Flavio Mattavelli - settembre 2015

Canard di carta.

Costruire aeroplanini di carta può essere una scienza, può non essere un gioco da ragazzi, può essere un gioco da adulti, che si sentono ragazzi.

In Internet esiste una mole impressionante di istruzioni per costruire aeroplanini di carta, compreso modelli volanti in esecuzione canard.

Io approvo qui la tecnica origami volante pura, cioè i modelli canard che presenterò verranno costruiti essenzialmente solo partendo da un semplice foglio di carta rettangolare "standard", solo piegato opportunamente. Niente forbici, colle, pesi, graffette e/o diverso materiale aggiunto, tranne molta materia grigia e attenzione di costruzione.

Ignorerò i tradizionali dardi a semplice delta accentuato, che tutti hanno costruito alle elementari, primo perché non sono canard e secondo perché volanti più per la spinta del lancio balistico iniziale, che per le prestazioni da planatore (glider). Comunque c'è da dire che un dardo a freccia ben fatto, se lanciato fortemente in alto, può raggiungere facilmente distanze di oltre 20 m, il che non è da trascurare. Ignorerò qui anche tutti i tuttala di varie altre fogge, compresi quelli da record mondiale, ed ignorerò eventuali aeroplanini di carta di forma ricordante gli aerei convenzionali, per concentrarmi solo sulla configurazione canard.

Occorre distinguere se si vuole raggiungere un primato di distanza oppure di durata di volo.

 

Primati mondiali per aeroplanini (non canard) di carta, a lancio manuale.
Il primato di durata in ambiente chiuso fu detenuto per parecchi anni dall'americano  Ken Blackburn, che l'8/10/98 realizzò un volo di 27, 06 secondi, con un lancio subverticale seguito da una planata apparentemente sfarfallante, nel video in Internet, di un tuttala abbastanza squadrato e compatto, con 2 derive di estremità. Tuttavia l'11/04/09 il giapponese Takuo Toda realizzò un volo di 27,09 secondi, con il suo aeroplanino Sky King (modello tuttala con semiali a trapezio rettangolo di basso allungamento, bordo entrata a freccia positiva, con 2 derive di estremità, credo realizzato da un foglio di carta quadrato per origami), che utilizzava anche 3 pezzi di nastro adesivo, ammessi dal Guinnes Record. Lo stesso Takuo Toda successivamente ha realizzato la durata di volo di 29,02 secondi, con una planata da "glider" di ottima efficienza. I primati di durata conseguono per lo più ad un lancio manuale subverticale veloce fino ad un'altezza massima possibile, credo di circa 15 m, e ad una planata subcircolare lenta. Ovviamente per sopportare la spinta iniziale l'aeroplanino deve avere le pieghe opportune (carta predominante in punta) e non deve mutare traiettoria nel tiro ascendente, che credo che sia la cosa più difficile, per la necessità di raggiungere l'altezza più elevata.
I miei canard mirano invece ad un primato di distanza senza tiro balistico, anche in ambiente aperto, con lancio suborizzontale di forza moderata. Infatti, se fossero eventualmente lanciati ad alta velocità in direzione subverticale, non raggiungerebbero i 6 o 7 m di altezza, perché scampanerebbero subito in stallo contorto.
Il primato mondiale di distanza con tiro balistico in ambiente chiuso (California, 26/02/12) è detenuto da Joe Ayoob, che, su progetto di John M. Collins, con un lancio manuale del "dardo" Suzanne, senza derive di estremità alari, è arrivato a 69,14 m, utilizzando carta formato A4 e nastro adesivo. Tale distanza è stata raggiunta con una salita veloce, pendenza oltre 35° in leggero assetto cabrato culminante con un lungo stallo apparente circa dopo 20 m, ad un'altezza di circa 15 m, seguito da una lunga seduta per ca. 40 m, culminante in un secondo stallo a ca. 2 m da terra, con ulteriore successiva seduta lenta, lunga circa 10 m fino all'atterraggio.
La distanza raggiungibile in volo mi affascina, ma solamente quella in volo planato, possibilmente ascendente veleggiato in aria libera, escludendo il lancio iniziale comunque procurato. S'intenda che la maggior soddisfazione con i miei aeroplanini canard di carta (e cartoncino) si ottiene lanciando da un pendio elevato, senza pretese di primati mondiali, ma con l'intenzione di planare bene e diritto in lungo e  maestoso volo librato.

 

Per canard s'intenda qualsiasi configurazione volante dotata di timone anteriore, ed io intendo esclusivamente che deve essere ben volante in planata, trascurando costruzioni di carta fantasiose, anche se più simili agli aerei veri, ma costruzioni che planino "troppo" male.

Quindi per aeromodello canard di carta intenderò sostanzialmente un aliante (glider) che possa essere veleggiatore (sailplane), ma debba essere fondamentalmente un libratore (forse la traduzione giusta è volplane), soprattutto votato a primati di distanza, non disdegnando anche primati di durata, con il favore dell'aria.

Solitamente si usa un foglio di carta standard bianca per ufficio, grammatura 80 g/m2, formato A4 (210 x 297 mm), ma i 4 modelli più avanti fotografati (a sfondo rosso) sono stati ricavati dal formato A5, che è la metà dell'A4, mantenendo lo stesso rapporto tra i lati del rettangolo (0,70). Generalmente i modelli più piccoli richiedono più attenzioni di costruzione e volano forse peggio, più soggetti al vento.

Ho sperimentato anche una carta azzurrina, grammatura 68 g/m2, con accettabili differenze rispetto alla bianca standard, mentre la leggera carta patinata di alcune riviste è più flessibile e potrebbe essere inadatta. Con la carta più leggera le prestazioni di "glider" potrebbero essere aumentate con un piccolo soffio d'aria contrario, addirittura il modello potrebbe volare in salita. In generale un canard di carta benfatto comunque non raggiunge le prestazioni di un mio canard di cartoncino benfatto.

 

Esecuzione base in 4 tipi fondamentali e relativi sottotipi.

La maggioranza dei modelli ben volanti di canard di carta è ispirata da un'esecuzione base a timone triangolare, se si vuole non particolarmente bella, solo apparentemente semplice, fatta come i seguenti disegni, copiati dal sito www.paperplane.org, che ha pubblicato una procedura di Stuart Dunlop, esecuzione del resto abbastanza comune in diversi altri siti Web, magari con piccole variazioni costruttive, come ad es. l'appuntimento del musetto del modello canard, appuntimento non proposto nell'esecuzione base di Dunlop.

La facile procedura costruttiva standard di Dunlop sembra unica, ma può portare a 4 tipi base di modelli diversi (v. Costruzioni fondamentali), più eventuali numerosi sottotipi di altri Autori, es. tipo 2), sottotipo a musetto appuntito, come nella foto seguente, mentre i disegni immediatamente successivi sono per l'esecuzione base di Dunlop standard, cioè tipo 1), sottotipo senza musetto appuntito.

La spartana estetica di questi canard è discutibile, ma i risultati di volo sono inconfutabilmente buoni, talora quasi strabilianti per un "glider" di carta.

Non credo che sia la punta del musetto a migliorare la planata, quanto la corretta esecuzione del miglior tipo di base, associata alla posizione migliore della piega alare.

