Flavio Mattavelli - matta.a@tiscali.it - revisione luglio 2016

Configurazione tuttala, parte prima.

Tuttala di cartoncino (e carta) ad ala a freccia positiva "allungata" (fino ad allungamento 9).

 

Prefazione. Quest'articolo è nato come gioco ed è divenuto un trattato. Viene immesso in Internet a livello di bozza amatoriale. Spero vi divertiate e anche perdoniate qualche mia castroneria aerodinamica. Sarò grato a chi vorrà correggermi, scrivetemi.

 

Per la definizione di Tuttala vedere apposito capitolo nel seguito di questa pagina, in particolare troverete qui i miei tuttala a freccia positiva di cartoncino 180 g/m² (bristol).

Esiste una seconda parte dell'articolo in un'altra pagina che tratta di altri miei tuttala di "foam" , una terza parte sui tuttala a freccia inversa ed una quarta sulle ali ad anello ("prandtlplanes"), terza e quarta sempre sui tuttala di solo cartoncino bristol abbastanza rigido.

In Internet potete trovare una massa incredibile di istruzioni per fare aeroplanini di carta e simili, ma non ho trovato tuttala di cartoncino (e carta) elaborati come i miei: ecco perché ho iniziato a scrivere l'articolo, che poi si è ampliato per i tuttala di carta rinforzata, non di mia progettazione (v. capitolo Paperang & Omniwing) e, nella seconda parte, con cenni ai "walkalong glider" di "foam", utilizzando io sempre materiali facilmente accessibili, a livello hobbystico, con poca spesa.

Troverete nella terza parte i miei tuttala a freccia negativa (o inversa) di cartoncino, che possono anche planare in entrambe le direzioni, realizzando un gioco da sogno, la retromarcia in aria (spostando il peso in punta).

 

La definizione di allungamento alare (in inglese "aspect ratio") = quadrato apertura alare/superficie alare, oppure = apertura alare/corda media, è molto relativa, quando scriverò basso, medio, alto. L'allungamento "medio" varia infatti per categoria di aeroplanini (categorie elencate nella seguente Premessa), essendo circa 0,8 per la categoria dei dardi (compresi i dardi canard di carta tipi Cc), varia da1 a 2 (in generale basso) per i "trapezi glider" di carta, è circa mediamente 5 (in generale medio-alto) per i miei canard di cartoncino (tipo Paper.1 e tipi Paper.2), varia da 4 a 7 per gli aeroplanini di carta/cartoncino tuttala che verranno dichiarati da "medio-basso" fino ad "elevato allungamento", tuttavia può arrivare addirittura fino a 11,8 per alcuni miei tuttala sperimentati ad elevatissimo allungamento (l'analisi di questi ultimi è stata demandata alla pagina "foam", per questioni di spazio Web).

S'intenda per "elevato o alto" un valore superiore al valor "medio" della singola categoria, comunque più alto del più alto della categoria inferiore, che può avere allungamenti "alti" come quelli "bassi" della categoria superiore, ma anche s'intenda per "elevato o elevatissimo allungamento" un criterio di distinzione tra le categorie citate.

In questo senso l'allungamento non è una caratteristica sempre discriminante, tuttavia nel presente articolo ho discriminato i tuttala con allungamento medio inferiore a 3, semplicemente ignorandoli, a favore esclusivo soltanto di quelli ad allungamenti ben superiori, mediamente variabili dai 4 dei miei tuttala di cartoncino o carta a freccia pronunciata, ai 5 o 6 della media dei miei tuttala di cartoncino o carta a freccia moderata, fino a raggiungere gli elevatissimi allungamenti di taluni miei modelli particolari di cartoncino, esempi vedere tipi T6 (allungamento 6,6), T9 (allungamento 8,4), T10 ( allungamento 11,8).

Il tipo T10 è stato eseguito anche in semplice carta (tipo L10), presentando evidente il fenomeno del "frillamento" in planata (vedere pagina "foam"), apparentemente con efficienza simile al cartoncino, che invece, essendo più rigido, non ha "frillato" mai. E' difficile dire se il frillamento peggiori effettivamente l'efficienza degli aerei di carta frillanti.

 

Ricordo che per efficienza intendo il rapporto di planata apparente, stimabile grossolanamente nella distanza percorsa in un metro di planata libera.

Mentre i miei tuttala con allungamento sotto 6 sono facili da fare e hanno efficienze di volo medio- basse (ben sotto 5), paragonabili ad altri modelli già esistenti in Internet, quelli ad allungamenti molto alti richiedono molta attenzione di progettazione e costruzione e hanno efficienze di volo superiori (ben sopra 6). Come già scritto, trascurerò solo nella presente pagina i modelli in "foam", che possono raggiungere efficienze maggiori di 7, tuttavia sono difficili da costruire e gestire con allungamenti molto alti, già difficili con allungamenti circa 6, quasi impossibili con allungamenti oltre 9.

Non ho provato, soltanto in cartoncino o carta, oltre allungamento 11,8, ma credo che sia possibile solo poco oltre.

Esiste come un limite di qualità dei tuttala di carta semplice all'allungamento e all'efficienza aerodinamica entrambi 6 in aria calma senza "frillamento", mentre quelli di cartoncino rigido possono superare tale limite, potendo sopportare elevati allungamenti e di conseguenza elevate efficienze, pur con pesi maggiori e quindi velocità di planata maggiori.

 

Per confronti vedere gli allungamenti medi delle ali degli uccelli nel capitolo Tuttala, osservando che, mentre un supersonico da combattimento può avere in media allungamento 2 , un caccia della seconda guerra mondiale ed un aereo da turismo hanno allungamenti circa 6, un jet di linea allungamento 8, un bombardiere della seconda guerra mondiale allungamento 10, un aliante moderno può arrivare a 20-30 (tutti gli allungamenti sono adimensionali).

Qualcuno dei numerosissimi tuttala Lippisch e Horten negli anni 30 e 40, che avevano valori di allungamento mediamente da 7 a 15, superava raramente il valore15, ad es. Horten provò anche 18, 22, 32, mentre gli enormi tuttala Northrop si mantennero in media a circa 7 (vedere Forme in pianta e posizioni delle superfici "mobili").

Si dice che Northrop usasse spesso aeroplanini di carta per le sue sperimentazioni, ed è precisamente quello che siete invitati a fare.

 

Indice capitoli, parte prima. Evidenziato in giallo modalità non trascurabili.

Premessa sugli aeroplanini di carta in generale. Prima di affrontare la configurazione tuttala, ho sperimentato alcuni aeromodelli di carta, fatti di comune carta da ufficio, formato A4,  grammatura 80 g/m², semplicemente piegata senza ritagli, in configurazione canard, con tecnica costruttiva origami pura (dopo aver sperimentato alcuni altri canard ritagliati dal cartoncino, solitamente grammatura180 g/m²).

Segue un breve elenco riassuntivo delle tipologie di aeroplanini di carta più o meno tradizionali.           

1) Partiamo dal classico dardo appuntito, a freccia molto accentuata, che è un tuttala a delta a basso allungamento alare, per lanci balistici a grande distanza, e può volare abbastanza bene, tranne che in planata a fine volo, ove è in genere quasi sempre picchiato. Lo avrete sicuramente sperimentato alle scuole elementari; il comune dardo può essere perfezionato in vari modi origami, ma qui non li svilupperò.

2) Esistono anche i modelli tuttala origami con semiala "a trapezio" di allungamento quasi 2, superiore ai precedenti ma ben inferiore a quelli della categoria 4), aeroplanini di carta capaci di grandi prestazioni di durata di volo, perciò talora definiti "glider". A questa categoria appartengono gli aeroplanini da record mondiale di durata in ambiente chiuso.

In generale i "glider" possono richiamare l'idea dell'aereo convenzionale, talora muniti anche del timone orizzontale (stabilizzatore) posteriore (classico il modello noto in Internet come DC3). La stabilità longitudinale è però solitamente ricavata da una semplice piega lungo la parte posteriore dell'ala, lungo il bordo d'uscita alare, apparentemente senza stabilizzatore. Questa piega si potrebbe chiamare "elevon", anticipando l'esigenza fondamentale di tutti i tuttala a stabilizzazione simil-convenzionale di avere parte del bordo di uscita sollevata ad incidenza negativa.

3) Raramente negli aeroplanini di carta viene proposta la configurazione canard, a timone anteriore. Eppure sono rimasto piacevolmente sorpreso della loro stabilità ed efficienza nel volo planato, soprattutto per quanto riguarda i modelli con ala a delta a freccia pronunciata, muniti di orecchiette anteriori, definibili forse "dardi canard", ma che sono sostanzialmente "glider canard", quei tipi origami da me siglati della famiglia Cc.  I "dardi canard" sopportano (malamente) il lancio balistico, ma infine planano stabilmente con volo  riconducibile quasi all'efficienza del volo dei primitivi deltaplani o ala "Rogallo". Se ben costruiti, essi, pur rimanendo sempre di prestazioni inferiori, possono quasi raggiungere i livelli di planata dei miei canard di cartoncino (grammatura 180 g/m², tagliato e piegato, senza pesi aggiuntivi, es. v. modelli Paper.1 e Paper.2). Essendo la carta più leggera del cartoncino, con minor allungamento alare ed inoltre più flettente, le doti di volo sono meno controllabili, in presenza anche di poco vento. Ho notato che, pur con traiettoria diritta, inizialmente può esserci un rollio alternato, che poi in generale si stabilizza, magari con traiettoria finale curva, mentre la stabilità longitudinale dei modelli Cc può essere subito buona o magari buona dopo qualche modifica. A voler pignolare, i "dardi canard" potrebbero rientrare essi pure nella categoria tuttala a basso allungamento alare, in quanto le superfici portanti appaiono senza discontinuità, con un semplice restringimento tra timone ed ala posteriore, ma per me si tratta di una eccessivamente aggregante attribuzione di categoria. Io considero i modelli canard Cc ben distinti dai tuttala.

L'efficienza dei canard di carta resta comunque "scarsa", per chi non si accontenta, mentre l'efficienza dei tuttala di carta e cartoncino ad elevato allungamento alare può superare sovente anche quella dei canard di cartoncino, laddove l'efficienza dei tuttala a basso allungamento (all. variabile da 0,8 a 2 per le cat. dei punti1), 2) e modelli Cc) è paragonabile a quella dei canard di cartoncino (che può essere sempre superiore a quella dei canard di carta Cc, ovviamente tutti costruiti a regola d'arte).

