REGLAS DE ORO (o cuenta de la vieja)

 

En esta página recojo algunas de las reglas empíricas que se han descrito para evaluar  la motorización adecuada para un modelo determinado.

 

1- Relación Potencia-Peso

Es la más empleada, y la definió Keith Shaw, el gurú americano del vuelo eléctrico. Se estima que la potencia consumida por el motor, necesaria para mantener un avión  en vuelo, ha de ser como mínimo de 100 watios por kilogramo de peso total del modelo. Para vuelo de sport, que permite hacer trepadas lentas y maniobras de entrenamiento (ochos, touch and go etc) se estima una relación potencia peso de 120-130W/Kg. Por último, para realizar vuelo acrobático se precisa 180-200W/Kg. 

La potencia absorbida se puede medir como W=IxV; lo más sencillo es intercalar un amperímetro en uno de los cables de salida de la batería y medir la corriente consumida, y estimar un voltaje de 1 voltio por cada elemento del pack, de manera que W= I x n, o hacer uso del programa motorcalc.

 

Una vez estimada la potencia necesaria se escoge el grupo motor-batería que cumpla esos requisitos. Los fabricantes de cada motor dan los valores de corriente consumidos con cierta hélice y cierto número de elementos. Por ejemplo, un Speed 600/8.4 V consume típicamente unos 20 A con 7 elementos y hélice de 8x4, lo que totaliza 140W de entrada; este conjunto motor-batería será apto para motorizar un avión de sport de 1.2 Kg de peso máximo (a razón de 120W/Kg). El programa motorcalc facilita estos cálculos, y permite jugar con el tipo de motor, numero de elementos, tamaño de la hélice, etc.

 

2- Relación Empuje-Peso

Esta relación se emplea sobre todo en reactores de tipo EDF (electric ducted fans), pero también es válida en modelos convencionales. Aconseja que el empuje del grupo motriz (EDF) esté comprendido entre 1/3 y 1/2 del peso total del modelo. De nuevo, el empuje del conjunto motor-hélice se puede medir o se puede calcular con motorcalc. Para medirlo es preciso fabricar un artilugio casero que permita transmitir la fuerza de empuje del motor sobre la plataforma de una balanza digital de cocina, como se indica en el esquema siguiente. Hay muchas variaciones igual de válidas.

    

Como regla propia para estimar el empuje, propongo lo siguiente.

a) motores sin reducción: En motores de ferrita, se puede estimar que el empuje es de unos 3 gramos por watio consumido; en motores brussless es de unos 4 gramos. Esto rige para el acoplo directo (sin reducción) y para la combinación motor-hélice con rendimiento máximo, que suele ser la combinación que recomienda el fabricante. Por ejemplo, para un Speed 600/8.4V, con hélice de 8x4 y 7 elementos se consumen 140 W, que supondrán 420 g de empuje. De nuevo vemos que el peso máximo del modelo a motorizar será de 420 x 3= 1260 g, como encontrábamos siguiendo la regla nº 1.

b) motores con reducción. Trabajando con el empuje en vez de con la potencia consumida directamente tenemos la ventaja de que se puede tener en cuenta la reducción del motor, que hasta ahora hemos ignorado : empíricamente, las reducciones 2:1 y 3:1 (las más empleadas) suponen un incremento del empuje por factores de 1.25 y 1.5, respectivamente. De nuevo, esto rige para el tamaño de hélice adecuado para que el motor suministre un rendimiento máximo. Por ejemplo, para un Speed 600/8.4V , con reducción 2:1 y hélice  11x7, se consumen 18A x 7V=126 W; el empuje sería 126 x 3 x 1.25=  473 g, con el que se podrá motorizar un modelo de 473 x 3= 1.4 Kg aprox., superior a lo aconsejado con acoplo directo.

 

3. Empuje -Peso del conjunto motor-batería

Esta regla permite evaluar la viabilidad de un conjunto motor-batería, cuyo peso + 10% ha de ser inferior al empuje suministrado. Por ejemplo, con un motor S400/7.2 V, hélice de 6x3 y 7 elementos, no es recomendable usar baterías RC2400 porque el peso del conjunto motor + 7RC2400 + 10% es de 526 g y el empuje suministrado es 300g. En cambio, si podemos usar las clasicas 500AR de Sanyo, o las nuevas KAN1050, con las que el peso total es 240 g, inferior al empuje.

 

4. Peso Motor+Baterias/Peso total

 

Esta es una antigua regla dictada por el fabricante Aveox, pionero en el vuelo eléctrico. Indica que el peso del motor + baterias ha de ser al menos la mitad del peso total del avión. Esta norma rige sólo para motores de ferrita, y está anticuada dados los progresos en la reducción del peso de las baterías (o su incremento de capacidad para el mismo peso) y la ligereza de los motores brussless. Aún así, vemos en nuestro ejemplo del entrenador de 1.2 Kg motorizado con un S600 y 7 elementos RC2400, que el peso del motor+baterías es exactamente de 600 g, justo la mitad del peso total del modelo.

 

5. Relación Número de elementos/Superficie alar

Es la Regla de Orme, que aconseja usar 1 elemento por cada 3 dm2 de superficie alar en un  entrenador de ala alta, y 1 elemento por cada 2 dm2 en un modelo  acrobático de ala baja.

Tenemos, pues, este ábaco:

   Ala alta                                Ala baja

           dm2    elementos                  dm2        elementos

        20        7                            20            10

        30        10                            30            15

        40        13                            40            20

       50         17                            50            25