Secondo i tipi e le fortune, l'efficienza media di planata libera in aria calma può variare da 3 a 5, ultimo valore per me di tutto rispetto, con planata eseguita talora maestosamente lenta, con piccole oscillazioni di rollio alternato, indesiderato, talora nulle, nella maggioranza dei casi, tuttavia con piccole differenze di stabilità longitudinale anomale, che verranno analizzate successivamente per i vari tipi. La planata di un modello centrato è solitamente di direzione quasi diritta, però basta un soffio d'aria che la traiettoria può incurvarsi o a ds. o a sin., non ripetitivamente. Il difetto principale di alcuni di questi canard è che sono incostanti, ma sono capaci talora di grandi prestazioni. Ho constatato che i tipi 2) & 1) appaiono meglio stabilizzati degli altri, però il 2) può essere meno efficiente, se la piega alare non è corretta (v. paragrafo Risultati naturali di stabilità longitudinale). Anche il tipo 1) risente della posizione della piega alare; nella norma è forse più efficiente, ma più incostante.

 

Già al punto 1 della soprastante procedura esiste l'alternativa di piegare le 2 alucce a 45° del futuro timone (quadrato al punto 4) o in dentro, verso la piega mediana intesa a V con vertice in basso, nel piano del disegno, o piegare in fuori, sempre verso la piega mediana, ma a vertice da capovolgere. Nel disegno la linea di piega in dentro è azzurra e, considerando il punto 2, le alucce del timone sono state piegate in dentro. Per fissare le idee pongo che la linea mediana dei punti 1 & 2 sia stata posta con vertice nel piano del foglio (ma Dunlop potrebbe anche aver fatto il contrario: se così fosse, le mie 4 denominazioni numeriche dei tipi base di modelli andrebbero riviste). Per me ciò determinerà le future mie esecuzioni 1) e 2) con estradosso continuo (vedere avanti). Anche al punto 3, secondo le linee azzurre, le pieghe lunghe delle future semiali sono stata effettuate in dentro, ma nel punto 3 il foglio è stato capovolto, dunque la piega delle semiali è in fuori rispetto alla V della piega mediana (determinando le future esecuzioni 1) e 2)), con la piega mediana in alto, sopra il piano del disegno. Idem al punto 4. Il punto 5 rappresenta il punto 4 capovolto. I disegni dei punti 4 e 5 sono ambivalenti, nel senso che, se anche si fosse proceduto al contrario, si sarebbe pervenuti agli stessi disegni, ma con la linea mediana in basso rispetto al piano del disegno del punto 4 e con la linea mediana in alto rispetto al piano del disegno del punto 5, determinando le future mie esecuzioni dei modelli tipi 3) e 4), come verranno descritti nelle Costruzioni fondamentali.

Comunque fino al punto 5 non ci sono particolari problemi di comprensione, osservando che le pieghe dei futuri timone ed ala dei punti 2 & 3 sono prima dentro e poi fuori rispetto alla piega mediana principale, che può essere però vista o in alto o in basso rispetto al piano dei disegni. Naturalmente si può procedere anche prima fuori e poi dentro, ciò può essere motivo di confusione nella denominazione dei tipi di modelli base.

Abbiamo ulteriori alternative costruttive dubbie al punto 6 & 7, in quanto il musetto si può piegare in su oppure in giù, e la piega mediana principale può essere essa pure essere stata piegata in su oppure rivoltata in giù. Dalla linea azzurra del punto 6 interpreto che il musetto venga rivoltato in su, e al punto 7 interpreto che la piega mediana sia in basso, determinando l'esecuzione 1) come avanti verrà descritta.

Quando poi si passa al punto 8 & 9 anche la linea delle pieghe alari può essere più o meno inclinata, determinando rispettivamente meno o più superficie alare posteriore.

In ogni caso la linea delle pieghe alari, azzurra al punto 8, accumuna praticamente sia l'incidenza del timone anteriore che dell'ala posteriore.

Il timone anteriore e l'ala posteriore appaiono interagire quasi come un'unica ala a basso allungamento.

Al punto 9 sembra che la freccia esterna delle semiali, durante la piega alare azzurra del punto 8, venga portata a corrispondere alla linea di piega mediana, cioè alla linea inferiore della "fusoliera", ma ciò non è evidentemente una caratteristica imperativa, a meno che non si ritenga determinante la superficie alare rapportata alla superficie del timone anteriore oppure rapportata alla superficie della "fusoliera" intesa come superficie di deriva (in effetti una certa importanza esiste ai fini dell'efficienza e direzionalità di planata, come si vedrà nelle Conclusioni varie).

La linea delle pieghe alari più o meno inclinate determina, con la solitamente ampia superficie verticale posteriore della fusoliera, una deriva molto utile al fine della stabilità direzionale, tuttavia questa deriva deve avere una superficie appropriata anche quando la superficie delle semiali venisse maggiorata.

Infatti se questa deriva è eccessiva, con l'ala posteriore di troppo ridotta superficie, o viceversa, possono nascere movimenti di rollio difficilmente prevedibili ai fini della stabilità trasversale.

Per andar bene basta comunque un diedro trasversale minimo, solitamente automaticamente giusto dopo le pieghe alari aperte a circa 90°- 96° rispetto alla fusoliera a V portata a zero, pieghe che devono essere eseguite esattamente simmetriche rispetto alla fusoliera. Infatti in volo poi le semiali si rialzano un poco, determinando un diedro massimo per ogni semiala 10° circa, ma l'ideale potrebbe essere anche poco minore, comunque sempre leggermente positivo.

Bastano piccole discrepanze nella simmetria che ne può conseguire una traiettoria curva, talora con andamento a biscia, per la flessibilità delle ali di carta.

Un diedro trasversale alare negativo sembra stabilizzare il volo nella fase di lancio, ma, soprattutto per un colpo di vento, può indurre il rovesciamento del modello, che proseguirà poi in volo rovescio, ovviamente da evitare.

 

Pre auto pilotaggio. Con questa pomposa definizione dei controlli prima del volo intendo dire che occorre predeterminare la geometria dei modelli in modo che il volo avvenga, dopo il lancio iniziale, pilotato automaticamente dalle predeterminazioni. A differenza dei miei canard di cartoncino, nei canard di carta è quasi impossibile "trimmare" la carta per prederminare la direzione di planata in modo costante per i voli successivi. Ciò non ostante si può tentare di giocare o con la fusoliera-deriva o stortando 1 o 2 alettoni alle estremità alari, soluzioni imprecise che non mi piacciono.

 

Per inciso potrebbe sembrare in alternativa più facile giocare con le pieghe alari, almeno a modello appena costruito. Il gioco però non può essere ripetuto all'infinito. Si può procedere in 2 modi, entrambi scarsamente affidabili per la direzionalità. Primo. Lasciando la fusoliera-deriva diritta, modificare l'angolo trasversale di una sola semiala e/o estremità del timone, però con peggioramento globale per l'aumento del diedro trasversale interessato, o addirittura rifare solo una piega longitudinale. Secondo. Lasciando stare tutti i diedri trasversali e simmetrie della costruzione della parte superiore del modello, diedri preferibilmente realizzati minimi cioè quasi diritti, sia per il diedro alare che per il diedro di tutto il timone, si potrebbe spostare la deriva-fusoliera sotto l'ala o un po' a ds. o un po' a sin. secondo necessità, predeterminando con la deriva un'ulteriore superficie portante, che idealmente dovrebbe raddrizzare la traiettoria curva a patto che lo spostamento della fusoliera non sia eccessivo. E' una soluzione solo teorica, perché praticamente sortisce scarsi e per lo più inefficienti risultati. Il secondo metodo è troppo aleatorio, perché nello spostamento laterale della deriva-fusoliera si crea un dannoso gradino di discontinuità tra le pieghe delle semiali, da dover rifare la piega di una semiala, quella opposta allo spostamento, essendo colà il ramo della deriva a V divenuto corto. Se si volesse comunque seguire tale idea macchinosa, immaginando di guardare gli spostamenti dal dietro del modello, dovrebbero risultare 3 casi teorici, in funzione anche dell'entità dello spostamento:

fusoliera spostata a ds., modello girerà a sin.; fusoliera spostata a sin., modello girerà a ds.; fusoliera spostata circa oltre 45°, il modello dovrebbe entrare in vite sul proprio asse e forse procedere capovolto (da evitare).

