Motorização

Motorizaçoes directas versus reduzidas

Voce tem um aeromodelo que pareçe um cavalo selvagem ainda por domesticar a voar com motor directo???
Ou voce tem um aeromodelo que inchou muito com a humidade no inverno e consequentemente aumentou para o dobro do peso???
Tem la em casa um modelo a motor Termico que gripou e está pronto para se iniciar nos voos electricos???
Entao leia-me que nao se vai arrepender!!

O Uso de Sistemas propulsores com motores electricos tornam-se cada vez mais evidentes no aeromodelismo, apesar dos motores sem escovas Brushless estarem cada vez mais acessiveis pelo menos no ponto de vista comercial, já se comecam a comercializar em Portugal nas lojas de aeromodelismo (nomeadamente pela Graupner ou pela Multiplex mais comuns), ainda assim persistem em manter os seus preços altos quer seja o motor ou o Speed Controller de tal forma que ultrapassa em muitos Euros o preço de um bom motor IC. Assim sendo é facil desanimar qualquer potencial aeromodelista que se queria pela primeira vez converter aos electricos com modelos de boas e efectivas prestações.


Bom! Mas longe de desanimar e esperançosos que esta tendencia mude, todos os aeromodelistas que tem paixao pelo voo electrico silencioso e limpo sabem que quem não tem cão caça com gato e assim sendo vamos-nos habitando a fazer gato sapato dos tao acessiveis e baratos motores de “feira” os Brushed e espreme-los ate ao tutano.
Quem percebe um pouco de electricidade e aeronautica tem por norma a vida mais facilitada nesta area do aeromodelismo. Apesar da vasta quantidade de informação que nesta area está cada vez mais difundida na internet todo o aeromodelista começa a ter noção deste tipo de voo, das suas qualidades e limitaçoes.

A utilização dos motores brushed com escovas requerem baixos investimentos monetarios pois com 10 euros podemos adquirir um motor da classe dos 400 por exemplo, no entanto de modo geral ficamos limitados ao tipo de aeromodelo onde o iremos aplicar quer em tamanho quer principalmente em peso.
Se vascularmos na internet nos testes efectuados por outros aeromodelistas sobre o motor brushed que adquirimos talvez consigamos obter a força (Thrust), a rpm e a tensao aplicada ao motor que possuimos, estes testes são geralmente efectuados com helices directamente presas ao veio do motor e por esse motivo diremos que são propulsoes directas, os testes geralmente variam no tipo e tamanho da helice e na tensão da bateria aplicada ao motor.
Como é obvio os motores tem as suas limitacoes por isso teremos que ser comedidos quer no uso da helice a aplicar quer na voltagem com que o motor ira trabalhar o optimo será conseguir a melhor relacao eficacia/força do motor. Uma coisa e certa respeitem escrupulosamente as instrucoes do fabricante.
Por exemplo um motor permax 400 6v que vem talhado para trabalhar ate um maximo de 10 amperes de consumo quando aplicado uma helice Gunther e 9,6 volts dá uma potencia aproximada de 100 watt com uma força de 325 gramas. Não tente aumentar os valores sob pena de queimar o motor.
Com uma força propulsora destas poderemos impulsionar um sistema num aeromodelo com peso maximo ate 900 gramas tudo “On Board” aproximadamente 3 vezes o Thrust, naturalmente que não estamos a ter em conta o tipo de modelo e principalmente a sua superficie alar.

Quando esgotamos todas as contas para impulsionar um aeromodelo com um motor Brushed directo á helice entao viramo-nos para o uso de redutoras.
De modo geral o uso de motores directos versus motores com redutoras são:
Em motores directos: maior velocidade, menor força, menor autonomia, maior consumo, menos dispendiosos, mais facil aplicaçao, menor peso, helices de menores dimensões, baixo torque, menor eficiencia.


Em motores com uso de redutora (Gearbox): maior torque, menor velocidade, menor consumo, maior autonomia, mais caros, helices maiores, maior eficiencia, maior força.
Claro que se está a pensar num modelo tipo Pylon Racer ou modelo de velocidade entao esqueça o uso de redutora e opte pelo motor directo o voo torna-se mais agressivo e tenso na medida que o uso de helices de menores dimensoes impulsionam o modelo e originam um elevado rpm do motor; ou seja se o seu aeromodelo precisa de velocidade para voar pois atinge o stall com facilidade a pouca velocidade, entao esqueça o uso de redutora. No entanto como se pode comprovar o uso de redutoras na sua maioria torna-se bem mais vantajoso o aeromodelo torna-se mais facil e afavel de voar.

Para usar redutora voce precisa de ter a certeza que o seu aeromodelo ira ter suficiente pitch speed (Velocidade) acima da velocidade de Stall. Numa forma simples e aproximada para calcular a velocidade atinginda pelo aeromodelo é multiplicamos o passo da helice em polegadas (in) pela rpm (rotacao por minuto) da helice dividimos por 1000 e por ultimo multiplicamos por 1,5 o resultado é nos apresentado em km/h. A rpm da helice sera a rotaçao maxima atingida pelo motor a dividir pela quantidade imposta pelo redutor no caso de ser uma redutora 2:1 a taxa sera de divisao por 2, a cada duas voltas do motor uma da helice.
Como recomendaçao de um voo suave e seguro a velocidade ou pitch speed tem que ser duas vezes e meia a velocidade de stall do aeromodelo.

