MACHETE DE RACHETE

Comparativ cu celelalte ramuri ale modelismului, pentru rachetomodele alegerea unui model care să constituie subiectul unei machete este o problemă mai dificilă, atât datorită numărului redus de planuri publicate, cât și datorită dificultăților de adaptare pentru zbor. Abordarea construirii unei machete se va face numai după acumularea unei experiențe suficiente în construirea unor modele mai simple.

În principiu, orice model poate fi realizat ca machetă și prezentat eventual într-o competiție, dar rezultatele obținute nu vor fi întotdeauna cele dorite, din motive uneori independente de calitatea execuției.

Cele două categorii de machete utilizate curent în activitatea competițională (S5 machete de altitudine la care punctajul se stabilește ca suma a calităților constructive împreună cu altitudinea în metri atinsă în timpul zborului plus calitatea acestuia și S7 machete stand la care se punctează calitatea execuției și a zborului) prezintă unele particularități distincte care impun o abordare diferită. Dacă se are în vedere participarea în competiții, trebuie ținut cont de o serie de elemente care conduc la obținerea unor rezultate superioare.

Ponderea foarte mare, uneori de peste 60%, a altitudinii maxime atinse în zbor în totalul punctajului impune alegerea pentru clasa S5 a unor machete mai simple cu un coeficient aerodinamic cât mai bun. Câștigul de puncte adus eventual de un grad de complexitate mai ridicat, de exemplu macheta rachetei „Ariane", nu compensează, de cele mai multe ori, scăderea altitudinii posibil de atins, datorită unei forme aerodinamice mai puțin avantajoase.

Tendința de a se utiliza rachete în trepte, care au un grad de complexitate ceva mai ridicat și cu posibilități de a atinge (teoretic) înălțimi mai mari în zbor, a cedat locul în ultimul timp variantei cu un singur motor datorită perfecționărilor deosebite aduse construcției unor minimotoare; acestea au permis atingerea unor altitudini incredibil de mari comparativ cu realizările anterioare. Se poate aprecia însă că aceleași progrese se pot realiza în viitor și în domeniul rachetomodelelor în trepte.

Deci pentru categoria S5 recomandată în special pentru amatorii cu mai puțină experiență, se vor alege modele care prezintă un singur corp cu cât mai puține proeminențe și racordări, iar stabilizatoarele, preferabil numai trei, vor avea o suprafață relativ mare.

Dacă modelul permite, se va renunța la montarea inelelor de ghidaj și se va utiliza o rampă specială cu trei sau patru tije paralele. Scara va fi aleasă astfel încât diametrul machetei să fie minim.

În cazul categoriei S7 se manifestă o tendință opusă: aceea de a se alege modele cu o complexitate cât mai mare posibil: „Space Shuttle", „Soiuz", „Saturn", „Ariane", dificultățile în construcție fiind sporite de intenția realizării unor efecte speciale, cum ar fi separarea treptelor, lansarea de „sateliți" etc. Ținând cont de dificultățile constructive, începătorii nu vor aborda modelele menționate afară de cazul în care ei își propun realizarea numai a unei machete de vitrină.

Pentru realizarea în bune condiții a unei machete competitive trebuie urmărite o serie de principii directoare:

Aprecierea corectă a experienței și forțelor proprii: supraestimarea acestora duce întotdeauna la rezultate modeste.

Siguranța în funcționare. Nu se va face niciun rabat pentru niciun din elementele care concură la realizarea unui zbor corect, începând cu centrajul și legarea sigură a dispozitivului de recuperare și terminând cu motoarele și sistemul de aprindere care trebuie să funcționeze sigur, din prima încercare.

La stabilirea perioadei de timp necesară pentru construcția machetei se va ține cont de faptul că vopsirea și finisarea pot consuma uneori 50% din timpul total de lucru.

Dimensiunile mari și un colorit atrăgător creează o impresie deosebită arbitrilor care vor puncta mai favorabil macheta.