Tutti i sopracitati sarebbero degli interessanti sottocasi da sviluppare, ma temo che non ci sia una soluzione valida e semplice alla mancanza casuale di direzionalità di questi canard di carta. Comunque, mentre un aumento del solo diedro alare potrebbe essere sopportabile, l'aumento del solo diedro del timone anteriore potrebbe scatenare una forte instabilità direzionale di imbardata, forse addirittura causante un volo a spirale in picchiata non recuperabile.

 

Riguardo al pre auto pilotaggio del beccheggio è infine chiaro che dipenderà esclusivamente dall'impostazione di centraggio longitudinale del modello, o meglio dalla scelta progettuale del tipo di modello base delle 4 Costruzioni fondamentali che poco avanti verranno dettagliate, integrate da qualche miglioria.

 

Stabilità longitudinale. Unitamente a quelle trasversali e direzionali, in ogni aereo conta la stabilità longitudinale, e quella di questi modelli canard è decisamente misteriosa, ma sorprendentemente efficace, nella maggioranza dei casi. Tuttavia a parer mio potrebbe trattarsi sostanzialmente sempre di una stabilità intrinsecamente quasi neutra, che nella maggioranza dei casi fa sembrare questi aeroplanini stabili. Lo studio della stabilità longitudinale mi ha sempre affascinato maggiormente e mi divulgherò di più di quelle sugli altri 2 assi.

Apparentemente non esiste qui un diedro longitudale geometrico, inteso come incidenze tra timone ed ala, secondo le varie alternative costruttive di questi canard.

Apparentemente, perché credo che siano le pieghe della carta a determinare le diverse alternative di diedro longitudinale indotto dinamicamente, che condurranno ai risultati sorprendenti.

Cercherò di studiare analiticamente i tipi costruttivi del modello di base, limitando l'analisi alla piega del timone fatta sempre sulla metà del quadrato (linea azzurra del punto 6).

Detta piega potrebbe tuttavia essere spostata o in su o in giù lungo il disegno del punto 6,  modificando in svariati sottocasi solo la superficie del timone rispetto alla sup. dell'ala, che invece, salvo ulteriori modifiche, verrebbe lasciata inalterata.

Logicamente dovrebbe succedere per un canard:

Timone anteriore di maggior superficie = modello più cabrato e viceversa: Timone di minor superficie = modello più picchiato !?

Lascio a voi verificare l'asserto negli infiniti sottocasi possibili, osservando che il baricentro del modello di carta si sposta di poco, effettuando queste modifiche, però il timone può variare il suo profilo, talora quasi come un deflettore aerodinamico.

Anche la superficie alare posteriore inoltre può variare fortemente secondo la posizione della piega alare, quella azzurra al punto 8. Ciò può essere determinante, in quanto è vero che il baricentro del modello si sposta poco, ma l'aumento di sup. alare posteriore dovrebbe rendere il modello picchiato, invece può farlo apparentemente sedere nella maggioranza dei casi (v. avanti Effetti della variazione della superficie alare).

 

Costruzioni fondamentali. Le successive costruzioni fondamentali sono state realizzate in prima approssimazione con le pieghe alari tutte come il punto 8, e le pieghe del timone come al punto 6. Riguardo alle pieghe alari rispetto alla piega mediana del foglio, l'ala posteriore può presentarsi con la parte superiore (estradosso) continuo e la parte inferiore (intradosso) interrotto dalla piega lunga delle semiali, cioè discontinuo, oppure viceversa, inoltre il musetto può essere piegato sopra o sotto la fusoliera. Dunque le alternative di base sono solo 4.

In tutte le foto la V della fusoliera appare molto aperta, ma in ordine di volo resterà ristretta, poco per la carta bianca 80 g/m2, ma quasi chiusa a zero impiegando una carta più leggera. Ciò è determinante, perché l'apertura della V aumenta la superficie alare ed ha un suo parziale effetto di diedro trasversale.

Quando la carta è 80 g/m2, in tutti i casi la fusoliera, chiusa dalle dita a zero gradi in fase di lancio, si apre a V durante il volo, ma meno di quanto si vede nelle foto a terra. Osservare che, se si impiega invece una carta più leggera di 80 g/m2, la fusoliera può chiudere completamente la V in volo, riducendo la superficie dell'ala, azzerando l'eventuale diedro trasversale negativo terra, solitamente senza però chiudere effettivamente le semiali con un diedro positivo eccessivo. Con la carta 80 g/m2 i diedri trasversali risultanti in volo si manterrebbero quasi ad angoli inalterati, se la V della fusoliera rimanesse chiusa a zero, ma siccome la V della fusoliera si aprirà leggermente, preimpostate il diedro trasversale alare in modo che in volo non diventi negativo.

 

  1. estradosso continuo e musetto piegato sopra (come appare fatto il modello di Dunlop), modello siglabile anche Cc1

  2. estradosso continuo e musetto piegato sotto, modello siglabile anche Cc2

  3. estradosso discontinuo e musetto piegato sopra, modello siglabile anche Cc3

  4. estradosso  discontinuo e musetto piegato sotto, modello siglabile anche Cc4

Cc significa canard di carta, per distinguerli dai miei canard di cartoncino, già denominati discutibilmente Paper.

Dagli esperimenti fatti non esistono in realtà molto significative differenze di comportamento dinamico di volo in aria calma dei quattro tipi Cc, e ciò mi ha fatto pensare che la cosa sia riconducibile alla sostanziale comunanza, o meglio identità, di incidenze tra ala e timone, tuttavia le differenze aerodinamiche esistono, con probabile spostamento dei fuochi aerodinamici dei vari modelli, tutti con le stesse superfici e gli stessi pesi, della stessa carta, ma con altre notevoli differenze costruttive e dinamiche, rispettivamente:

  1. l'ala s'infila nella piega del timone, che appare a profilo biconvesso, con diedro trasversale maggiore dell'ala; l'ala ha profilo portante; solo sotto il muso di questo tipo si possono aprire 2 alucce a freccette anteriori subverticali aderenti alla fusoliera, forse con possibilità di effetti dinamici direzionali o longitudinali, se più o meno aperte e inclinate trasversalmente sotto la fusoliera, tuttavia non ho provato ad utilizzare le 2 alucce, ritenendo la cosa macchinosa e probabilmente dannosa.

  2. l'ala sovrasta il timone, che appare a profilo piano, con lo stesso diedro trasversale dell'ala; l'ala ha profilo portante; sotto il muso è come se esistesse un'unica freccetta di pieghe sovrapposte, muso della fusoliera complessivamente portante.

  3. l'ala sta sotto al timone, che appare a profilo biconvesso, con diedro trasversale maggiore dell'ala; l'ala appare a profilo deportante; sotto il muso la fusoliera è pulita

  4. l'ala s'infila nella piega del timone, che appare a profilo biconvesso, con lo stesso diedro trasversale dell'ala; l'ala appare a profilo deportante; sotto il muso c'è una corazzatura di carta aderente alla fusoliera, senza effetti dinamici.

