MI EXPERIENCIA CON EL PROBLEMA DEL FLUTTER

Como sabrán el pasado fin de semana pasado volamos el Epsilon 120 por primera vez. Despegó y cuando lo estábamos trimando hizo dos tremendos fluttering que dejó los pushrod y control horn de los dos alerones doblados. Afortunadamente Nataniel logró llegar a la pista sin alerones y solo con rudder y elevador, sin mayores problemas.

Después de varios análisis, cachureos en internet, conversaciones con CaModel, René Reyes (que tuvo dosEpsilon) y Marcelo que me ayudó a repararlo, les adjunto mis humildes conclusiones referentes a este fenómeno, que en los 20 años de aeromodelista que tengo, nunca me había tocado vivir.

El Flutter es una oscilación o vibración que se produce en las partes móviles del avión: alerones, elevadores, rudder, incluso partes de cuerpo, las que comienzan a vibrar cuando hay una oscilación de excitación que hace que las partes móviles se acoplen ya que empiezan a oscilar en frecuencias semejantes. Para los que se acuerdan que estudiaron en el colegio el fenómeno se llama resonancia y puede llegar a destruir el alerón si no se restituye o controla el fenómeno.

El fenómeno puede iniciarse debido a frecuencias de excitación tales como el motor, velocidad del aire o movimiento que se requiere para hacer una maniobra, que se acercan a la frecuencia natural que tiene el alerón (el coeficiente de amortiguamiento de un alerón es casi cero por lo que las fuerzas son divergentes). Por eso es conveniente tener buen hardware sin juego y apretado ya que con eso se evita que comience la vibración, manteniendo el servo en su lugar. También ayuda instalar bancadas soft para evitar acoplamientos. Otra cosa importante es sellar los gap entre alerones y ala, evitando que pase la vena del aire al otro lado produciendo turbulencias. Servos con fuerza suficiente también deben instalarse ya que es lo único que sujeta el alerón: si el servo no es capaz de sujetar estamos en problemas.

Por otro lado para evitar que algo entre en resonancia es importante que la fuerza restitutiva sea lo más rápido posible y evite que el alerón se salga de su centro al comenzar a sacudirse ya que las fuerzas son divergentes (si no se sujetan al principio aumentan descontroladamente). En este caso los servos digitales responden mucho más rápido que los análogos. Los digitales no necesitan girar para hacer fuerza, siempre están con la fuerza que tienen en cualquier posición y sin requerir giro para hacerlo. En cambio los análogos sí requieren movimiento para hacer fuerza. Por esta razón para evitar flutter son mucho mejor los digitales, independiente del torque que tengan, ya que los digitales mantienen el alerón en posición sin requerir que se muevan para sujetarlo.

Interesante es que este fenómeno no es posible evitarlo, sólo puede disminuirse y amortiguarse.

Además otra cosa que descubrí es que el modelo es proclive a hacer flutter. A René Reyes los dos modelos de Epsilon que tuvo le hicieron flutter y hay que aprender las limitaciones que tiene. Lamentablemente esto lo descubres cuando el modelo ya está comprado.

Cachureado un poco el tema en internet, esto se estudia en aeroelasticidad, que tiene que ver con resonancias de las partes de un avión, y principalmente ocurre en alerones. Los acrobáticos como pitts, Extras, etc se les hace un análisis detallado de estos posibles problemas con simulaciones, pruebas de rotura, excitación forzada, etc. Hay varias páginas interesantes para los que quieran profundizar. Hay un artículo interesante en www.geocities.com/mgd3/flying/flutter aunque es para aviones grandes.


No se si esto sirve para algo, pero p`tas que me he entretenido!!!!

El domingo lo tiramos de nuevo con las mejoras que le hicimos.

Les adjunto artículo más aterrizado de lo que hay que hacer para evitar los flutters en aeromodelos.