Prezentarea în concurs a unei machete inedite sau foarte rar utilizată până în acel moment poate duce la o apreciere mai bună; dacă se alege un tip care a mai fost prezentat de multe ori și este bine cunoscut, aprecierea va fi mult mai exigentă.

Se vor evita machetele care necesită stabilizatoare suplimentare din plastic transparent (numai pentru competiții).

Numărul motoarelor active va fi de cel mult patru, identice ca tip și montate cât mai apropiat. Tendința actuală este de reducere la strictul necesar. Pentru un motor sau două în plus se pot câștiga câteva puncte, dar dacă unul dintre ele nu se aprinde sau funcționează defectuos se poate pierde totul.

În cazul unor configurații complicate ale modelului original (asimetrii) este foarte indicată realizarea în prealabil a unui model de probă, o „machetă a machetei" la scara 1:1, dar nefinisată, care să fie supusă unor încercări în zbor pentru verificarea centrajului și funcționării corecte a subansamblurilor componente.

Alegerea materialelor. Cu excepția componentelor metalice masive care nu sunt permise din considerente de securitate, se pot utiliza cu bune rezultate materialele cele mai diverse, ușor de procurat, cu condiția ca acestea să fie folosite la locul potrivit. Nu este obligatorie folosirea unor materiale deficitare, scumpe sau cu o tehnologie de elaborare complicată cum ar fi lemnul de balsa, teflonul sau fibrele de sticlă. Amatorii pot utiliza întotdeauna cu bune rezultate cartonul pentru desen, cartonul prespan, placajul subțire, lemnul de tei pentru părțile masive. Folosirea judicioasă a acestor materiale asigură în general condițiile de rigiditate și greutate impuse.

Stabilitatea dimensională. În cazul în care se propune realizarea unei machete pentru concurs, trebuie avut în vedere că anumite suprafețe se pot deforma în timp, datorită alegerii și prelucrării necorespunzătoare a unor materiale neomogene, cum ar fi furnirul, lemnul de balsa sau chiar cartonul. Trebuie luate deci măsuri de rigidizare suplimentară a acestor elemente cu suprafețe mari ce s-ar putea deforma (în special corpul și stabilizatoarele).

Cele menționate mai sus nu trebuie înțelese drept condiții limitative, obligatorii. Tocmai găsirea de către constructorul amator a unor soluții noi, practice și eficiente, posibil a fi generalizate, trebuie să constituie scopul principal al activității sale.

PROIECTAREA FORMEI RACHETOMODELELOR

Construcția unui rachetomodel, deși reprezintă o copie redusă a rachetelor reale, cuprinde o serie de particularități, modelul fiind echipat numai cu acele elemente strict necesare unui zbor aerodinamic stabil la viteze subsonice. În cazul lor, greutatea foarte redusă raportată la suprafață și forța de tracțiune face ca influența rezistenței aerodinamice să fie foarte importantă.

Multitudinea probelor de concurs și a claselor de motoare utilizate curent, laolaltă cu fantezia și experiența constructorilor au dus la o mare diversitate de forme constructive, de multe ori la aceeași clasă înregistrându-se trei-patru configurații, care diferă destul de mult, dar care servesc aceluiași scop. Fiecare dintre acestea sunt considerate drept optime de către constructorul respectiv, ceea ce nu este întotdeauna adevărat. Desigur că în funcție de baza materială și modul de lucru obișnuit se pot admite unele compromisuri de la optim, dar cu un efort minim se poate ajunge totuși la o construcție foarte bună a modelului, cel puțin din punctul de vedere al stabilității și rezistenței la înaintare.

Asupra acestor elemente ne vom opri pe scurt în cele ce urmează. Diagramele alăturate dau unele indicații constructive utile, mai ales pentru amatorii cu mai puțină experiență. Ele au rezultat din practica îndelungată în domeniu și oferă unele indicații orientative pentru adoptarea formei exterioare a modelului.