L'ideale è lasciare in volo il diedro trasversale positivo minimo indispensabile, max. 10° per ogni semiala, come inizialmente descritto, per ottenere generalmente in tutti e 4 i casi di base un rollio alternato minimo o generalmente nullo. Il rollio alternato soprattutto si può presentare con diedri trasversali eccessivi, possibili soprattutto nei casi 1) & 4), interessando insieme timone ed ala, mentre solo nei casi 2) & 3) si può pensare di interessare separatamente o l'ala o il timone, magari per precorreggere un'eventuale variazione di rotta non diritta indesiderata, modificando rispettivamente o solo il diedro alare o solo il diedro del timone anteriore, soprattutto qualora la piega alare potesse partire proprio dalla cima del musetto, lasciando ala e timone separati. In realtà quest'ultima ipotesi è proprio una falsa pia illusione, in quanto nella costruzione Dunlop ala e timone sono comunque in parte sempre legati e non è possibile piegare l'ala in cima al musetto senza coinvolgere parzialmente il timone.

 

Risultati naturali di stabilità longitudinale, ottenuti tutti con la medesima ampiezza della V e dei diedri trasversali dei 4 casi fondamentali di base, costruiti con le pieghe del punto 8 e del punto 6 normali, senza forzare i settaggi delle superfici, operando solo piccoli "trim" trasversali per la simmetria dei modelli, allo scopo di ottenere un volo planato direzionalmente teso, senza "trim" longitudinali, per meglio osservare il comportamento spontaneo intrinseco all'eventuale beccheggio. Si può notare una certa instabilità di beccheggio secondo la direzione e la forza di lancio del modello, con comportamento non sempre ripetitivo.

Per lancio standard s'intenda un lancio poco sub-orizzontale con debole forza, in aria calma. Normalmente la spinta influenza circa i primi 2 m a velocità leggermente maggiore, poi detti canard procedono in volo libero, relativamente lenti. Aumentando la forza di lancio manuale l'influenza può arrivare a 3-4 m, con velocità elevata solo nei primi 2-3 metri. Poi, nel lancio veloce, il comportamento è quasi sempre ripetitivamente più costante che nel lancio standard lento, ma meno significativo per la comprensione dei fenomeni. Risultati:

  1. standard talora leggermente picchiato, talora centrato giusto, spesso a cabrata lunga con volo finale lento, assetto quasi "seduto". L'assetto quasi "seduto" in realtà è comune anche agli altri tipi base "cabrati" e dovrebbe essere corretto aumentando le portanze timone+ala, cioè le loro incidenze o meglio anche il diedro longitudinale. Siccome ciò appare impossibile, tenetevi la "seduta" considerandola come una cabrata lunga accettabile. Il modello base 1) dopo il modesto stallo quasi fermo può precipitare piatto, ma per lo più si rimette bene per la successiva "seduta". Il primo punto di stallo solitamente capita dopo 7-10 m di planata. L'efficienza talora sembra quasi 5, la migliore tra quelle dei modelli provati, in dipendenza però dalle pieghe alari ottimizzate secondo quanto seguirà (vedere in fondo al paragrafo Stabilità laterale influenzante reciprocamente la longitudinale e precisazioni in Conclusioni varie), essendo l'ala portante, del resto come al tipo 2). Aumentando la forza di lancio in orizzontale il modello appare centrato giusto, con efficienza circa 5. Se il lancio veloce avviene con inclinazione di tiro circa 30° in alto, c'è una cabrata iniziale per 5-6 m, seguita da una impennata con stallo e successiva affondata, con ripresa talora in volo cabrato, ma per lo più con precipitazione a terra subverticale, se lo stallo è avvenuto sotto i 5-6 m di altezza (raggio di ripresa dell'affondata, idem anche per il tipo 2)).

  2. standard quasi come l'1), apparentemente poco più cabrato dell'1), il 2) è costituzionalmente quasi sempre un po' cabrato longitudinalmente (mentre trasversalmente e direzionalmente può essere accettabile, forse migliore degli altri modelli), a cabrata lunghissima, planata iniziale e finale lenta, con modesto stallo finale, senza precipitare dopo stallo. Un modello con una graffetta aggiunta sul musetto, quindi a fusoliera chiusa (appena meglio centrato artificialmente, in carta azzurrina, diedro trasversale zero, senza appuntimento musetto, sup. alare minima, deriva standard), ha presentato efficienza poco oltre 3, diciamo "scarsa", ma direzionalità ottima (è planato lento diritto "come una funivia" per circa 30 m, da altezza circa 9 m). Un altro modello con 2 graffette, quasi identico al precedente, ha mostrato efficienza quasi 4, con sup. alare poco oltre la norma. Qui si è manifestata l'importanza della giusta superficie alare, rispetto alla norma intesa come riferimento esterno semiali allineate alla piega mediana della fusoliera (rif. punto 8 della procedura Dunlop). Il modello con le 2 graffette aveva inizialmente per sbaglio l'ala sottomisura, con una deriva enorme; presentava quasi subito una spirale in picchiata. Allora la deriva è stata ridotta e l'ala aumentata di superficie rifacendo le pieghe alari spostate poco oltre la norma, ottenendo un buon centraggio. La direzionalità fu ottima "come una funivia", inoltre l'esecuzione 2) presenta una certa ripetitività. Il peso di 1 o 2 graffette forse può essere assimilato al peso del musetto appuntito in avanti, come nella foto iniziale, ma non sono questi pesi a spostare la stabilità longitudinale. Questa è influenzata soprattutto dalla reale superficie alare mutevole secondo la piega alare, rispetto alla superficie del timone, praticamente quasi costante al mutare della piega alare. Aumentando la forza di lancio il modello appare più cabrato dopo pochi metri, ma con recupero quasi centrato dopo lo stallo.

  3. standard presenta rollio nullo, efficienza apparente 4, talora leggermente picchiato (stabilità discutibile secondo assetto di lancio), generalmente all'inizio picchia veloce, poi si riprende con cabrata lunga, quasi giustamente centrato, spesso il finale è giusto, poco cabrato in rallentamento, con stallo, spesso dopo lo stallo scende inizialmente quasi piatto, ma presto precipita in picchiata veloce. Aumentando la forza di lancio il modello appare spesso picchiato, talora in spirale. Una volta mi è apparso però ben centrato con max. efficienza, relativamente sempre con planata veloce.

  4. standard subito generalmente troppo cabrato (o seduto), con traiettoria lunga e più lento degli altri, allo stallo si arresta e scende piatto. Aumentando la forza di lancio il modello appare subito ultracabrato con stallo, indi precipita quasi in verticale, ma con possibilità di ripresa dall'affondata.

Rivedendo spesso i lanci, tutti risultati possono mutare; ciò può essere motivo di sconforto, ma non desistete.

Riepilogando, il tipo 1) senza modifiche ed il 2) con ali a sup. maggiorata sono i migliori, per via dell'ala portante. Il tipo 2) è forse quello più gestibile longitudinalmente, anche per la presenza della pinna di pieghe sovrapposte a freccetta sotto la fusoliera, pinna che può essere leggermente estratta, predeterminando un eventuale aumento della cabratura. Invece per diminuire la cabratura si può pensare di appuntire il musetto, spostando il peso avanti, però senza grandi aspettative da queste modifiche.