4) Ecco infine la categoria che sarà oggetto iniziale del presente articolo, trascurando gli aeroplanini precedenti (in parte già analizzati nelle mie passate pagine Web pre linkate), a favore esclusivo dei tuttala di carta e cartoncino ad ala ben allungata, e quindi potenzialmente di elevatissime prestazioni, comprendendo i Paperang ed i miei tuttala che presto vi descriverò a freccia positiva, iniziati al volo da un lancio manuale a spinta debole. Nella presente pagina tratterò allungamenti fino a 9, mentre nella pagina "foam" l'allungamento 11,8.

Questa categoria non ha prestazioni da record mondiali in ambiente chiuso con lancio da pavimento, ma può avere elevatissime prestazioni di efficienza e di stabilità di planata, utili per lanci da postazioni sopraelevate, il più possibile sopraelevate, quindi soprattutto all'aria aperta, naturalmente con poco vento e senza pioggia.

4 bis).

Per non sovraccaricare troppo questa pagina Web, la limiterò qui ai tuttala a freccia positiva, trasferendo lo studio di quelli a freccia negativa alla pagina "freccia_inversa.htm" (Configurazione tuttala, parte terza).

Colà si vedrà che la stabilizzazione simil-convenzionale dei tuttala, cioè a svergolamento posteriore ad inclinazione negativa, richiamante quella degli aerei convenzionali con timone stabilizzatore posteriore separato dall'ala, non è l'unica attuabile sui tuttala. Infatti si può realizzare in alternativa una stabilizzazione simil-canard, sia sui tuttala a freccia positiva che sui tuttala a freccia inversa. Invero in questa prima pagina tratterò solo i simil-convenzionali a freccia positiva, rimandando quelli simil-canard a freccia positiva dopo lo studio dei similcanard a freccia negativa, che verranno analizzati nella terza parte dell'articolo Configurazione tuttala.

 

Stabilità dinamica. Riguardo alle stabilità laterale (= di imbardata attorno all'asse verticale) e trasversale (= di rollio attorno all'asse longitudinale), sarebbe un discorso importante, molto tecnico, ma qui non verrà affrontato, perché esula dai miei intendimenti, rivolti preferenzialmente alla sola stabilità longitudinale, nel piano verticale, o stabilità di beccheggio attorno all'asse trasversale dell'aerodina.

Riguardo alla stabilità longitudinale in generale vedere Differenze tra picchiata, cabrata e "seduta" in volo librato.

Per il concetto di stabilità, in particolare longitudinale, ecco un disegno che si può pertanto vedere posto in un piano verticale, ma potrebbe essere messo anche in orizzontale.

Il beccheggio attorno all'asse trasversale diverrà in tal modo ampiezza di rollio attorno all'asse longitudinale o ampiezza d'imbardata attorno all'asse verticale, per studiare rispettivamente la stabilità di rollio (o stabilità trasversale) e stabilità d'imbardata (o stabilità laterale).

Attenzione: osservare che qualche Autore scambia il significato degli aggettivi, es. chiamando l'asse longitudinale asse di beccheggio, il che, se vogliamo pur non essendo totalmente errato, perchè è l'asse che beccheggia, è certamente fonte di confusione! Confusione aggravata dal fatto che qualcuno chiama laterale la stabilità trasversale; comunque la stabilità di imbardata è strettamente collegata alla stabilità di rollio nelle virate, dunque il significato degli aggettivi sarebbe da precisare bene prima di ogni eventuale approfondimento, anche se, come già anticipato, i movimenti latero-trasversali non verranno qui studiati approfonditamente, e talora verranno raggruppati in una generica (imprecisa) stabilità direzionale o di direzione o di virata, nel piano orizzontale con contemporanea possibile inclinazione laterale del medesimo piano.

 

Tuttala. In termini modellistici l'ala volante o tuttala o "senza coda" è un'aerodina chiamata talora monoala e talora "schiumino", per via del materiale impiegato, sebbene il riferimento al "foam" sia fuorviante. La forma in pianta regina per i tuttala è l'ala a freccia positiva, ma non è determinante. I tuttala senza derive vengono anche chiamati "puri" o senza coda, tuttavia la dizione è impropria, in quanto i tuttala possono avere una coda "Horten" (senza deriva) sul prolungamento dell'asse centrale. Vedere successivamente anche alla possibilità dell'alternativa "coda di rondine" (senza deriva). In tutti i casi è giusto omaggiare i famosi fratelli Horten, di ben meritata fama, pionieri che tuttavia non sono i soli ad essersi occupati di tuttala. Prima o poi succede ad ogni aeromodellista. La configurazione tuttala è irresistibile, in un ideale di purezza aerodinamica, eppure è una configurazione ibrida, oserei dire ibridogenica. Il tuttala, con o senza derive, può essere visto come l'anello di congiunzione tra il canard con timone anteriore e l'aereo convenzionale a stabilizzatore posteriore, accorciando i bracci di leva delle superfici stabilizzanti ed accorpandole nell'unica ala.

Precisamente si possono immaginare delle trasformazioni delle configurazioni partendo da un aereo convenzionale stabile con timone stabilizzatore posteriore (con incidenza negativa) ad un tuttala con freccia (positiva o negativa), da questo ad un tuttala senza freccia (detto anche "tuttala Plank", ad ala anche rettangolare o a tavoletta, e vedere alla pagina ad ala bitrapezoidale H), indi ancora a tuttala a freccia contraria alla precedente, per finire in un vero aereo canard a timone anteriore (con incidenza positiva maggiore dell'incidenza dell'ala) separato dall'ala. Si possono immaginare anche trasformazioni in senso inverso, aventi tutte in comune la necessità di un diedro longitudinale, per consentire la stabilità longitudinale di volo libero, con il baricentro posto sempre anteriormente al fuoco o fulcro aerodinamico (centro delle forze aerodinamiche) di tutto il modello.

 

Del resto molti uccelli ottimi "veleggiatori" col timone più o meno aperto a ridosso delle ali, quando tengono il timone chiuso, possono essere considerati tuttala nel volo librato alla massima efficienza; es.grifone = quasi tuttala a freccia leggermente negativa, sovente con timone aperto a ridosso delle ali (quasi un'unica ala), comunque quando il grifone perlustra sulla distanza talora (raramente?) tiene la coda chiusa ed allora può essere considerato tuttala; rondone = tuttala a freccia positiva, solo quando non usa il timone,  che a tutti gli effetti in tal caso è come una coda "Horten"; albatros = tuttala Plank, quando tiene il timone chiuso (spesso in soaring...). L'allungamento delle ali di questi uccelli è circa, rispettivamente per grifone/rondone/albatros, valore stimato 6/8/13.

Anche un condor a timone chiuso può essere considerato tuttala Plank di allungamento circa 8, idem per un gabbiano ma con allungamento circa 10.

Naturalmente se gli uccelli citati aprono o inclinano la coda possono avere una configurazione che non si può più chiamare tuttala.

Ad es. il condor (sia esso andino o della California) quando è in termica tiene sempre il timone aperto, credo per minimizzare la vel. di discesa durante la perlustrazione in tondo. Credo che così aumenti il diedro longitudinale e diminuisca un poco l'efficienza, ma il condor resta in volo più a lungo del citato grifone inteso volante sulla distanza (anche l'aquila, soprattutto se pescatrice di mare..., spesso si comporta come tale grifone in volo rettilineo): nel caso del raggiungimento della massima distanza conta l'efficienza massima ed in tal caso conviene chiudere il timone, cioè conviene la configurazione tuttala.

Poi gli uccelli chiudono anche le ali se vogliono raggiungere la vel. massima...

La presenza del timone consente indubbiamente una manovrabilità massima, es. osservare la coda biforcuta del rondone, notando comunque che nessun uccello presenta la coda totalmente verticale: sembra che gli uccelli non abbiano bisogno della deriva, ma inclinano la coda a ds. e sin. a loro piacimento, e virano unitamente ad azioni combinate di tutto il corpo...

Tra i problema dei tuttala c'è proprio la scarsa manovrabilità in modo semplice, come invece appare anche naturale per gli uccelli (foto albatros).

 

 

Paperang e analoghi di carta, in siti Web esterni. Un tuttala di carta molto interessante è quello noto in Internet come Paperang (foto in vista da sotto), simile agli altrettanto noti Omniwing (esistono diversi tuttala nel sito) ed altri ancora... Quasi tutti sono a freccia positiva nella categoria che ho chiamata ad elevati allungamenti (all. tra circa 5 e 6) e hanno una specie di slat incorporato, cioè una superficie di carta incernierata sul bordo d'entrata alare, piegata e fissata totalmente indietro sotto l'ala, tramite una graffetta o del nastro adesivo. Quindi il loro slat (impropriamente detto) unitamente all'estradosso iniziale dell'ala funge da semiala portante ed il resto dell'ala funge da elevons (impropriamente detti), essendo gli elevons facenti funzione della coda rialzata di un profilo autostabile. L'ala a freccia positiva è pertanto spesso a svergolamento posteriore automatico non evidente, ma talora a svergolamento anteriore. Per le terminologie vedere i capitoli Note tecniche di glossario, inoltre Posizione dello svergolamento alare.

Notare che nel Paperang la graffatura degli slat, per la loro conformazione, obbliga l'estradosso dell'ala ad incurvarsi quasi come un profilo concavo-convesso, più portante di altri profili e quindi di maggior efficienza. Il vantaggio è però annullato dal fatto che tale profilo capita alle estremità alari, che per la stabilità devono avere un'incidenza negativa rispetto alla parte centrale dell'ala. Si tratta di curvature ed incidenze minime, che basta un tocco di mano per alterarle. Può sembrare che non esista il necessario svergolamento posteriore dell'estremità delle semiali: in tal caso basta forzarlo leggermente con l'impronta delle mani (ma attenzione a forzare altri modelli, invece a svergolamento anteriore).

Nel Paperang la carta è ripetutamente piegata, diciamo "cartonata" senza cartone o meglio rinforzata, sotto il bordo d'entrata dell'ala, con  triplice funzione:

  1. aerodinamica, come sopraddetto. Esistono limitate possibilità di controllo: o forzare il bordo d'entrata "cartonato" in basso per picchiare, o svergolare la carta quando è patinata "gnucca" (si può modellare ma è instabile), o forse unica valida allargare col dito sotto l'ala la fessura tra la parte posteriore dello slat e la parte superiore dell'ala: così facendo lo slat si abbassa ed il profilo anteriore diviene più portante; al contrario deprimere la fessura magari inchiodandola con del nastro adesivo per ottenere meno portanza, o cercare di alzare il bordo d'uscita alare come elevons di estremità, senza piegare dei veri elevons, cose tutte sempre fortuite.

  2. strutturale: le ripetute pieghe avvolte su di loro sono come robusti efficaci longheroni, purché le semiali siano ben graffate al centro.