Forma, poziția și grosimea stabilizatoarelor au o influență hotărâtoare asupra stabilității. Pe de o parte, ele determină și poziția centrului de presiune (C.P.), adică punctul în care se aplică rezultanta forțelor aerodinamice. În general, pentru modelele „clasice" se urmărește aducerea acestui centru cât mai spre baza corpului pentru ca stabilitatea să se asigure cât mai ușor, centrul de greutate (C.G.) putând fi adus deasupra C.P. cu un minim de greutate de echilibrare în partea superioară a modelului. Mărirea suprafețelor stabilizatoarelor și plasarea lor cât mai spre bază asigură această condiție. Prin unghiul α este indicată înclinarea părții tronconice a reducției corpului la un diametru mai mic, formă constructivă des întâlnită. Prezența acestei porțiuni scade coeficientul aerodinamic, dar impune măsuri suplimentare de stabilizare a rachetomodelului. Prezența porțiunii tronconice în partea superioară a corpului duce la creșterea stabilității pe traiectorie, dar și a coeficientului de rezistență aerodinamică.

Forma și gradul de finisare a părții frontale a corpului (vârful) determină în mare măsură rezistența la înaintare, aceasta fiind regiunea unde se întâlnește valoarea cea mai mare a presiunii dinamice. Forma emisferică a vârfului, deși mai dezavantajoasă aerodinamic, are o influență pozitivă asupra stabilității. S-a constatat experimental că o formă optimă a vârfului rachetei, într-o gamă foarte largă de viteze, este cea emisferică cu raza 1/10 din diametrul corpului, urmată de o racordare curbilinie care se termină paralel cu axa rachetei. Orice discontinuitate în regiunea îmbinării vârfului cu corpul duce la creșterea rezistenței la înaintare la viteze mari.

Desigur că în funcție de tipul rachetomodelului forma exterioară trebuie adaptată scopului principal al probei: durată, altitudine sau ambele. Acesta constituie criteriul inițial în alegerea configurației modelului. Se va urmări asigurarea unor dimensiuni minime pentru oricare element constructiv și a unei finisări cât mai bune a suprafețelor, fără însă ca această ultimă operație să aibă repercusiuni negative asupra greutății rachetomodelelor pentru probe de durată, care trebuie să fie cât mai ușoare.

Stabilitate

Zborul este instabil în cazul în care poziția celor două centre este foarte apropiată, situație în care momentul de stabilizare este foarte mic sau nul. Pentru modelele cu corp de lungime foarte mare în raport cu diametrul, stabilitatea se poate asigura și cu poziția centrului de greutate mai „jos" decât cea a centrului de presiune dar la o distanță relativ mare. Nu trebuie uitat că în timpul zborului poziția centrului de greutate se modifică; în niciun caz acesta nu trebuie să ajungă în apropierea C.P. Dacă C.G. este deasupra C.P., la mai mult de 3 diametre, stabilitatea începe să scadă datorită unei mișcări de precesie din ce în ce mai pronunțate la viteze ridicate și care reduce foarte mult calitatea zborului.

În diagrama a doua se indică influența deschiderii și suprafeței stabilizatoarelor asupra coeficientului de stabilizare. Se observă efectul deosebit de mare al valorii deschiderii (A), mărirea lungimii, deci a suprafeței la aceeași deschidere având o influență mai mică. Coeficientul de stabilizare cu lungime a bazei egală cu jumătatea deschiderii este valoarea cea mai indicată din acest punct de vedere.

Referitor la influența formei stabilizatoarelor asupra rezistenței aerodinamice, considerând sistemul corp-aripă se poate arăta că este indicat un unghi de atac cât mai mare. Grosimea aripioarelor trebuie să fie minimă, atât cât să se asigure rezistența mecanică. Stabilizatoarele foarte lungi, în special cele care depășesc mult marginea corpului în partea inferioară, în afară de faptul că aduc C.P. mai înapoi, nu contribuie mult la stabilitate. Din contra, datorită vibrațiilor la care sunt supuse în timpul zborului, având o rigiditate scăzută, contribuie la creșterea importantă a rezistenței la înaintare.

LIVIU FLOCIU