 

L'appuntimento del musetto può venire realizzato piegando un quarto del quadrato in avanti. Volendo si può poi rivoltare il musetto ancora indietro, eliminando l'appuntitura e comunque spostando un poco avanti il baricentro del modello. Non cambia quasi nulla come centraggio, tranne il senso estetico del modello, comunque si ottiene anche qualche effetto aerodinamico..

La modifica del musetto è possibile con tutte e 4 le alternative fondamentali, laddove la convenienza aerodinamica sarebbe da valutare caso per caso, che non trasformi il musetto in un eventuale "freno aerodinamico" di punta, in particolare in caso di rivoltatura, che potrebbe creare un bugnone in cima alla fusoliera. Anche senza rivoltatura, il musetto appuntito crea una piccola sacca su circa metà del bordo d'entrata del timone, sacca con risultati di volo discutibili, come accennato poco avanti nell'esempio che segue.

Un modello tipo 2) in carta bianca con musetto appuntito qualche volta si è dimostrato poco più efficace di tutti gli altri senza appuntimento del musetto. Riverificato con musetto appuntito e indi rivoltato indietro, è sceso dritto "come una funivia", ma efficienza 3. Tuttavia il peso del musetto solitamente non basta a rendere giusto il centraggio, es. il tipo 2) rimane generalmente cabrato, con forte rallentamento allo stallo.

Il piccolo "freno aerodinamico" nella sacca interna tra le 2 pieghe contrarie al moto del timone potrebbe avere un modesto effetto di paracadute anteriore (squilibrante). Il modello 2) potrebbe lasciare giù la coda e scendere piatto a foglia morta, mantenendo però la direzione dopo lo stallo, non certo per effetto della conformazione del musetto, ma solitamente principalmente per via della conformazione intrinseca delle superfici ala+timone. Il "freno aerodinamico" potrebbe avere un effetto anche positivo, qualora l'inclinazione media del timone appaia negativa rispetto all'ala; in tal caso il "freno aerodinamico" creerebbe quasi un diedro longitudinale positivo che potrebbe far cabrare il modello, nonostante il timone inclinato a picchiare...sproloquiando a vanvera di effetti minimali.

 

Nella procedura costruttiva generale, tra il punto 6 ed il punto 7, se si opera una diversa piega del bordo d'entrata del timone, da farsi non necessariamente alla metà del quadrato, ma spostata nella posizione più opportuna, in su o in giù, si può rispettivamente aumentare o diminuire la superficie del timone anteriore (e poi successivamente si potrebbe anche appuntire diversamente un eventuale musetto, spostandone anche la sua piega, da farsi non necessariamente al quarto del quadrato). Ci si può sbizzarrire nei cambiamenti del timone (e del musetto), ma credo che gli effetti sui successivi voli non possano eguagliare quelli dei cambiamenti che si possono ottenere variando la superficie alare.

 

Effetti della variazione della superficie alare.

La variazione dell'entità della superficie alare può essere determinante proprio secondo l'entità della variazione.

Nel caso del modello 2) con 2 graffette sopra citato, se si fosse ulteriormente aumentata la superficie alare, essendo tale sup. portante, probabilmente si sarebbe ottenuto un modello picchiato, ed inoltre si sarebbe perso quasi completamente l'effetto banderuola della deriva-fusoliera.

Ho provato con un modello in esecuzione base 2) munito di musetto appuntito (senza le graffette), come la foto iniziale. Osservare che senza le graffette la fusoliera di carta rigida in volo si apre sempre un po' a V, dunque l'ala è un po' già spontaneamente di maggior superficie, a meno di forzare molto bene tutte le pieghe standard, cioè fatte come linea azzurra del punto 8. Il modello è risultato quasi centrato, mentre uno stesso modello in carta azzurrina, che chiude la V in volo, è risultato ancora cabrato.

Con un altro modello tipo 2), aumentando la sup. alare molto oltre la piega alare normale (+ 30% circa), il modello è risultato leggermente picchiato, tanto più picchiato quanto più ad ali grandi, vuoi per il tipo di carta più rigida o vuoi per effettivo aumento di sup. alare, in conseguenza della maggior superficie portante posteriore. Quantifico meglio.

La superficie alare può essere modificata spostando la posizione e l'angolo della linea di piega delle semiali, in riduzione fino a circa - 15% ed in aumento fino + 60%, pur essendo queste cifre solo indicative e difficilmente misurabili. In riduzione la cosa solitamente non ha senso perché induce un'eccessiva riduzione della portanza complessiva ala+timone ed un eccessivo aumento della fusoliera uso deriva, tuttavia può servire per rendere il modello "seduto". Un aumento della sup. alare può avere invece svariati effetti positivi, ma anche qualche effetto negativo. Non è possibile superare circa + 60% perché materialmente non esisterebbe più la fusoliera, ma anche le semiali non si possono allargare oltre i limiti del foglio di carta standard.

Innanzitutto anche una maggiorazione della sup. alare di solo + 15% può aumentare la portanza se l'ala è portante (casi 1 & 2) ma può diminuirla se l'ala è a profilo deportante (casi 3 & 4). Un aumento dell'ala nei casi 1 & 2 rende il modello meno cabrato, infine più picchiato per un forte aumento (+ 60%, però non sempre, v. NB), ma può rendere il modello cabrato nei casi 3 & 4, allorquando la variazione di sup. supera l'effetto dell'incidenza del profilo alare deportante, impiegato portante tramite il diedro longitudinale indotto dinamicamente...

Quindi aumentare l'ala può servire a "centrare" un modello solitamente cabrato nei casi 1 & 2, ma la cosa deve essere attentamente valutata sperimentalmente, nei casi 3 & 4.

 

NB: Anche nei casi 1) e 2) il "centraggio" va inteso sempre molto relativamente. Questi modelli canard di carta (a differenza dei miei di cartoncino) sono per me comunque sempre in realtà intrinsecamente quasi instabili, anche quando "centrati". Lo stesso modello di carta, secondo le condizioni di lancio o del vento che troverà nel volo librato, potrà cambiare sovente gli assetti di planata, talora senza recuperare stabilità. Cioè questi canard di carta mi appaiono di stabilità neutra, non stabilizzano automaticamente sempre bene le proprie traiettorie, che raramente verranno ripetute nello stesso modo al lancio successivo, ma sono ripetitive nella maggioranza dei casi, quando solitamente la planata è centrata. La singola traiettoria è sovente fortunata, cioè con planata accettabile o anche talvolta ottima, ma talora degenera in instabilità, invero per lo più modesta.

Aumentando via via la superficie alare in generale il canard tipo 1) o 2) dovrebbe picchiare, ma talora anche un modello con le ali grandi + 60% si è rivelato (poco) cabrato, o meglio seduto lunghissimo, cabrato meno dello stesso con le ali piccole, e seduto lunghissimo con planata di miglior efficienza apparente!

Questo comportamento in controtendenza (aumentando molto la sup. alare il modello non picchia, mentre anzi cabra leggermente e plana lentamente) mi ha lasciato perplesso, ma poi ho pensato che la cosa sarebbe ovvia per il minor carico alare intrinseco, inoltre ho sviluppato la sopraesposta idea che questi modelli siano intrinsecamente quasi instabili.

Del resto, quando l'ala è di maggior superficie, in volo il diedro trasversale può aumentare considerevolmente per flessione ellittica della carta, diminuendo l'effettiva sup. orizzontale portante anche a fini longitudinali, e indirettamente favorendo il rollio, anche se questo fatto non è sempre manifesto e positivo (si può assistere a rollii alternati ripetuti su direzione quasi costante, quando il diedro trasversale diviene eccessivo).

