no centro do modelo e evitando esse efeito empuxo para a direita. e é por esse motivo que o efeito torque do motor é anulado.

Uma vez que o motor foi deslocado para alguns dos lados, ele ira gerar empuxo para aquele lado e consequentemente uma guinada, e essa será de menor intensidade no caso em que o motor estiver no centro da fuselagem e a hélice fora do centro ( que esteticamente fica horrível, ver um modelo coma hélice fora do centro).

Como na figura no primeiro caso o motor foi inclinado e deslocado, considerando um ponto de rotação para guinada (no caso escolheu-se o CG poderia ser qualquer ponto) as forças que provocam momento e consequentemente guinada são a componente em Y do empuxo (Empuxo Total *SEN(ângulo de inclinação) e como a linha de ação da força de empuxo total é deslocada do ponto em analise essa também gera um momento que contribui para a guinada, mesmo que na pratica seja insignificante pois a distancia é mínima, na casa de alguns milímetros.
Para o motor no centro a linha de ação passa mais próxima ao ponto de rotação, ou seja a distancia na qual a força de empuxo total é aplica em relação ao ponto é menor, logo o torque causador da da guinada é também menor.

Já olhando o modelo por trás, nenhuma mudança ocorre nos dois casos, a distancia da força em relação ao CG continua a mesma, portanto o momento gerado será o mesmo, e será também contribuindo para o efeito torque da hélice em um modelo asa alta.

Sem título-3.jpg (37.82 KiB) Exibido 22008 vezes

Lembrando que essa é uma analise considerando apenas a inclinação lateral do motor.




Critica construtiva ou destrutiva é uma invenção dessa geração atual que não suporta ter suas ideias questionadas, pra mim critica é critica, é apenas uma analise realizada por alguém com base em seus conhecimentos sobre um determinado assunto. Eu não me importo em ser questionado ou que analisem algo que estou fazendo e expondo seja a favor ou contra, esses debates sempre agregam.

[LaercioLMB]

Valeu. Segue o baile.

[Caiego]

Nos idos de 1989, conversando com um sargento especialista da Aeronáutica do PAMA-LS, sobre o Tucano T-27, ele me mostrou o desenho esquemático do que eles designam como "Conjugado de Reviramento do Hélice" que consiste no motor inclinado para a direita + uma inclinação na deriva. Lembro que tem certos aviões que usam um compensador no leme para isso ou um perfil achatado também.

[marcos soares]

Bem interessante o projeto! Parabens