  3. contrappesatura con solo carta (e una graffetta); attenzione che se la carta, al posto di essere la solita 80 g/m², senza essere cartoncino, fosse già solo patinata leggermente più pesante della carta solita, occorrerebbe tagliare via qualche ripiegatura (io ne ho tolte 2 per il centraggio, dopo un esperimento con carta da rivista), altrimenti il modello risulterebbe picchiato.

Si può anche costruire uno pseudo-paperang con una sola piega sul bordo anteriore dell'ala, limitata alla parte mediana, ed ultimare la contrappesatura con una semplice corta clip di plastica, come più avanti descritto al capitolo Peso in punta. Osservo però che qui non stiamo usando cartoncino, ma semplice carta usuale 80 g/m². La clip corta non guasta, contribuisce a tenere aperte le semiali e può imporre un diedro trasversale prossimo a zero, per un'ottima direzionalità del modello, anche se la direzionalità dei modelli tuttala di carta, in particolare del Paperang, è sovente fortuita. Mi sorride l'idea che gli Autori l'abbiano chiamato Paperang, quasi come incrocio tra Paper e Boomerang, perchè alcuni modelli tornano testardamente indietro, mentre invero altri planano diritto magari per 30 m, ma poi possono curvare inspiegabilmente a raggio stretto, e altrettanto inspiegabilmente tornare ad andare diritto per una lunghezza consistente, prima della possibile successiva curva, questa magari di largo raggio casuale.

E' anche possibile aggiungere 2 derivette alle estremità alari, meglio piegate in giù, ma non si migliora troppo la direzionalità, a meno che non si voglia planare in tondo, con opportuno pre auto pilotaggio di disposizione di una o di entrambe le derivette (sistema però molto aleatorio, come descritto successivamente per i miei modelli).

L'efficienza dei Paperang, che all'inizio delle prove appare circa 4, dopo minimi tocchi giusti alle estremità alari, può divenire comunque strabiliante, stimabile oltre 6.

Non ho costruito Paperang o pseudo-paperang di cartoncino, nel senso che i miei modelli tuttala seguenti, fatti di cartoncino, volano per diversa aerodinamica, basata su effettivi slat & elevons "mobili", mentre i Paperang & Omniwing originali sono apparentemente privi di slat & elevons, che invece funzionano automaticamente per via delle pieghe della carta. Anche a loro si potrebbero aggiungere slat & elevons "mobili", ma credo che si complicherebbe troppo la gestione delle parti semimobili di carta, gestione che invece nei lanci ripetuti risulta facilitata con superfici di cartoncino, che mantiene di più le pieghe ripetute.

 

Per completezza noto che nel sito www.creativefarmdesign.com/canardwings-a-variation-of-paperang-a-cool-paperplaneglider, esiste anche una non meno interessante procedura di costruzione di un "canard-wings, a variation of Paperang", cioè di costruzione di un tuttala modificato con alette canard; il discorso però esula dalla presente trattazione sui soli tuttala, che tuttavia in qualche varietà di configurazione possono essere considerati a stabilizzazione similcanard.

 

Etimologia. Ogni versione di miei modelli tuttala verrà indicata da una lettera indicante la tipologia dei materiali e/o il tipo di esecuzione, lettera seguita da un numero sequenziale diverso, indicante il singolo modello di varietà individuale, per lo più senza ulteriori varianti in eventuali sottoversioni. Questo è un criterio di classificazione abbastanza "splitter", adottato diversamente dal criterio di classificazione piuttosto "lumper" dei miei modelli canard tipo Piper, che era più vicino ai criteri della sistematica tassonomica animale, che raggruppa le varietà in specie, quasi ignorando le varietà della stessa specie biologica.

Invece il metodo splitter è in pratica più funzionale per l'osservatore, perchè i tuttala sono macchine individuali sofisticate, nelle quali basta una sfumatura per falsare i risultati, che con leggere modifiche possono ciò non ostante divenire portentosi, cioè qui sono le varietà di specie che contano più della specie "aeronautica". La lettera tuttavia può essere interpretata talora come specie ed il numero come varietà individuale della medesima specie.

Esempi di indicizzazione non esaustiva dei miei tuttala, riportando qui solo le 3 specie costruttive "aeronautiche" che mi sono parse inizialmente più intuitive (mettere nei puntini il numero univoco di matricola della varietà):

In tutti casi ho sviluppato tuttala solo con relativamente elevato allungamento alare (sopra almeno 3), in relazione alla singola tipologia, come verrà indicato per le singole tipologie.

Nelle lettere delle sigle non ho distinto i doppia freccia e cioè in genere le possibili variabilità delle frecce alari, da intendere come versioni da numerare in sequenza dopo le lettere proposte. In particolare ad es. i tuttala con ala a doppia freccia positiva ed elevons posteriori (noti in commercio come Windrider) , se costruiti nel mio cartoncino rientrerebbero nella serie dei tipi T..., tuttavia per brevità in quest'articolo verranno trascurati. I Windrider di depron dovreste trovarli nel mercato angloamericano o nel sito di Phil Rossoni: https://sites.google.com/site/controllableslopesoaring/ , anche se mi pare che la ditta che li commercia sia di Honk Kong. Del resto lo sport dei Walkalong glider è molto sviluppato anche in Asia (Giappone).

Altre tipologie verranno introdotte, oltre che nella pagina "foam", nella pagina "freccia inversa", e le ali ad anello in appendice.

 

Posizione dello svergolamento alare nella freccia positiva.

Nelle ali dei tuttala a freccia positiva diciamo che la parte anteriore dell'ala provvede alla sostentazione, mentre la parte posteriore, in particolare le estremità alari, che sono più posteriori, provvede alla stabilizzazione longitudinale (oltre alla stabilizzazione direzionale).

Invece nelle ali a freccia negativa le estremità alari, che sono più anteriori, danno il contributo maggiore alla sostentazione, mentre la parte centrale dell'ala alla stabilizzazione longitudinale (oltre alla stabilizzazione direzionale).

Dato per scontato che per la stabilità longitudinale occorra uno svergolamento alare che ottenga il giusto diedro longitudinale del tuttala, per ali in carta o cartoncino a freccia positiva lo svergolamento può essere ottenuto con una piega per mutare l'incidenza delle estremità delle semiali, sostanzialmente in 2 modi diversi ed in apparenza direttamente contrari tra loro (ma non sono contrari):

Le alette di estremità possono anche interessare maggiormente il bordo d'uscita alare, arrivando fino al bordo d'entrata e realizzando pertanto il cosiddetto svergolamento posteriore. Per distinguerne la tipologia verranno denominate "no-winglets". Si tratta tuttavia dello stesso tipo di piega di stabilizzazione eseguita alle estremità alari, circa con la stessa inclinazione angolare, ma con convergenza opposta (v. il disegno in Altre note). L'inclinazione può essere positiva o negativa, come sarà analizzato nella terza parte.

 

In teoria poi si possono comporre entrambe le suddette pieghe di stabilità (pseudowinglets & elevons) nello stesso modello, oppure pseudowinglets e slat ma solo di rinforzo del bordo d'entrata (come negli A1 in carta rinforzata, esplicati alla fine della presente pagina), tuttavia le possibili composizioni complicano assai la pratica dei modelli compositi, ai fini della stabilità.

Comporre pseudowinglets e veri slat generalmente ottiene un tuttala picchiato, a meno che la piega degli slat centrali sia proprio minima (caso non studiato).

La composizione delle pieghe può venire effettuata solo ai fini dell'efficienza, es. elevons e veri slat per aumentare la portanza e indirettamente la stabilità, come nei tipi T... & L... & S....analizzati in questa pagina, mentre il caso dei tipi N.... verrà migliorato combinando elevons e le anzidette pseudowinglets, ma con funzione di slat (v. pag."freccia inversa").

 

Tipi T...= miei tuttala di cartoncino a freccia positiva, a pieghe stabilizzanti solo sul bordo posteriore alare ed ala ad elevato allungamento alare (mediamente da 4 a 5, con casi qui fino a 9, ma nella pagina "foam" anche 11,8). Io in questo articolo nel seguito mi limiterò quasi esclusivamente ad approfondire i miei modelli tuttala per volo librato e costruiti sostanzialmente partendo dal solo solito cartoncino (bianco) 180 g/m², spessore 0,25 mm, ma integrato solo in punta al modello da un pesetto (v. paragrafo Peso in punta, cioè una clip regolabile con facile sostituzione) indispensabile per la loro stabilità longitudinale.

Esistono inoltre 2 slat con funzione di camber (v. Note tecniche), ma potrebbero anche non esserci.

Tengo a precisare che nei miei modelli T... gli slat sono veri slat e gli elevons sono veri elevons "mobili" di elevata escursione, modificando l'inclinazione dei quali si ottengono svariate condizioni di volo, tramite un pre controllo alare. Con il cartoncino rigido si possono gestire bene le inclinazioni prima del lancio, ma occorre essere molto precisi nell'esecuzione delle scelte delle angolazioni. Cambiando le angolazioni degli slat & elevons rispetto all'ala cambia la stabilità e l'efficienza (ad es. vedere Caratteristiche del T1). La parte centrale dell'ala, vista nel senso dell'allungamento, è in condizioni portanti quando gli slat non sono troppo abbassati (pena la picchiata) e gli elevons non sono troppo alzati (pena lo stallo). Date le condizioni delle 2 pieghe a Z del profilo alare, tutto con 3 superfici piane, l'efficienza di planata non può essere mostruosa, ma, se gli angoli sono stati scelti oculatamente, l'efficienza può divenire elevata.

L'efficienza media di un mio tuttala tipo T...di cartoncino a freccia positiva, senza vento, è circa 4 o poco più (cioè "scarsa", e apparentemente minore dei Paperang, salvo modifiche di migliorie), infatti può superare 5 con i giusti angoli in aria calma, e può superare 6 con un minimo alito d'aria, anche trasversale (però in tal caso si tratta di efficienza apparente). Tuttavia talora lungo la traiettoria di planata (anche diritta) si notano continue piccole oscillazioni di rollio alternato, di frequenza modesta, passo circa un  metro o poco più, oscillazioni forse dovute alla flessibilità del cartoncino, o più probabilmente dovute ad un eccesso di diedro trasversale (essendo circa 25°-30° l'angolo di piega naturale dell'ala, se non rispiattata minore a forza, vedere Angolo di piegatura). Queste fastidiose "rollate" alternate invero solitamente si stabilizzano da sole e non compaiono sempre, ma compaiono spesso sempre con gli stessi modelli, cioè non tutti i modelli tuttala "rollano" di continuo. Non riesco a spiegarmi se questi rollii alternati sono fortuiti o massimamente dovuti ad alcune cattive geometrie, che non sono riuscito ad individuare esattamente. Comunque portando il diedro trasversale sull'ordine dei 10° complessivi di piega (5° per semiala rispiattata forzata magari con del nastro adesivo) il rollio alternato quasi sempre diminuisce o scompare.