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Stabilità laterale influenzante reciprocamente la longitudinale.

Il discorso generale della maggiorazione della superficie delle semiali tramite le pieghe alari spostate in basso alla fusoliera è nato soprattutto non tanto con l'intento di giocare con le semiali al fine della stabilità longitudinale, quanto con l'intento di ottenere complessivamente 2 superfici aggiuntive da utilizzare per 2 derive verticali alle estremità alari, lasciando inalterata la sup. reale dell'ala, al fine di migliorare la stabilità direzionale. Prendiamo ad esempio sempre il tipo fondamentale 2).

Dal punto di vista di modifiche dell'eventuale beccheggio, se si lascia inalterata la sup. reale dell'ala, e se non si sposta il fuoco aerodinamico, l'effetto di modifica cabrante o picchiante ovviamente non dovrebbe esistere, e non esisterebbe nemmeno un peso aggiuntivo posteriore per la presenza delle 2 derive, siccome il foglio di carta è sempre lo stesso, tuttavia il risultato pratico è che il modello 2) diviene cabrato, aggiungendo 2 derive piegate in basso all'estremità delle semiali. Si tratta di un altro risultato pratico di cabrata all'apparenza sconcertante, credo inquadrabile sempre in situazioni di stabilità neutra del canard di carta proposto.

La presenza delle 2 derive come "winglet" anomale, in quanto basse e lunghe, indubbiamente muta la resistenza indotta dell'ala. Forse la peggiora per eccesso di resistenze di estremità, e potrebbe essere causa di forte e subitanea cabrata veloce quando le derive sono sopra l'ala, ma una debole cabrata, dopo pochi metri di volo planato lento, insiste anche con le derive piegate sotto l'ala, tuttavia non credo che sia la causa principale della cabrata. Quando si piegano le derive si coinvolge il profilo dell'ala, modificandone la portanza o deportanza secondo l'influenza delle incidenze del singolo foglio sull'estradosso o intradosso. Potrebbe essere questa la causa determinante, qualora la piega delle derive sposta in giù solo l'intradosso della parte anteriore dell'ala, determinando una portanza anteriore, che va ad aggiungersi a quella del timone, determinando la seduta del modello. Esisterebbero di fatto 3 superfici in linea: timone, ala anteriore, ala posteriore con derive, con portanze discutibili.

Applicando le 2 derive verso l'alto l'instabilità viene sempre esaltata con una repentina cabrata dopo il lancio, penso perché le resistenze di estremità si sommano all'effetto precedente.

Credo che inoltre esistano altri fattori cabranti la traiettoria del modello ad ala maggiorata ma poi ridotta identica perché sfruttata per le 2 derive.

Ad es. la presenza di un timone conformato non standard od un particolare musetto potrebbero fare da deflettore aerodinamico, che non influenzerebbe la modifica della sup. alare, ma potrebbe influenzare nascostamente l'assetto del modello, in quanto, anche se l'ala è di identica superficie, può aver mutato leggermente la posizione del proprio centro aerodinamico.

In conseguenza delle possibili associazioni di concause, la spiegazione per la seduta del modello mi è apparsa assai complessa teoricamente, laddove praticamente è una realtà ripetitivamente negativa, quando si introducono le 2 derive alari, oltre a tutto soggette alla flessibilità plastica della carta comune, plasticità che talora peggiora la direzionalità del modello.

 

Scarto pertanto la possibilità di ricavare 2 derive alle estremità alari, modificando troppo la piega delle semiali per ricavarci le derive, mentre ritengo che un piccolo aumento effettivo di superficie delle semiali (oltre +15% circa fino al +30%), senza le due derive di estremità alari, favorisca il centraggio di planata del canard tipo 2), lasciando comunque sempre almeno una consistente deriva centrale di fusoliera, per consentire un minimo di direzionalità (vedere anche Conclusioni varie: in pratica consiglio ala +30% e unica deriva centrale -30% circa di superficie rispetto alla procedura di base).

 

Scoperta interessante per sviluppi futuri per migliorare stabilità ed efficienza.

Le scoperte arrivano sempre alla fine di una serie di esperimenti, e possono essere di una semplicità inaudita, come l'uovo di Colombo, o meglio possono anche non essere scoperte eccezionali, ma confermare ciò che già si sospettava. Si vedrà che dopo l'entusiasmo iniziale, i risultati non saranno poi così clamorosi e mi hanno confermato il sospetto che i canard di carta proposti siano a stabilità neutra ambigua (unitamente ad un'efficienza aerodinamica teorica "scarsa").

Mi sono chiesto se c'è un modo semplice e ripetibile per migliorare l'efficienza di planata dei tipi 1) e 2), che mi erano parsi i migliori, nell'esecuzione standard con riferimento di pieghe alari alla riga azzurra del punto 8 di Dunlop. Usando la carta azzurrina da 68 g/m2, ho provato due modelli entrambi nell'esecuzione standard canard 1), senza musetto appuntito (come successive foto), per evitare l'eventuale influenza del "freno aerodinamico" citato in Riepilogando (ed anche per evitare che quando si alzeranno i 2 cornetti, come si vedrà più avanti, le pieghe dell'eventuale musetto appuntito ostacolino l'efficacia dei cornetti semplicemente rialzati). La caratteristica notevole di tale carta azzurrina è che la V della fusoliera si chiude in volo, limitando la sup. portante e peggiorando l'efficienza, ma migliorando la direzionalità, con diedro alare trasversale leggermente positivo a V chiusa (se posto quasi diritto prima del volo, in volo si pone circa 10° per parte). Anche il diedro trasv. del timone anteriore risulta positivo, solitamente ben maggiore del diedro trasv. alare, circa 10° in più rispetto al piano della semiala posteriore. Normalmente anzi il timone anteriore, con dorso o estradosso di profilo spontaneamente ben curvato (nelle successive foto il profilo standard è sempre a ds. all'interno della medesima foto), si dispone a oltre 20° per parte, in ordine di volo rispetto ad un piano orizzontale. Notare che quando la V della fusoliera si chiude in volo posteriormente, la parte anteriore della fusoliera resta pochissimo aperta, per la presenza di maggiore carta, ma verosimilmente si chiude essa pure quasi completamente in punta ai modelli, più di quanto appare nelle foto. Nell'esecuzione standard (a ds. nelle foto) il timone, che contiene l'ala infilata tra il suo dorso ed il suo ventre, resta con il ventre appoggiato sotto l'ala, mentre il dorso si solleva dall'ala, determinando la predetta curvatura del profilo. Dunque il ventre del timone ha lo stesso diedro trasversale dell'ala, mentre il dorso curvo e sollevato del timone ne determina il suo apparente diedro maggiore. Ho scritto apparente perché solitamente viene confrontato con la parte posteriore e più estesa dell'ala. In realtà la parte anteriore e più ristretta dell'ala, per realizzare un diedro trasversale nullo visto sulla parte posteriore dell'ala prima del volo, deve essere a pieghe della fusoliera ripassate in punta e ciò provoca un leggero innalzamento della parte anteriore dell'ala, innalzamento che di solito non viene notato, perché appunto corrispondente alla parte ristretta e poco appariscente dell'ala. Questa parte ha in realtà proprio l'angolo diedro trasversale oltre 20° per parte, in ordine di volo rispetto ad un piano orizzontale. La stessa parte anteriore alare, oltre che rialzata trasversalmente, nelle condizioni proposte ha anche un calettamento maggiore rispetto alla parte posteriore dell'ala, e ciò credo che sia fondamentale, in quanto anche il ventre del timone ha il medesimo calettamento positivo, cioè si crea un minimo diedro longitudinale indispensabile, nonostante la parte superiore del dorso del profilo del timone assuma un'incidenza che mi è apparsa negativa (essendo curva soprattutto verso il basso bordo d'entrata del timone), ma forse corrisponde semplicemente identica all'incidenza dell'ala posteriore.