Em voo directo as helices tem forcosamente de ser pequenas sob pena de sobrecarga do motor desgaste permaturo e excesso de aquecimento provocando pouca eficiencia e queima do verniz ou material isolante dos enrolamentos originando curto-circuitos, dai que helices tipo gunther 5.5*4.5 e outras 6*3, 6*4, 7*3, 7*4, 8*4 tipo APC, Master Airscrew entre outras sejam efectivas para este tipo de voo abarcando motores que vao desde 280 a 600 passando pelos famosos e mais vulgares 400 e 480. Enfim a escolha é limitada e nem sempre disponivel no tamanho que queremos dai que as experiencias a efectuar não sejam muito sortidas para o motor que utilizarmos. Quanto ao uso de redutoras já a historia é outra pois podem abarcar uma enorme quantidade de tamanhos de helices e a escolha acertada do conjunto redutora/helice/motor torna-se muito mais critica e envolve calculos e simulações, o melhor será procurar kits de propulsao já previamente estudados e testados pelos fabricantes, se bem que eu em minha opiniao prefira experimentar varias opcoes de tamanhos e tipos de helices.


De facto a escolha da helice nos modelos com redutora é critica uma boa adaptacao motor redutora é exigido e é ela o principal elemento responsavel pela propulsao e eficacia do conjunto propulsor já que estamos a aliviar o motor de efectuar grande parte da força. Neste ponto é exigido que a helice seja bem desenhada e adaptada para o tipo de voo electrico.
Uma coisa é certa tambem aqui no uso de redutoras temos que ter algum conta peso e medida pois se queremos muita força e torque usamos helices grandes e com pouco passo a taxa de reduçao poderá ser maior mas a velocidade cai; se queremos alguma velocidade extra entao teremos que diminuir o tamanho da helice e aumentar o passo assim como diminuir a taxa de reducao, enfim é exigido um grande numero de calculos e factores que obrigam a escolher atraves de um enorme leque de opcoes. Desta forma conseguimos converter bastantes aeromodelos IC em Electricos com grande sucesso e pouco investimento.

Quanto ao tipo de redutora temos:

As redutoras excentricas
São as mais vulgares. Constituida por duas rodas dentadas uma mais pequena agarrada ao veio do motor (pinhao) e outra maior acopolada a um veio com tracçao á helice . A relaçao da caixa de engrenagens será simplemente o numero dos dentes da roda dentada maior dividida pela do numero do pinhão.
As vantagens são redutoras baratas, com uma vasta gama de reduçoes acessiveis
As desvantagens são um pouco barulhentas com relevante offset relativamente ao motor o que dificulta a instalaçao on board no aeromodelo, não são seladas por consequencia podem-se intrometrer pequenas particulas entre os dentes das engrenagens deteriorando-as, podem-se partir ou empenar as engrenagens caso leve uma forte pancada na helice, a rotaçao do motor tem que ser inversa a da helice o que poderá eventualemente requerer um re-timing do motor, grande força aplicada aos casquilhos do motor neste caso é preferivel usar um motor de rolamentos.

As redutoras Planetarias
São redutoras em linha compostas por 1 pinhao no veio do motor e 3 pequenos que jogam entre o pinhao central do veio do motor e uma roda dentada exterior que esta acopolada ao veio da helice.
As vantagens deste tipo é de distribuir a força do motor de igual forma pela redutora não desgastando os casquilhos permaturamente como na redutora anterior, o motor roda no mesmo sentido que a helice, a redutora esta em linha com o motor o que torna mais facil a instalaçao “on board”.
As desvantagens é de que são mais caras as taxas de reducao são elevadas com ratios minimos de 3.3:1.

As redutoras de caixa
São redutoras semelhantes as excentricas mas com caixa selada e em que a roda dentada maior tem os dentes virados para dentro tal como a planetaria.
As vantagens são seladas o que se livram de problemas de particulas estranhas entre os dentes, o motor roda no mesmo sentido que a helice.
As desvantagens é que tem um pouco de offset tal como as excentricas e o motor faz força nos casquilhos de apoio do veio.

As redutoras de correia
São redutoras em que as engrenagens são substituidas por poleias e uma ou varias correias de distribuiçao.
As vantagens são silenciosas e suaves, não tem problemas com impurezas ou pancadas na helice, a taxa de reduçao pode ser facilmente alterada, o motor roda no mesmo sentido da helice.
As desvantagens tem uma grande quantidade de offset o que se tornam complicadas de instalar “on board”, estao limitadas a muita rpm dos motores pois provocam derrapagens e aquecimento na correia.


Em conclusao final o uso de redutoras torna os aeromodelos mais suaves e doceis de voar aumentam em muito a autonomia geralmente para o dobro da propulsao directa e permitem-se a que o modelo seja maior e mais pesado chegando-se mesmo a converter com muito sucesso modelos talhados para motores termicos em electricos como nota final e titulo de exemplo um kit ripmax motor 600 lighspeed com 9,6 volt e uma redutora 2,8:1BB (de rolamentos) com uma helice 11*8 gasta 22 amperes as 6500 rpm e tem um thrust de 1100 gramas eficaz ate um modelo de 3 kg.