Riepilogando, fondamentalmente le efficienze dei miei tuttala tipi T... e dei Paperang etc., a parità di allungamenti sono paragonabili, tuttavia i T... mi sembrano più facili da costruire, o meglio più facili da gestire per gioco, semplicemente pre impostando prima del lancio gli angoli di incidenza degli slat & elevons, con un facile, ma deve essere sempre ben oculato e meditato, minimo tocco di mano sulle superfici "mobili". Il gioco soddisfa quando il volo corrisponde alle aspettative di lancio.

 

Alternative. I miei tuttala, lasciando le stesse forme e dimensioni standard dei modelli T...di cartoncino (v. avanti per la Costruzione), possono essere costruiti anche di sola semplice carta usuale 80 g/m², semplicemente ritagliata e non piegata origami, oppure, in ulteriore alternativa, di carta rinforzata con ulteriore carta ripiegata solo sul bordo di entrata, ad es. come nei bordi dei  Paperang & Omniwing, oppure talora anche nastrata o graffettata di rinforzo.

I risultati di volo di questi tuttala con sola carta sono sorprendenti: innanzitutto le semiali raramente, anzi se ben rinforzate mai, si chiudono (come invece si chiudevano sempre per i canard tipi Paper ma di sola carta) e l'efficienza con elevati allungamenti appare, per via del volo più lento, maggiore del cartoncino, raggiungendo valori di 6 e forse più.

 

Chiamerò questi modelli di carta, ad elevato allungamento alare, tipi L..., leggiadri a carta semplice, esattamente con le stesse geometrie dei T... tranne le clip più leggere, e tipi S...,di carta super rinforzati, nei modi e nelle geometrie qualsivoglia.

Di fatto i tipi S... raggruppano i Paperang ed analoghi, ma ci si può sbizzarrire con diverse soluzioni di carta rinforzata, spesso con risultati di volo peggiore dei Paperang originali.

Quindi non mi dilungherò sui tipi S..., perché potete trovare ottimi progetti in Internet.

 

La più bassa velocità di planata nei tuttala di carta è dovuta al peso minore (meno della metà) rispetto al cartoncino, vantaggio inficiato dalla cerniera della piega mediana, che potrebbe permettere la chiusura delle semiali in volo. L' ideale sarebbe addirittura non avere la piega mediana delle semiali, ma basta coprirla con un pezzo di carta graffettato o nastrato a ds. e sin. del bordo d'entrata alare, in quanto le semiali di carta appaiono flettersi poco meno del cartoncino in volo, forse proprio perché relativamente più leggere, rispetto alle portanze in gioco.

A parità di forme e dimensioni, la direzionalità dei tuttala in carta sovente in aria calma non è peggiore di quella dei tuttala di cartoncino, che però possono essere migliori con vento, inoltre entrambi i tuttala sono spesso più mutevoli di traiettoria dei canard, sia di carta che di cartoncino. La direzionalità in tutti i casi dei tuttala migliora con diedro trasversale prossimo allo zero, senza derive, anche se occorre talora predisporre le difficili giuste pieghe forzate o meglio occorrerebbe ricavare veri e propri slat/elevon a scopo direzionale, e sarebbe meglio volare assolutamente senza vento. Una volta ben impostate le pieghe, tutti i tuttala possono dare spesso un volo circolare ripetitivo, in un ambiente chiuso e senza spifferi d'aria. La traiettoria senza correzioni di pre pilotaggio forzato è per lo più una spirale di ampio diametro, però talora con inversione della curva per una corrente d'aria. Se capita un alito di vento contrario il modello apparentemente centrato solitamente quasi si ferma in salita, ma può poi precipitare per stallo, a punta in giù, o anche girare dalla parte opposta della curva precedente. Infatti con i tuttala allungati gli esiti del volo sono sovente incerti, perchè il centraggio è assai difficile; anche apparentemente centrati questi tuttala sovente stallano, ma talora si possono ottenere planate a unica "cabrata lunghissima", anche più lunga della traiettoria ottenibile dai modelli Paper.1 e Paper.2, quando il vento è debolissimo e non ci mette lo zampino, in particolari assetti di volo con fortunata inclinazione e velocità di traiettoria. Un controvento favorevole li fa librare quasi sempre in salita (con aumento dell'efficienza apparente), ma spesso poi il vento si rafforza e si vendica trasversalmente, spostando la direzione di volo, che però poi dopo una virata solitamente procede diritta, se il tuttala era stato preimpostato per planata diritta, oppure procede quasi sempre ripetitivamente secondo la curva dell'impostazione originaria.

 

Modelli L...

Per questi tuttala la carta 80 g/m2 è solitamente appena accettabile quando è rigida, altrimenti può essere troppo flessibile, soprattutto se la carta è incoerente. Fortunatamente si può irrigidire con opportune pieghe, passando ai tipi S.... Però, quando il materiale è incoeso è quasi impossibile usarlo, ad es. la carta azzurrina leggera dei Cc si spappola facilmente sotto sforzo, pertanto è inadeguata per buoni tuttala ad ala rigida.

Pertanto i tipi L... sono per certi versi più scadenti dei T... e degli S..., ma essendo ultraleggeri, potrebbero raggiungere efficienze apparenti favolose, fors'anche per minor resistenza all'avanzamento.

Lo svantaggio maggiore dei modelli di sola carta L...è che le semiali possono contorcersi per allungamenti anche sotto 4, ma il vantaggio è che si può arrivare con frillamento anche oltre 11 (vedere pagina foam), unitamente ad una clip cortissima (v. avanti Peso in punta) e quindi con un peso complessivo basso.

Se le semiali non si avvolgono in volo, con la carta a pari dimensioni e forma, l'efficienza degli L... sarà migliore dei T... e degli S..., se non proprio per il peso, magari perché la carta semplice può volare con angoli di piega minori e resistenza minore. Del resto un eventuale frillamento sembra non influire sull'efficienza (anzi psicologicamente l'ala frillante appare come un'ala battente per tutto il bordo d'uscita, quasi spingente a reazione, come fanno le pinne dei nuotatori o le code dei pesci...).

 

L'ottimizzazione del centraggio nei modelli di carta è più difficile che con il cartoncino, perché con le clip corte le differenze di peso divengono infinitesimali, inoltre l'applicazione della clip di punta è poco più difficoltosa che rispetto al cartoncino, quando la carta si schiaccia.

La contrappesatura dei modelli in carta talora può essere fatta solo con la carta di rinforzo strutturale, cioè forse addirittura senza clip (passando ai tipi S...).

La lunghezza di un'eventuale clip per carta non rinforzata, nei tipi L..., può essere circa 8-20 mm per le ali a forte freccia e basso allungamento, con molto peso posteriore e con elevati bracci di leva, ma calare a circa 5-13 mm per le ali a freccia moderata ed elevato allungamento, con ristretti bracci di leva, con maggiori difficoltà di valutazione del peso che nel caso delle clip per cartoncino più lunghe (quasi il doppio), a parità di geometrie costruttive dei modelli.

In alternativa alla clip, anche una serie di minuscole graffette pinzate nella carta può ottenere il risultato, a parte un'estetica rivoltante.

 

Osservando che il tuttala di semplice carta, anche solo ben piegata, è talora ripetitivamente ingestibile, per comodità e sfizio ho costruito principalmente i miei modelli fotografati in quest'articolo solo nel più gestibile cartoncino 180 g/m2 (vedere foto successive, tutte con viste in pianta da sopra), nella scia dei precedenti miei canard tipi Paper, fatti nello stesso cartoncino, di rigidità ideale per una facile costruzione e volo con minimi problemi, pur con minori prestazioni.

 

Costruzione dei miei tuttala, tipi T...

Ovviamente escludiamo l'impiego di profili autostabili (reflex), variazioni di profilo e svergolamenti alari continui (adottabili negli aerei tuttala più sofisticati), in quanto irrealizzabili con la lastra piana di cartoncino (o foglio di carta o foam), materiali che possono essere solo ritagliati e piegati (più o meno bene) solo in piano, senza strani contorcimenti.

Il progetto e la costruzione dei tuttala allungati sono più complicati dei miei modelli canard, la stabilità dei quali è meno critica.

Contrariamente ai Paper canard di solo cartoncino ed ai Cc di carta, nei tuttala è indispensabile aggiungere sempre un piccolo peso in punta. Il peso necessario è comunque minimo.

I miei canard erano dotati di "fusoliera" a V di cartoncino. Si potrebbe fare la V anche per i tuttala, magari prolungandola in punte per applicarci il pesetto di equilibratura.

Tuttavia per tutto quanto seguirà ho preferito evitare la piega della V e le 2 contropieghe di attaccatura delle semiali, per fare un'unica piega sull'asse mediano dell'ala, o asse longitudinale di rollio, piega di base per il diedro trasversale, realizzando così proprio un tuttala puro, quando senza derive, con il massimo risparmio di peso inutile.

Le forme costruttive sono numerose, a partire dalla comune ala rastremata a freccia positiva, con slat & elevons, ad esempio come la foto del modello T1, apertura alare 240 mm, allungamento alare circa 4 (questo modello è sotto la media di quelli a freccia moderata). Ho affiancato la foto del modello T4, come il T1 tranne che nel bordo uscita alare ed una lieve differenza nell'applicazione della clip di punta. La conformazione del T4, con corda alare maggiorata nello spazio tra gli elevons, è quasi a delta, ovviamente con allungamento alare ancora più basso del T1. La clip è leggermente più lunga, per via della maggior superficie posteriore dell'ala, con più peso in gioco. Le efficienze di volo sono quasi identiche, forse è meglio il T1, ma dipende dalle angolazioni effettive, come successivamente analizzato.

 

Tipo T1      Tipo T4

 

Peso in punta. Generalmente occorre appesantire la punta con materiale non cartaceo, contravvenendo alla tecnica origami pura.

Per me non è un problema aggiungere un pesetto non cartaceo o una graffetta o usare nastro adesivo in punta, semmai il problema è cosa e come aggiungere facilmente, esteticamente ed aerodinamicamente. Cominciate a scartare l'idea che si possa aggiungere solo dell'ulteriore cartoncino o carta in punta per aumentarne il peso in modo semplice, bello, pratico e pulito aerodinamicamente. Scartate pure l'idea di utilizzare una o più graffette metalliche per spostare avanti il baricentro, perché le graffette elastiche sono poco estetiche e saltano via ad ogni atterraggio, e le graffette pinzabili sono solitamente troppo leggere. Potreste pensare di usare come peso un filo di rame pendulo, come nei "walkalong gliders", fissato con del nastro adesivo sopra la mezzeria dell'ala, soluzione valida, colà adottata dalla maggioranza degli appassionati camminatori, e funzionale con i tuttala di "foam", ma poco verosimile e brutta, per i miei tuttala di cartoncino o carta.