 

 

 

La scoperta riguarda proprio il profilo del timone anteriore.

A destra di entrambe le foto. Se non si adottano particolari accorgimenti, il dorso del timone anteriore standard (a diedro trasversale singolo) resta ben curvato, con effetto che reputo con incidenza media di profilo più negativa, cioè a far picchiare il modello, o meglio a farlo scarseggiare di efficienza e direzionalità. Ho pensato di diminuire la curvatura del dorso del timone spiattando, cioè rifacendo e stirando le pieghe del medesimo, ma un po' di curvatura resta sempre, pur migliorando il modello verso una leggera cabratura. Infatti un modello cosiffatto, pur essendo spontaneamente leggermente cabrato, ha mostrato efficienza circa 3,5, ma è girato di traiettoria dopo 7-8 m di volo, continuando poi la planata in larga virata. Se non c'è vento ed il modello standard è fatto bene, può tuttavia planare anche ben diritto, infatti un'altra volta ha planato diritto "come funivia" per circa 30 m, lanciato da quota circa 9 m. Quindi la direzionalità dell'esecuzione 1) standard con il timone a dorso curvo è paragonabile a quella dell'esecuzione 2) (e delle altre esecuzioni 3)&4) però più scarse), è poco più scarsa dell'esecuzione 2), ma potrebbe essere già ben accettabile in aria calma.

A sinistra di entrambe le foto. Ecco la novità: ho pensato di piegare in su i 2 cornetti del timone, seguendo le 2 linee alari come base delle pieghe. Ne risulta una specie di doppio diedro trasversale del timone, mantenuto con angolo esterno positivo di altri circa 15° rispetto alla parte già positiva interna, quella inclinata massimo 10° rispetto al piano della semiala posteriore. Gli angoli sono approssimativi ma anche se diversi non mutano molto la direzionalità di volo. Con la modifica del modello 1) (come a sin. in ogni singola foto) la direzionalità con i cornetti rialzati invece è risultata ottima (ma non sempre ripetitiva), rispetto al modello 1) senza doppio diedro (a ds. in ogni singola foto). I 2 cornetti anteriori in alto dovrebbero teoricamente peggiorare la direzionalità, ma da un punto di vista pratico, regolarizzando i diedri trasversali di tutto il modello 1), evidentemente la stabilità direzionale ne guadagna assai, essendo l'ampia superficie posteriore della fusoliera, uso deriva, più che sufficiente a controbilanciare, nel centro di spinta laterale, il rialzamento dei 2 cornetti del timone anteriore. Il rialzamento teorico 25° non è poi stato fatto così eccessivo, perché dipende soprattutto da come si ripassano infine a volontà le pieghe del musetto.

Praticamente i cornetti sollevati sono stati posti intenzionalmente circa alla stessa altezza di estremità del timone standard a cornetti a diedro singolo, abbassando leggermente la parte centrale del doppio diedro durante la ripassatura finale delle pieghe, in modo che, a differenza che nell'esecuzione 1) senza cornetti, nella versione con cornetti rialzati la parte anteriore dell'ala non appaia sollevata con diedro longitudinale, anzi tutta l'ala abbia un calettamento costante ed uguale alla parte centrale del timone. Saranno i 2 cornetti rialzati ad essere calettati con diedro longitudinale, perché piegando i 2 cornetti secondo le 2 linee alari inclinate, e lasciandoli piegati circa +15°, si aumenta leggermente l'incidenza dei cornetti del timone anteriore rispetto al moto, e quindi complessivamente si aumenta il diedro longitudinale, con effetto di planata quasi centrata secondo l'angolo di piegatura (°), planata (poco) più efficiente del caso a diedro singolo. Infatti lo stesso modello di prima, però con il timone reso a doppio diedro con i cornetti rialzati +15°, ha mostrato efficienza circa quasi 4 (pessimisticamente diciamo sempre "scarsa"), ma con planata centrata ben diritta "come una funivia", al di là delle più rosee previsioni.

Siccome il timone a doppio diedro ha nella parte centrale lo stesso calettamento dell'ala, il fatto che il modello voli bene longitudinalmente potrebbe sembrare miracoloso, ma probabilmente è dovuto solo al diedro longitudinale maggiorato dei 2 cornetti esterni del timone, con un profilo che definirei biconvesso asimmetrico piatto a incidenza positiva, più efficiente di quello asimmetrico gonfio a incidenza apparentemente negativa della versione standard senza cornetti, questa versione pure con timone assecondato dal calettamento positivo della parte anteriore dell'ala, come già detto nella descrizione fatta prima delle 2 foto.

Per conferma ho ripetuto più volte il modello a doppio diedro del timone, partendo sempre dall'esecuzione base 1): il risultato purtroppo non è stato sempre ripetitivo: talora con efficienza anche ben oltre 4, talora il modello è apparso cabrato e ha virato lateralmente dopo pochi metri di volo diritto; dopo lo stallo talora è sceso piatto. Non c'è stato verso di farlo andare dritto, es. spostando verticale solo un cornetto del timone. Allora ho dedotto che non è più solo un problema di "semplice" stabilità latero-trasversale, ma potrebbe trattarsi di instabilità direzionale neutra, oltre che soprattutto di instabilità longitudinale neutra, intrinseche in questi canard di carta.

(°) Infatti attenzione che se si piegano troppo i cornetti in su, cioè portandoli entrambi subverticali in alto, il modello risulterà picchiato ed insieme entrerà in spirale deleteria.

Portando invece i cornetti entrambi piegati poco in giù, con diedro trasversale leggermente negativo nei cornetti, timone ad ala di gabbiano, con diedro leggermente positivo nel tratto centrale del timone anteriore, corrispondente allo stesso diedro alare, il risultato del volo di planata può essere ancora accettabile (cioè centrato longitudinalmente), però il modello può girare troppo spesso e facilmente ad un minimo refolo d'aria, senza ritorno di stabilità latero-trasversale. Inoltre i cornetti piegati in giù lungo la freccia dell'ala divengono deportanti, con effetto sulla stabilità longitudinale ancora più misterioso (vedere ultima scoperta a fondo pagina).

 

Conclusioni varie.

In pratica le differenze di volo sono minime, però sta di fatto che il modello nell'esecuzione standard tipo 1), con i due cornetti del timone rialzati, mi è sembrato alle prime prove (poco) più efficiente, tuttavia poi mi è sembrato talora quasi peggio che senza rialzi, infine mi ha indotto a pensare che non esista con i cornetti del timone rialzati un miglioramento sicuro dell'efficienza, anzi che l'efficienza standard apparente di  questi canard di carta resti ballerina, forse perché la loro apparente stabilità neutra risente troppo dei capricci del vento. Ciò succede talora sia con i cornetti rialzati che anche senza i cornetti rialzati, cioè con i cornetti lasciati estesi, avendo provato svariate volte diversi modelli tutti in esecuzione tipo 1) con ali di superficie standard, piegate secondo la linea azzurra del punto 8 della procedura di Dunlop, cioè con soltanto un'ampia deriva unica di fondo fusoliera, conformata a V.