Marcos
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Artículo extraído de la revista "EL AEROMODELISTA" (Nº 91)
Tarde o temprano, esta palabra y sus efectos serán el motivo de los comentarios del día en su club. Por ello, hablemos del "Flutter" antes de que el mismo origine un accidente con uno de sus aviones.
El Flutter es un flameo no controlado de las superficies móviles (tipo movimiento de cola de barrilete), que en determinada frecuencia de oscilación física produce daños irreversibles en la estructura del modelo y/o en los componentes de la radio, motivando así la inevitable caída del avión y su impacto contra la tierra.....
Si bien este nefasto efecto puede ocurrir en cualquiera de las superficies móviles, es generalmente en los alerones en donde más casos de Flutter se registran. El alerón comienza a oscilar rápidamente hacia arriba y abajo, a medida que el aire alcanza altas velocidades en su desplazamiento hacia el borde de fuga.
Cuando la oscilación se acelera, llega un punto que la estructura del modelo "entra en resonancia", causando una impresionante vibración que es capaz de destruir el ala en pleno vuelo. Pero si el ala es suficientemente robusta como para resistir semejante fuerza, el Flutter puede fácilmente desprender un alerón en pocos segundos. Hubo casos donde el alerón no se llegó a desprender, pero la altísima vibración destruyó los engranajes del servo durante el vuelo, quedándose el piloto sin poder gobernar ese mando....
Las razones por las cuales se puede originar el Flutter pueden ser varias:
1. El avión está sobre-potenciado para el tipo de diseño, y la estructura del ala y/o grupo de cola carecen de robustez como para mantener centradas las superficies móviles en altas velocidades.
2. El servo que corresponde a la superficie móvil en cuestión, no es lo suficientemente fuerte como para mantener el mando en posición central.
3. El extremo del Push-Rod que va conectado con el cuerpo de la superficie móvil, está colocado en una posición muy cercana a la línea de pivote de las bisagras (cuerno muy corto), disminuyendo la fuerza de palanca que el sistema debe tener.
4. El Push-Rod es muy flexible, quizás por ser demasiado fino, o poco consistente, o por no poseer guías que lo mantengan bien rígido en su longitud.
5. Las conexiones entre el Puh-Rod y el cuerno de mando, o entre el Push-Rod y el brazo del servo, poseen juego y permiten un cierto movimiento de la superficie móvil cerca de su punto neutral.
6. Se utilizó una cantidad insuficiente de bisagras, o las mismas están mal distribuidas, o la instalación de una o más bisagras es defectuosa (quedando flojas).
7. Hay mucho espacio abierto entre el plano fijo y la superficie móvil (Gap), permitiendo que el aire fluya a través del mismo.
8. La superficie móvil no está aerodinámicamente balanceada, ni tampoco estáticamente (distribución de pesos).
"Soluciones"
Para eliminar el potencial Flutter, mire la anterior y haga lo opuesto:
1. Utilice un motor en la gama de cilindradas recomendadas por el diseñador del modelo. Si usted quiere que su modelo vuele muy rápido, constrúyase uno de carreras o un jet, pero no sobre-potencie un diseño que no fue proyectado para altas velocidades. Acostúmbrese a usar la máxima potencia solo cuando sea necesario y no acelere innecesariamente por encima de esa velocidad. ¡Use el mando de motor de una vez!
2. Instale un servo acorde al tamaño del modelo. Los microservos son para aviones pequeños; los servos standar (de 3,5 kg/ de torque) son adecuados para aviones con motores hasta .61 (10 cc); y para aviones grandes deben utilizarse servos de elevado torque, e incluso a veces se requiere el uso de dos o tres servos trabajando en conjunto para una misma superficie móvil.
3. Posicione el Push-Rod sobre el cuerno de la superficie móvil, en un punto bien alejado de la línea de pivote de las bisagras, lo que aumentará la fuerza de palanca del sistema. Al hacer eso, NO limite la carrera del servo en la radio. Use todo el recorrido del mismo, mientras que el Dual-Rate reducido solo se aplicará cuando sea necesario.
4. Instale un Push-Rod bien rígido, o lo suficientemente corto como para que no se produzcan flexiones. Esto último se logra colocando el servo bien cerca de la superficie móvil. Si utiliza un mando semi-flexible como el Ny-Rod, coloque soportes que mantengan la vaina plástica exterior bien rígida en toda su longitud-
5. Haga lo necesario para evitar un posible juego entre los cuernos de mando y los clevis, o entre el brazo del servo y el Zig - Zag del mando de alambre. En los modelos no use clevis sino rótulas ajustables (siempre de rosca 4/40), ya que estas no toman juego con el uso y mantienen siempre la precisión en los movimientos.
6. Coloque la suficiente cantidad de bisagras de acuerdo al tamaño de la superficie móvil. Incluso en aviones grandes no deben utilizarse bisagras comunes, sino las más grandes y robustas que fueron para modelos de hasta1/3 escala. Instale todas las bisagras bien amarradas en sus huecos, y que estos tengan el espesor de la bisagra (NO más holgados). Asegure las bisagras de algún modo como para que no puedan desprenderse jamás.
7. Al instalar una superficie móvil, trate de que no quede mucha "luz" entre la misma y el plano fijo (ejemplo: entre el alerón y el ala ,o entre el elevador y el estabilizador de profundidad). De existir ese mencionado "Gap", puede sellarse exteriormente colocando una tira de cinta adhesiva o monokote.
8. Especialmente en el caso de los modelos grandes, las superficies móviles pueden balancearse tanto a nivel aerodinámico como en distribución de pesos.
Esto ayuda mucho a reducir el efecto "Flutter" y además hace mucho más liviano el trabajo del servo,ya que el mismo debe hacer menos fuerza para mover el mando,produciendo una menor fatiga en todo el sistema.