Ho trovato che sia meglio impiegare un pezzettino di quei listelli a U chiusa, o bacchette profilate di pvc, che vendono in cartoleria per tenere assieme fascicolate max. una ventina di fogli di carta, listelli che chiamano anche dorsetti. I pesi dei listelli variano secondo le Marche ed i tipi di dorsetto commerciale, pertanto vanno tagliati, tramite un robusto forbicione, alle lunghezze circa come seguirà, riferitamente alla Marca di dorsetto da me usata (le lunghezze possono differire per la Marca che vorrete usare).

Effettuare il taglio partendo dai 2 estremi della U del dorsetto, preferibilmente con le mani dentro un cestino, per evitare che il pezzo tagliato finisca non si sa dove.

Per le aperture alari proposte per i modelli di cartoncino, occorre tagliare il dorsetto in pezzettini lunghi circa 16-46 mm, o 8-23 mm per i modelli di carta, pezzettini che chiamerò clip: si può fare una serie di pesi (a intervalli di 2-3 mm) e scegliere poi comodamente il peso più opportuno, dopo le prime prove di volo del tuttala. I pesetti a clip si possono infatti togliere e mettere facilmente pinzati alla punta del tuttala, o meglio alle parti pendule degli slat delle semiali, slat che hanno il medesimo piano inclinato, diversamente dai 2 piani delle semiali, che devono restare piegate col giusto diedro trasversale proprio e intoccabile, ed il piano degli slat è inclinato diversamente, quindi la clip non deve pinzare le semiali, altrimenti azzererebbe il diedro trasversale sul bordo d'entrata, per la lunghezza del pezzetto di dorsetto. Un problema può essere la lunghezza di tale pezzetto, bastano pochi mm di differenza, ma una volta determinatone sperimentalmente il giusto peso, la clip risulterà perfetta come sistema di centraggio. Se si vuole sofisticare il sistema, si può ritagliare un'incassatura con 2 cornetti in cima agli slat, sul muso del modello, in modo da impedire lo sganciamento laterale della clip dopo un eventuale brusco atterraggio, tuttavia questa è proprio una pignoleria.

Aggiungo che piuttosto è meglio riuscire a far volare il modello con il dorsetto più corto possibile, in quanto un dorsetto lungo, anche se ben centrato, in caso di devianze laterali dalla retta di lancio, accentua le devianze o con rollii alternati o con virate inerziali, per la massa spostata in punta al tuttala, massa lontana dal baricentro del modello.

Si potrebbe pensare all'utilità pratica di spostare la clip lateralmente sulla punta del tuttala, allo scopo di correggere una planata rivelatesi curva in precedenza. Teoricamente potrebbe anche funzionare, ma praticamente ho sperimentato che è difficile correggere una traiettoria ripetutamente curva di un tuttala testardo. Spostare poco la clip è quasi sempre insufficiente, finché, aumentando lo spostamento, ad un certo momento il tuttala gira all'improvviso dalla parte opposta.

 

Forbicione usato per tagliare le "clips" dai dorsetti.

 

Derive eventuali. Soprattutto in assenza di derive sarebbe necessario analizzare tutte le forme delle superfici laterali per individuare l'altezza del centro di spinta laterale del modello, centro che credo per la stabilità debba stare sotto, oltre che dietro, al baricentro del tuttala, ma credo che l'individuazione sia praticamente impossibile a livello amatoriale.

Aggiungendo 2 derive alle estremità alari piegate in basso, il centro di spinta laterale si sposta in basso, ed indietro con ala a freccia positiva; dunque la stabilità direzionale dovrebbe teoricamente migliorare. Invece praticamente non è sempre così.

Mettere anche solo una "monoderiva" come segue, o due derive indi descritte, ho trovato che è praticamente difficile ed anche forse inutile, può essere addirittura deleterio (potendo non far uscire da una eventuale spirale in picchiata), allo scopo di migliorare un buon tuttala già longitudinalmente e trasversalmente stabile, che voglia essere proprio solo tuttala puro, senza derive.

 

Monoderiva. Ho pensato una volta di realizzare una specie di fusoliera sotto il tuttala, con ulteriori 2 pieghe come nell'attaccatura delle semiali dei miei canard di cartoncino, fusoliera rastremata a crescere dalla punta del tuttala fino alla coda, purtroppo con aggravio di peso imutile, con funzione di "monoderiva", magari sdoppiata come nella coda di rondine con "flappini" messa in verticale ora con "aerofreni direzionali", però non ho notato un significativo miglioramento della stabilità direzionale.

Tale coda può essere sviluppata alternativamente anche sopra l'ala, invertendo le 3 piegature della "fusoliera", forse più esteticamente ma sempre senza significativi vantaggi, anzi notando forse un peggioramento per il baricentro rialzato, esteticamente più simile alle fusoliere degli aerei tuttala con equipaggio umano.

Scartate pertanto l'idea della fusoliera "monoderiva" creata sotto o sopra l'ala, per migliorare la direzionalità del modello.

 

2 derive cad. alle estremità dell'ala. Non sono indispensabili, ma laddove la direzionalità lasciasse proprio a desiderare (purtroppo spesso), ricavare 2 derive alle estremità alari e rivolte in basso potrebbe essere la soluzione più semplice, nei tuttala a freccia positiva standard senza fusoliera, derive magari leggerissimamente inclinate specularmente in pianta verso l'interno nella direzione di avanzamento, per essere più efficaci nei flussi d'aria, che vanno dalla punta verso le estremità alari. Viste in alzato frontale lasciare verticali, tuttalpiù leggerissimamente inclinate dietro verso l'esterno dell'ala. Ho sperimentato l'eventuale presenza di tali 2 derive, che possono essere realizzate sostanzialmente in 2 modi diversi, come nelle successive foto, sempre solo nei tuttala standard a freccia positiva privi di fusoliera, purtroppo con esperienze non sempre soddisfacenti in tutti casi.

Già avrete notato che nelle foto i modelli sono costruiti con diversi slat & elevons del T1, nonchè dotati di diverse code "Horten" monoblocco, come avanti verranno descritte.

Per ora considerare soprattutto la conformazione delle estremità alari. La freccia alare di questi 2 modelli T2 e T3 è già relativamente pronunciata, quindi il loro allungamento è relativamente basso, quasi come in tutte le ali quasi a delta dei modelli successivi T5 e T8.

 

Tipo T3          Tipo T2

Se la freccia delle ali fosse meno pronunciata e se l'allungamento fosse più alto l'efficienza migliorerebbe, ma diverrebbe più critica la funzionalità delle 2 derive.

Non sempre le derive raggiungono lo scopo di planare diritto, però, se si lascia la clip pendula, basta "trimmare" uno slat a picchiare all'esterno della curva, che dopo qualche tentativo la curva si raddrizza, forse più facilmente che tentando la correzione degli errori di traiettoria (vedere avanti) tramite la "trimmatura" di una o due derive, che, in ultima analisi, potrebbero anche non essere affatto necessarie. Segue a Correzione errori di traiettoria.

 

Caratteristiche del T1. Riporto le caratteristiche solo a titolo di esempio, perchè per ogni tuttala  variano secondo le infinite combinazioni di inclinazioni etc., occorrerebbe precisare sempre le condizioni al momento del lancio. Inoltre il tipo T1 non è nemmeno il modello migliore. Le inclinazioni sono rispetto al piano centrale di ogni semiala. S'intendano tutti i casi quasi centrati per l'assetto descritto, qui trascurando i casi degli sperimentati assetti intermedi. Angolo di lancio sempre - 25° circa, senza spinta.

Correzioni degli errori di traiettoria. Diamo per scontato che il tuttala sia centrato longitudinalmente e la clip sia in asse. Se il tuttala planando gira, si deve intervenire sulle superfici aerodinamiche. Senza arrivare alla soluzione drastica e brutale, ma funzionale, di tagliar via circa 5 mm dell'estremità della semiala opposta alla rotazione, di un tuttala che pur solitamente presenti una planata diritta, ma talora insista a girare o a ds. a sin., pur avendo le semiali apparentemente disposte in modo simmetrico, talora basta un tocco di "trim" o sugli "slat" o sugli "elevons" (e forse sulle derive). Per le definizioni di questi termini vedere Note tecniche di glossario e seguenti. In generale:

Angoli di piegatura del cartoncino. Ogni cartoncino presenta una "piega naturale caratteristica", che risulta da una prima piega completa a 180°, ripassata con pressione del dito sul bordo di piega, indi rispianata idealmente a zero, ma lasciata libera la piega non risulterà assolutamente a zero. La "piega naturale" risulterà, ad es. per il mio cartoncino 180 g/m², con un angolo rispetto al piano originale valutato circa 25°-30°. Se poi si ripete l'operazione più volte il risultato scende a circa 20°. Se ancora si rivolta il cartoncino piegandolo 180° in senso opposto, cioè dopo un giro di 360°, un ulteriore ritorno 180° ed un solo ritorno allo zero ideale, la piega risulterà circa 5°, ma vi sconsiglio di effettuare pieghe e contropieghe ripetute, perché difficilmente terranno l'angolo in volo. Quindi è meglio utilizzare la prima "piega naturale" e stop, tutt'al più ridotta a 20° per risultati ripetitivi. Se occorrono angolazioni minori, preparatevi a vedere un volo forse disastroso dopo un volo forse ottimo, e via di seguito.

Pertanto ho deciso di realizzare (ove possibile) tutte le pieghe al naturale, sia per il diedro trasversale delle semiali, che per gli slot anteriori, che per gli elevons posteriori alle estremità alari, che per le eventuali 2 code di rondine in prossimità della linea mediana delle semiali (v. foto tipo T7).

Se slat & elevons hanno la stessa piega con gli stessi angoli contrapposti, ovviamente tra loro devono giacere su piani paralleli.

Questa è forse anche la condizione di massima efficienza, purchè gli angoli restino moderati (vedere ad. es. Caratteristiche del T1).

In teoria, corda per corda alare, sarebbe meglio approssimare il più possibile il profilo più portante, che credo sia il concavo convesso, ma credo che ciò sia praticamente impossibile disponendo soltanto delle 3 rette costituite dalle corde slat/centro ala/elevons, non per tutte le corde.

Quando gli elevons sembrano più efficaci degli slat, forse è meglio, se possibile, tenere l'angolo di piegatura degli elevons un po' minore dell'angolo di piegatura degli slat, con minime differenze di incidenza, sempre senza mai esagerare, e non rendere mai qualche profilo di corda deportante di suo, cioè senza considerare la vera incidenza rispetto al vento relativo, durante il volo.