 

Ho consigliato di scartare l'idea di utilizzare 2 derive aggiuntive alle estremità alari, s'intenda sempre utilizzando lo stesso foglio di carta rettangolare con rapporto lati 210/297 = 0,70, mentre ho consigliato di ripiegare su una minima monoderiva, per poter sfruttare una maggior superficie alare. Ovviamente questa monoderiva è formata dai 2 lati della parte posteriore della V della fusoliera, ma a tutti gli effetti il comportamento è quello di un'unica banderuola a 2 facce, utile se la sua superficie determina un centro di spinta laterale posteriore al baricentro. La monoderiva unica costituita dalla coda della fusoliera, se si aumenta la superficie dell'ala, diminuisce di superficie utile direzionale. Occorre quindi comunque non diminuire mai la fusoliera oltre la metà circa del valore della procedura di Dunlop.  

Osservare che la "monoderiva standard di Dunlop", guardando lateralmente tutta la fusoliera come riferimento, ha una superficie laterale di fusoliera grande circa come la superficie di una semiala standard non maggiorata. Aumentando la semiala al massimo, cioè circa + 60%, si diminuisce la fusoliera e quindi la "monoderiva" circa - 60%, dunque quasi sparisce l'effetto banderuola per un quasi totale azzeramento della fusoliera, in particolare della sua superficie posteriore utile direzionalmente.

Pertanto nel paragrafo Stabilità laterale influenzante reciprocamente la longitudinale ho consigliato di aumentare la sup. alare solo del 30%, portando quindi la monoderiva a - 30%, come soluzione di compromesso.

 

Un ulteriore modello canard di carta azzurrina, con 2 cornetti rialzati a doppio diedro positivo come descritto, esecuzione tipo 1), ma con la sup. alare maggiorata circa + 30%, monoderiva, ha planato ben centrato e diritto, efficienza oltre 4, soltanto con piccoli rollii alternati lungo la traiettoria, comunque subito smorzati. Potrebbe essersi trattato anche di colpi di fortuna, raramente ripetuti in seguito, a parte il vantaggio di aver sfruttato l'aumento della sup. alare anche in seguito.

La maggiorazione della superficie alare è stata ottenuta rifacendo le pieghe alari più internamente alla fusoliera, ma con lo stesso vertice sul muso della fusoliera, cioè ad ala di gabbiano solo in coda, tuttavia forse si sarebbe ottenuto lo stesso risultato a diedro alare unico, rifacendo un modello nuovo. La doppia piega dell'ala di gabbiano nerva le semiali, mentre nel caso dell'ala a diedro singolo la semiala di carta è più incline alla flessione. In volo la V della fusoliera in carta azzurrina si chiude sempre. Aumentando la sup. dell'ala anche le semiali tendono a chiudersi un poco (cosa che invece non succede mai con il timone).

Portando la maggiorazione dell'ala al massimo, circa +60% senza derive di estremità, il modello potrebbe planare forse con maggior efficienza in aria calma, ma le semiali possono flettere troppo ed il modello in tal caso spesso gira a biscia e atterra subito di traverso, anche per totale scarsezza della monoderiva.

Sempre senza le 2 derive, maggiorando oltre + 30% l'ala, il modello dovrebbe cominciare a divenire picchiato in aria calma, ma sovente cabra sempre, come già detto nel paragrafo Effetti della variazione della superficie alare, credo per instabilità intrinsecamente neutra, praticamente non correggibile, salvo peggiorando notevolmente le caratteristiche di "glider". Infatti l'ala a delta a freccia pronunciata ha un allungamento bassissimo, con efficienza intrinsecamente bassa per il volo librato. Ripeto che i canard di carta proposti non sono dardi a tiro balistico, quindi non vedo vantaggi a renderli troppo picchiati per migliorarne la stabilità, peggiorandone ulteriormente l'efficienza aerodinamica, oppure per renderli adatti a lanci subverticali veloci, forse allo scopo di raggiungere primati. Certo però se avete una catapulta di tiro oppure un braccio a catapulta, fate voi.

 

Nel caso dell'usuale lancio standard a modesta velocità, se il modello si presentasse incorreggibilmente sempre cabrato, alla più disperata nulla vieterebbe di spostare avanti il baricentro, aggiungendo ad. es. una/due graffette in punta, oppure anche, per chi volesse osare di più, di tagliare via una frangia posteriore lungo tutto il bordo d'uscita delle semiali, utilizzando una forbice: si toglierebbe peso dietro, ma si diminuirebbe la superficie alare dove è più attiva, per di più contraddicendo in tutti questi casi alla regola principale dell'origami volante puro: niente pesi aggiuntivi e forbici.

 

Provando ad inclinare negativamente, in tutto od in parte, il timone di questi canard di carta, forse in qualche caso (come nella nota asteriscata alla fine del capitolo precedente), rendendo il timone effettivamente (poco) deportante solo in parte utile per centrare il modello, potrebbe essere una strada buona per migliorare la planata, a patto di non esagerare nella deportanza.

A differenza che negli altri modelli, solo nel modello tipo 2) si potrebbe facilmente piegare in giù i 2 cornetti rendendoli inclinati ad incidenza più positiva (con linee di piega in pianta divergenti a freccia negativa), ne risulterebbe un timone più portante e quindi un modello più cabrato, cioè inutile nel caso specifico; tuttavia, seguendo invece le linee esterne della freccia delle semiali (con linee di piega in pianta convergenti a freccia positiva), piegando in giù i 2 cornetti, essi diverrebbero leggermente deportanti, come nel caso del tipo1) analizzato nella citata nota asteriscata, rendendo il modello 2) quasi meglio centrato.

Analogamente per il tipo 4), riguardo all'efficienza di planata, ma non ho provato.

Ecco un'ultima scoperta. La linea di piega dei cornetti del timone era riferita al bordo alare, con un'inclinazione precisa non modificata negli esperimenti condotti sul tipo 1). Se si opera il rialzamento dei due cornetti esterni del timone anteriore, soltanto sui modelli tipo 3) si è tentati di modificare a piacere l'inclinazione della linea di piega dei cornetti, perché il timone appare più sollevato dall'ala che negli altri tipi. Variando l'inclinazione in pianta della piega varia conseguentemente l'incidenza del cornetto rispetto al moto. Quindi, con piega in su, si possono rendere i cornetti più portanti aprendone l'inclinazione convergente a freccia positiva, oppure meno portanti restringendone l'inclinazione, addirittura rendere deportanti per inclinazione di freccia negativa divergente, mutando anche notevolmente in teoria il diedro longitudinale, per correggere eventuali assetti rispettivamente picchiati oppure cabrati. Invece con i cornetti piegati in giù attenzione che succede il contrario. Può sussistere inoltre qualche problema pratico per effettuare simmetricamente la piega dei cornetti, ma non penso che sia troppo difficile, mentre è difficile valutare la giusta inclinazione di piega in pianta.

Questi fatti aprono la via a successivi esperimenti pratici sui tipi 3) & 4); ad es. riguardo al tipo 3), ora intrinsecamente leggermente picchiato, in futuro, opportunamente modificato, credo rendendolo quasi cabrato, il modello potrebbe divenire migliore, parlando comunque sempre di differenze di volo non enormi, tra i 4 tipi fondamentali di modelli denominati Cc, eventualmente già migliorati secondo le indicazioni del presente articolo o secondo altre vostre idee.


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