Le foto successive sono di modelli in cartoncino, volanti con "cabrata lunghissima", efficienze da 4 a 5,5 circa.

 

                 

                         Tipo T5 - Apertura 220 mm - Allungamento circa 3,3 - clip 20 mm                           Tipo T6 - Apertura 260 mm - Allungamento circa 6,6 - clip 23 mm

 

                 

                         Tipo T7 - Apertura 225 mm - Allungamento circa 4,5 - clip 26 mm                           Tipo T8 - Apertura 230 mm - Allungamento circa 3,1 - clip 36 mm 

 

La coda dei tuttala. Qualcuno chiama i tuttala senza coda, ma possono avere la coda, è questione d'intendersi sul termine coda. Avrete notato che molti miei modelli hanno un prolungamento mediano dell'ala, che richiama la famosa coda Horten. Ho provato diversi allungamenti della coda, che chiamerò Horten monoblocco quando è semplicemente come un doppio raccordo alare ininterrotto, con lo stesso diedro alare (foto T2,T3,T5). Quando la coda segue il piano centrale delle semiali, in questi tuttala di cartoncino non ho notato un sensibile vantaggio, sebbene sembri che un minimo miglioramento di efficienza di planata ci sia effettivamente, se non altro per la maggior superficie alare, con maggior portanza sulle corde mediane, vantaggio al quale però si contrappone la necessità di aggiungere un piccolissimo peso in punta. Riguardo alla stabilità, essendo questi tuttala a freccia positiva, l'effetto Horten mediano può migliorare la stabilità longitudinale, ma difficilmente migliora quella trasverso-direzionale, sebbene teoricamente una miglior circolazione del flusso alare con accelerazione mediana, con linea focale arretrata rispetto al baricentro potrebbe favorire la direzionalità del modello (idea di Horten).

Foto tipo T5: sembra il più stabile.

Foto tipo T6: bicoda a centraggio difficile, apparentemente senza guadagno di efficienza, nonostante l'allungamento; però basta ridurre l'inclinazione degli slat ed il diedro trasversale quasi a zero per ottenere una buona planata, assai sensibile anche alla posizione degli elevons; centrato può superare efficienza 5

Foto tipo T7 (uno dei migliori tra quelli a basso all., efficienza oltre 4,5). La stabilità longitudinale può migliorare se si piega la coda Horten in basso (mentre piegarla in alto è un disastro, con eccessiva cabratura).

Per piegare la coda occorre tagliarla prima lungo la linea mediana dell'ala (come occorre fare anche per gli slat). Poi si possono piegare le 2 semicode in basso verso di loro (come per gli slat) o verso l'esterno (cioè v. a coda di rondine). Se si piega troppo in basso il modello picchia decisamente. Se si piega pochissimo in basso il modello sembra planare meglio, come sotto l'effetto dei flap, con aumento di portanza mediana.

Allora ecco l'idea della coda di rondine, cioè della coda Horten resa biforcuta, con entrambe le 2 semicode, che chiamerò forse impropriamente "flappini", almeno inizialmente rivolte in basso, con punte rivolte all'esterno della linea mediana. Successivamente potrete divertirvi a spostare leggermente su o giù una delle 2 componenti della coda di rondine di cartoncino, proprio come fa la rondine in volo. Ovviamente voi potrete solo programmare prima del volo l'inclinazione delle componenti e poi stare a guardare.

Questo uso di 2 "flappini" come deriva è già stato adottato in aerei tuttala con comandi pilotati (sugli Horten esistevano i "drag-rudders" = timoni a resistenza), comunque la presenza di entrambi i miei "flappini" abbassati, se non sono troppo grandi, sembra che migliori la stabilità direzionale. Infatti con le 2 componenti entrambe simmetricamente piegate poco in basso si ottiene ancora il suddetto effetto flap e la planata sembra migliore e direzionalmente orientata perchè la resistenza dei "flappini" fornisce un effetto banderuola rispetto al centro di massa.

Foto tipo T8. Forse la coda di rondine, anche semplicemente "non flappata" ed anche corta, biforcuta in 2 triangoli solidali con l'ala, è comunque meglio della semplice "coda Horten monoblocco allungato", ma non mi spiego del tutto il perché in termini di efficienza e stabilità, anche perché il miglioramento è in verità minimamente rilevabile, nei tuttala di cartoncino. Ho notato un minimo miglioramento di direzionalità ritagliando tale bicoda, che chiamerò "Horten bicoda" (senza flappini, foto T6, T8), miglioramento credo indipendente dalla lunghezza delle singole 2 code, ma forse più efficace aumentando la larghezza delle singole code e la loro interdistanza nel senso dell'estensione alare. L'interdistanza credo debba raggiungere almeno la lunghezza della clip applicata in punta al tuttala (notare che stranamente occorre una clip più lunga nel tipo T8).

Del resto faccio osservare che nel bombardiere B2 Spirit le code sono addirittura 3, molto estese lungo l'ala, per convogliare i flussi della fusoliera ed all'esterno delle 2 carenature dove sono alloggiati i motori (v. Forme in pianta).

 

Ali a freccia positiva. Indubbiamente l'ala a freccia positiva (cioè standard con bordi all'indietro rispetto al senso di marcia) favorisce la stabilità longitudinale, con le estremità alari "svergolate negativamente" posteriormente rispetto al resto della parte mediana dell'ala anteriore "portante", creando una sorta di diedro longitudinale in crescendo quasi automatico con il crescere della freccia alare.

Nei miei tuttala di cartoncino non ci sono variazioni dei profili alari, ma c'è solo una variazione d'incidenza tra i piani anteriori e posteriori delle semiali, variazioni tanto più efficaci quanto più aumentano i bracci di leva forniti dalla freccia alare. In realtà questo vantaggio per la stabilità longitudinale si vedrà che sussiste anche per le ali a freccia inversa, che per il momento non intendo approfondire.

Da notare che solo nel caso delle ali a freccia, piuttosto che nelle ali "diritte" (senza freccia e con semiali piane, senza svergolamenti), può esserci stabilità anche senza diedro longitudinale, ma in tal caso è una stabilità praticamente minima, o meglio quasi indifferente, a unico punto neutro delle forze peso e portanza generale, con baricentro quasi coincidente col fulcro delle forze aerodinamiche, secondo il peso della clip applicata in punta al modello di cartoncino (v. pagina scorporata). Infatti se il peso della clip è scarso l'aeroplanino dopo il lancio subito stalla, mentre se è eccessivo picchia come un sasso lanciato balisticamente.

Siccome il cartoncino dovrebbe essere in teoria piano, se non c'è incidenza al vento relativo non c'è nemmeno portanza: il comportamento dell'aeroplanino dovrebbe essere come quello di una freccia scoccata da un arco, dove le semiali dell'aeroplanino avrebbero la sola funzione direzionale (banderuola) delle penne di coda della freccia.

Nel caso dell'aeroplanino, appena ci fosse un minimo cambiamento d'incidenza esso diverrebbe instabile, in assenza di stabilizzatore con diedro longitudinale.

Però, quando le ali sono a freccia positiva, occorre tener conto che la circolazione dell'aria verso le estremità (o dalle estremità verso il centro nella freccia inversa) favorisce la stabilità anche senza stabilizzatore, tanto più quanto più aumenta la freccia (perché la circolazione muta la sostentazione delle estremità...), ma contemporaneamente la freccia positiva ostacola la portanza delle estremità (mentre la freccia negativa fa l'inverso), perchè aumenta la resistenza indotta nel caso della freccia positiva (tuttavia nelle ali a freccia negativa succede il contrario...? vedere paragrafo scritto in piccolo poco avanti). Si crea perciò un effetto di stabilizzazione longitudinale automatica simil-convenzionale nella freccia positiva (o similcanard nella freccia negativa, che dovrebbe far preferire la freccia negativa, però purtroppo contemporaneamente peggiora la stabilità trasversale nella freccia negativa, v. Stabilità alla virata nei tuttala a freccia inversa). Nelle ali a freccia positiva migliora anche la stabilità trasversale al crescere della freccia, però peggiora l'efficienza...  

Aumentando l'angolo di freccia teoricamente aumenta la resistenza e diminuisce la portanza (e quindi diminuisce l'efficienza), in regime subsonico a bassi numeri di Reynolds, come volano gli aeromodelli, quindi l'ala ad eccessiva freccia andrebbe evitata (non nei supersonici).

 

Anche l'ala classica a delta può essere considerata un'ala a freccia positiva. Nei miei aeroplanini di cartoncino ho provato anche ali a delta allungato nel senso dell'apertura alare, mentre ho trascurato ali a freccia elevata, che tutti hanno provato negli aeroplanini di carta elementari conformati a dardo, per lancio balistico.

La realizzazione dei miei tuttala è sempre rivolta all'ottenimento di una planata libera centrata, con la miglior efficienza aerodinamica possibile.

 

Con una freccia positiva eccessiva possono stallare prima le estremità alari, dove ci sono gli elevons, davanti agli elevons. Se stallano insieme entrambe le estremità, il modello lascia giù la coda da fermo e arretra di coda, alla fine di una cabrata lunghissima stallata veloce, ma anche dopo una rapida impennata per lancio maldestro. Se stalla solo un'estremità di una semiala, il tuttala gira dalla parte della semiala stallata, a bassa velocità, solitamente soltanto a fine traiettoria anche diritta, mediamente compiuta ad alta velocità, in quanto i modelli a freccia eccessiva hanno mediamente un'alta velocità di planata.

 

Le ali dei miei vari modelli sono tutte rastremate, con minor freccia sul bordo d'uscita, senza approfondirne le ragioni teoriche.

In prima approssimazione vi consiglio di lasciare comunque una minima freccia positiva anche al bordo d'uscita, vedere Tuttala ad ala bitrapezoidale, ala da fare non simmetrica rispetto ad un asse trasversale, cioè ogni semiala fare sostanzialmente con trapezio (scaleno) ottusangolo, eventualmente poi leggermente modificata alla sua estremità (dove ci sarebbe la base minore del trapezio), con curve a piacere di arrotondamento o smussature, variazioni in pianta di estremità comunque non indispensabili.

Osservare che la rastremazione, generalmente diversa del bordo d'entrata e del bordo d'uscita, secondo le innumerevoli geometrie pensabili, sposta in effetti quella che si potrebbe definire freccia media geometrica alare (facilmente calcolabile), anzi soprattutto sposta quella che si definisce freccia focale (o freccia dei centri di pressione, per me difficilmente valutabile). La freccia focale od aerodinamica sarebbe l'unica veramente utile dal punto di vista della stabilità. Rimando ad ulteriore studio nella pagina H.

 

Oltre alla freccia, andrebbe considerato il sorprendente effetto che, a parità dell'angolo di freccia, a corde costanti, forse ali a basso allungamento sono già stabili da sole, mentre non lo sono quelle ad elevato allungamento, senza alcun svergolamento delle estremità alari. E questo fatto varrebbe per angoli di freccia bassi con allungamenti elevati e per angoli di freccia elevati con allungamenti bassi; io credo che dipenda sempre dai rapporti e bracci di leva tra le superfici portanti anteriori e posteriori, valori quasi impossibili da valutare in modo elementare, soprattutto in funzione del fatto che nelle ali a freccia positiva stallano prima le estremità, piuttosto del centro ala, mentre succede il contrario nelle ali a freccia negativa, quindi il tutto sarebbe da imputare alle diverse circolazioni di flusso d'aria verso oppure proveniente dai i vortici di estremità alare.

Inoltre ripeto che, a parte la stabilità longitudinale finora principalmente considerata, la stabilità trasversale e laterale (in una parola direzionale, alla virata) importano pure assai, e quella trasversale cambia a seconda che la freccia alare sia positiva o negativa, in particolare aumenta la stabilità con la freccia positiva e diminuisce la stabilità trasversale con la freccia inversa (v. Stabilità alla virata nei tuttala a freccia inversa).

 

Comunque per una buona efficienza di planata, con allungamenti elevati, per un'altrettanto buona stabilità non convengono angoli di freccia positiva (né negativa) elevati.

Nella pratica dei modelli di cartoncino gli allungamenti non possono essere elevati più di tanto, perchè il cartoncino non reggerebbe (però si può arrivare ad allungamenti maggiori di tutti gli altri materiali, es. v. foto modelli T9 & T10), dunque si possono tollerare angoli di freccia solitamente da 10° fino a 45°, misurando l'angolo del bordo d'entrata alare rispetto alla perpendicolare all'asse centrale passante per la punta della freccia positiva.

Modello T9 (foto a destra) - Apertura 320 mm - Allungamento 8,4 - clip 27 mm - efficienza 6,5

Lo stesso modello è stato poi realizzato in materiale foam ed EPE ma senza slat (vedere foto in EPE nella pagina "foam" ).

 

A fronte dell'elevata efficienza raggiungibile con un T9 ben centrato, forse come efficienza il migliore di quelli di tipo T...di cartoncino, osservare che il pre pilotaggio è difficoltoso, per via della bassa freccia alare: il centraggio è assai critico, es. basta spostare la clip di solo 3 mm che l'efficienza muta assai: clip tutta avanti, il modello è quasi picchiato, tutta indietro, può essere cabrato, secondo le modalità di lancio.

Gli slat del T9 non sono sfacciati e, unitamente alla clip, fanno apparire la parte centrale dell'ala quasi come se fosse profilata concavo-convessa, il che non è vero, però la portanza di tale parte è buona, ritengo quasi come quella di un buon profilo aeronautico.

Nel senso dell'estensione alare la linea degli slat si accavalla leggermente alla linea degli elevons. Credo che ciò induca un diedro trasversale ad ala di gabbiano, restando tuttavia su angoli di piega minimi, cioè anche ottenendo un diedro trasversale minimo, spostando indietro la clip circa 3 mm sulla linea mediana, il diedro contrario dell'ala di gabbiano resta pure minimo. In sostanza tutti i diedri sono su valori ottimi: diedro centrale circa + 5° per parte, diedro contrario d'estremità circa - 4° per parte, rispetto alla semiala inclinata circa +10° sull'altra semiala.

 

Note tecniche di glossario. Ho chiamato slat la parte piegata, in genere con una sola piega, verso il basso del bordo di entrata alare dei modelli a freccia positiva.

La piega ha anche un'importante funzione di nervatura del materiale (come un longherone), ma soprattutto modifica il "camber" del profilo alare e, data la posizione, lo slat produce, se eccessivo di inclinazione e/o superficie, un effetto picchiante. Parlare di camber (= curvatura del profilo) potrebbe essere un'assurdità con le lastre piane di cartoncino, tuttavia tenete presente che quel che conta è ottenere l'autostabilità di tutta l'ala, predisponendo opportunamente le inclinazioni delle pieghe del cartoncino. Aumentando il camber dovrebbe aumentare la portanza, ma tutto dipende poi da quello che si fa sul bordo d'uscita, controinclinando i 2 elevon in alto.

Ho chiamato, forse impropriamente per gli amanti della semantica, elevon ogni possibile configurazione del bordo d'uscita alare, utile anche per il controllo della direzionalità, in caso di asimmetria. Tuttavia nel nostro caso dei tuttala a freccia positiva, alle estremità alari gli elevon dovranno essere necessariamente entrambi rialzati per la stabilità, con elevazione intesa simmetricamente uguale a destra e a sinistra. Si escluda pertanto qualsiasi allusione all'ipersostentazione, che possa far pensare l'elevon come un flap, o flaperon che talora dir si voglia, che possa anche avere la funzione di effettivo alettone di cartoncino. Tuttalpiù si potranno fare piccole regolazioni di "trim" a destra e sinistra, per cercare di migliorare la traiettoria, ma basta solo di eccedere di qualche grado di inclinazione che la vite di questi tuttala può divenire sicura. Fortunatamente anche la loro vita può essere sicura, trattandosi di cartoncino facilmente recuperabile.

Giocando con gli elevons, per usarli con effetto cabrante e/o direzionale, piuttosto di aumentare l'inclinazione di uno solo, è meglio diminuire l'inclinazione di quello dal lato opposto, per girare meno da quel lato e guadagnare in stabilità, con la massima portanza sperabile nel volo libero.

 

Inclinazioni e forme degli slat. Non volendo o non potendo diminuire l'inclinazione degli slat, si può limitare l'effetto deportante degli slat alla parte centrale o mediana dell'ala a freccia positiva, piegando il cartoncino non parallelamente ai bordi d'entrata delle semiali, o più semplicemente ritagliando via le parti degli slat verso le estremità delle semiali, in pratica realizzando una rastremazione degli slat. In ogni caso è meglio che lo slat sulla corda maggiore sia più corto dello slat sulla minor corda di estremità alari, o finisca anche a metà semiala, diciamo "non proporzionalmente" alle lunghezze delle corde alari, anche se non è una regola assoluta. Forse si può fare lo slat della corda maggiore, all'attaccatura della semiala, grande anche metà della corda, ma non l'ho sperimentato, avendo ricevuto l'impressione di voli in tal caso troppo picchiati. In realtà ho sperimentato slat relativamente piccoli di larghezza (solitamente ho trovato meglio circa 1/4 della corda massima, 1/8 della corda media o anche 0, quindi slat praticamente inesistente sulla corda minima di estremità della semiala). In realtà conta soprattutto l'inclinazione dove gli slat sono più larghi, cioè in corrispondenza della clip, che con il suo peso contribuisce ad aumentare l'inclinazione negativa e quindi l'effetto picchiante dello slat, anche se il peso in basso non guasta ai fini della stabilità trasversale. Oserei dire che l'inclinazione della clip potrebbe essere determinante se lo slat fosse troppo largo, quindi conviene fare lo slat al massimo largo poco più della clip nel senso dell'asse mediano, e restringere lo slat in punta come la lunghezza della clip, nel senso dell'estensione alare, se si volesse portare avanti la clip, magari anche più avanti della larghezza dello slat in punta, es. v. T2,T3 e T5.

 

Siccome la clip pendula è inclinata negativamente, potrebbe fare da superficie con effetto aerodinamico forse talora malevolo, se la cima degli slat è troppo estesa nel senso dell'asse mediano. In tal caso, per tenere la clip sullo stesso piano di incidenza del piano dell'ala, si potrebbe fare un'ulteriore piega ma verso l'alto sul piano dei 2 slat accumunati dalla clip, portando la clip alla stessa inclinazione dell'ala, diciamo orizzontale per intenderci, ovviamente con una leggera difficoltà costruttiva di questa "alta tecnologia", forse del tutto inutile da un punto di vista pratico, se ci si limiterà in alternativa a giocare solo con la giusta inclinazione degli slat, senza rendere la clip orizzontale, cosa più che sufficiente quando la cima degli slat non è molto più larga della clip nel senso dell'asse mediano.

Inoltre talora può essere utile accavallare in parte la clip sul centro ala per diminuire il diedro trasversale, es. v. foto tipi T1 e T7.

Riepilogando, se si può è meglio tenere la clip alla punta dell'inizio degli slat, come foto T4, T6, T8 e T9.

 

Al contrario, per realizzazioni grossolane ma veloci, con clip corte si può pensare di by-passare l'inclinazione della clip fissandola direttamente all'ala in mediana, tagliando via la parte mediana degli slat. In tal modo ne risentirà il diedro trasversale, che resterà appiattito in punta, mentre il mantenimento del diedro verrà relegato tutto alla nervatura della restante piega dell'asse mediano. Del resto un diedro trasversale quasi azzerato di solito non guasta.

 

Nota per slat. Se gli slat sono a lato della punta del modello, occorre tagliare la punta per la larghezza in diagonale dello slat, lungo l'asse mediano, per effettuare poi la piega.

Nel caso che lo slat fosse sporgente dal bordo di entrata alare fisso, ovviamente non occorre tagliare lungo l'asse mediano dell'ala, ma occorrerà valutare la sporgenza ed i raccordi al bordo d'entrata di riferimento fisso. Questa sporgenza può anche essere elevata, e poi eventualmente rivoltata indietro sotto l'ala, eventualmente con due o 3 altre pieghe, fatte per la lunghezza degli slat, simmetricamente o non tali rispetto all'asse mediano dell'ala. Si comprende che esiste una marea di configurazioni più o meno portanti e di controllo dell'assetto di planata, potendo agire difformemente anche solo su di una semiala.

Le varie configurazioni degli slat non sono state tutte qui analizzate, riguardo alle infinite correzioni di volo possibili, che possono essere talora trascurabili ma talora peggiorative o migliorative, soprattutto perchè la stabilità direzionale lascia sempre a desiderare.

 

Altre note. Si può fare un tuttala tipo T...anche senza slat, solo con gli elevons.

In effetti gli slat dei miei tuttala hanno la funzione del compensatore dei miei modelli canard.

Se il tuttala senza slat è di carta (tipi L...) con adeguato clip, il flutter è sempre un po' presente, ma la planata è discreta, paragonabile e forse superiore a quella dei tuttala di cartoncino standard con gli slat, a diedro trasversale basso e senza derive. Lo stesso tuttala senza slat di carta richiede una clip pochissimo più lunga ed ha una planata pochissimo meno efficiente di quello con gli slat, almeno in apparenza.

Se il tuttala senza slat è di cartoncino può occorrere una clip pesante su un'ala relativamente troppo piccola: planata veloce per elevato carico alare, quindi scarsa efficienza.

Però la planata può essere ben centrata lo stesso e dare soddisfazioni di gioco.

 

In campo aeronautico s'intendono per flaps gli ipersostentatori centrali al bordo d'uscita, per aumentare la portanza.

Per flaperon l'insieme flap + alettone. Per elevon l'insieme alettone + equilibratore, soprattutto nelle ali a delta.

Io, quando non intendo usare l'elevon come alettone singolo per "trimmare" la direzione, l'intendo soprattutto come equilibratore ad incidenza negativa sia nella freccia positiva (posizionato all'estremità della sua semiala) che nella freccia negativa (però posizionato al centro dell'ala), quindi la mia nozione di elevons li pone praticamente al contrario della nozione di flaps.

La pianta di ogni semiala trapezoidale (o triangolare per ala romboidale) può essere individuata da 4 parametri geometrici:

lunghezza corda di attacco, angolo freccia vertice bordo entrata, semiapertura alare, lunghezza corda di estremità.

La piega delle superfici di controllo e/o sostentazione può essere individuata da altri 2 parametri, es. rispetto al bordo d'entrata:

percentuale inizio di posizionamento o sulla corda d'attacco (% riferita al bordo d'entrata) o sul bordo d'entrata lungo la semiapertura (% riferita all'estremità semiala), freccia della piega (tuttavia forse sarebbe più comodo valutare la differenza degli angoli di freccia tra freccia alare e freccia della piega?).

Se la piega è invece effettuata a partire dal bordo d'uscita si potrebbero invertire i riferimenti parametrali a piacere, precisando sempre i sensi di riferimento.

Per la nozione di winglets e delle terminologie derivate (pseudowinglets & no-winglets), già accennate nel capitolo Posizioni dello svergolamento alare nella freccia positiva, rimando al capitolo Modelli P...nella terza parte dell'articolo (pagina "freccia inversa"), dove saranno meglio trattati i modelli a freccia inversa con svergolamento posteriore di estremità a funzione portante.

Nel disegno a sinistra ho tracciato un insieme di ipotetiche semiali trapezoidali sovrapposte aventi diverse linee di piega delle superfici di controllo e/o sostentazione. La corda di attacco è quella sull'asse mediano dell'ala a tratto e punti, mentre quella di estremità è all'estrema destra, essendo il bordo entrata ala al lato superiore ed il bordo uscita al lato inferiore del disegno (lati del trapezio più grande). Il punto più alto sull'asse mediano è il vertice di riferimento per l'angolo di freccia, da misurare tra il bordo d'entrata e la perpendicolare all'asse mediano nel vertice.
Le 2 rette tratteggiate suborizzontali vogliono significare i limiti delle zone degli slat e degli elevons, ottenuti tramite una piega a scelta tra quelle colorate rispettivamente in azzurro e verde (o altre pieghe all'interno delle stesse zone).
Tali limiti sono stati disegnati indicativamente a circa 1/3 (= 33%) delle corde alari (ma sarebbe forse meglio riferirsi al 50%?...).
La retta tratteggiata verticale quasi alla metà della semiapertura alare vuol delimitare la zona delle possibili pseudowinglets o no-winglets, create con una piega a piacere inclinata e scelta tra quelle dei fasci di pieghe originabili nelle intersezioni tra la retta tratteggiata verticale ed i bordi rispettivamente di entrata o uscita.
La posizione disegnata di tale retta non è vincolante, potendosi tollerare valori di estremità anche maggiori del 50% della semiapertura. Gli slat & elevons possono esistere senza pseudowinglets & no-winglets, e viceversa, ma in taluni casi potrebbero anche coesistere tutte e 4 le pieghe, ai fini di modificare o il sostentamento o la stabilizzazione.
Le superfici esterne alle pieghe, denominate di sostentamento o di stabilizzazione, o superfici di controllo, che nei miei aeroplanini sono preimpostabili agendo forzatamente sul cartoncino, per analogia con gli aerei sono state chiamate e verranno chiamate talora "superfici mobili", ma intese fisse in volo.
Ovviamente se la semiala fosse piegata totalmente a 90° perpendicolarmente al piano del foglio, in corrispondenza della retta verticale tratteggiata si otterrebbe una deriva standard parallela, mentre in corrispondenza di una piega per pseodowinglet o no-winglet si otterrebbe una deriva convergente o divergente, rispetto alla marcia.

Le derive realizzabili alle estremità delle ali di cartoncino vanno considerate in coppia idealmente simmetrica. Tali cosiddette 2 derive convergenti o divergenti fra loro sarebbero in realtà un freno aerodinamico se le 2 derive fossero proprio verticali. Se invece una fosse spostata dalla verticale potrebbe divenire anche portante o deportante, secondo la piega. Cioè se la convergenza o divergenza fosse intermedia e l'estremità intermediamente piegata si ha un effetto combinato di deriva e di stabilizzatore o instabilizzatore, cioè di equilibratore al contrario, per picchiare o cabrare a seconda delle molteplici posizioni delle estremità alari. 

 

Ho denominato l'uso degli slat e/o pseudowinglet svergolamento anteriore (v. avanti tipi A...), finché la pseudowinglet non coincide nel disegno con la retta tratteggiata verticale. Continuando ancora in pianta a ruotare l'angolo di piega della sup. di estremità, ma anche eventualmente abbassandola trasversalmente ad ala di gabbiano o sollevandola a doppio diedro, la pseudowinglet si trasformerà in no-winglet e poi in elevon, come nei tipi T..., etc. Negli ultimi 2 casi può essere pratico parlare di svergolamento posteriore.

Il disegno è solo a fini didattici, riunendo con un po' di fantasia la freccia positiva e quella negativa, simmetricamente insieme nella stessa pianta trapezoidale isoscele.

 

Riassumendo, in riferimento al bordo d'entrata abbiamo individuato 2 casi di superfici "eventualmente mobili": slat e pseudowinglets, mentre in rif. al bordo uscita abbiamo individuato elevons e no-winglets.  Pseudowinglets e no-winglets non dovrebbero sovrapporsi nello stesso modello, altrimenti le 2 pieghe sovrapposte creerebbero una superficie mobile ambigua nei modelli di cartoncino (e quasi impossibile negli aerei veri), tuttavia si può ragionare sdoppiando il trapezio con una divisione al 50% tramite una retta trasversale. Purtroppo praticamente è quasi impossibile da stabilizzare l'assieme tramite solo slat & elevons, ed è assai difficile da stabilizzare con solo pseudowinglets o no-winglets, mentre si può ragionare separatamente per la freccia positiva del bordo anteriore e per quella negativa del bordo posteriore.

 

Rispetto al piano del foglio, normalmente per la direzione di volo della freccia disegnata dovremmo avere per ala a sola freccia positiva slat giù, pseudowinglet giù, no-winglet su, elevons su? Non sempre. Invece per ala a a sola freccia negativa dovremmo avere slat su, pseudowinglet su, no-winglet giù, elevons giù? Non sempre. L'ala inversa non viene stabilizzata sempre al contrario di quella a freccia positiva, ma oserei dire che i 2 tipi di ali devono essere stabilizzati longitudinalmente sempre entrambi nello stesso modo parallelo, che può essere, a scelta progettuale, o similcanard (a stabilizzatore anteriore portante) o simil-aereo convenzionale (a stabilizzatore posteriore deportante).

Infatti ad es. resta molto dubbia la posizione degli elevons giù, uso flaps, nel tuttala a sola freccia negativa (infatti per la stabilizzazione è vero quasi sempre il contrario), e qualche dubbio può venire anche per gli slat giù nella freccia positiva: oltre che giù o su, importa molto anche la collocazione degli elevons & slat lungo i bordi alari, collocazione che fa mutare i bracci di leva delle superfici aerodinamiche mobili, quindi muta la posizione del fulcro aerodinamico del modello rispetto al baricentro.

Pertanto è difficile parlare delle posizioni più adatte delle superfici "mobili" per ottenere la migliore planata centrata di un tuttala a freccia singola, figurarsi poi se l'ala è bitrapezoidale.

L'argomento verrà ripreso alla pagina Freccia inversa.

 

Richiamo il significato delle sigle di modelli non ancora analizzati: A...= a stabilizzazione anteriore (v. in fondo a questa pagina), guardacaso come credo negli Albatros; P...= a freccia inversa con stabilizzazione posteriore, guardacaso maggiormente Portante alle estremità. La portanza di estremità appare scartata in natura perché sottopone l'uccello a sforzi maggiori della portanza centrale all'ala, ed infatti anche le ali di cartoncino tendono a chiudersi nei modelli P...& M..., quest'ultimo lanciato nella direzione dei P... (v. pagina "freccia inversa").

 

Forme in pianta e posizioni delle superfici "mobili", o meglio prepiegate e fisse in volo nei miei tuttala, con inclinazioni essenziali per gli esiti della planata.

Difficile dire quale sia la foggia migliore degli slat & elevons, come potete vedere dalle foto dei miei tuttala ci si può sbizzarrire, ma difficilmente si riscontreranno gli effetti variabili delle differenze, a pari angoli di piegatura, tra una foggia ed un'altra, utili a migliorare efficienza e stabilità, con le minori resistenze aerodinamiche possibili. Eppure le differenze contano, anche se in un primo momento si possono giudicare le differenze non significative, perché non individuate subito.

 

In generale, nei tuttala a freccia positiva T...& L... & S..., ho ritenuto meglio limitare la presenza degli slat inclinati negativi nella parte mediana dell'ala, senza slat alle estremità.

Ho parimenti limitato la presenza degli elevons solo alle 2 estremità del tuttala, elevons inclinati negativamente, seguendo la strada già percorsa dai pionieri tedeschi Horten e Lippisch (americanizzato).

Si potrebbero tuttavia distribuire tutte le parti "mobili" lungo tutti i rispettivi bordi alari, come talora nei "veri" tuttala.

 

Facciamo un po' di storia.

I pionieri sono innumerevoli, alcuni noti (Junkers 1910) ed altri meno noti, di varie nazionalità.

Se gli elevons sono limitati alla sola parte mediana dell'ala a freccia positiva, questa sembra essere la soluzione adottata da Culver, un pioniere credo americano abbastanza sconosciuto.

 

L'americano più famoso nella costruzione di tuttala è stato sicuramente l'ing. Jack Northrop. Purtroppo i suoi aerei, 9 bombardieri costruiti e ben volanti, furono poi tutti demoliti in fabbrica negli anni 50 (rara foto storica a destra).

Considerate che le aperture alari sono sui 52 m.

Credo che Northrop, insieme agli altri citati ed ad altri meritevoli ma qui non citati pionieri, abbiano studiato tutte le soluzioni immaginabili per gli svergolamenti aerodinamici e geometrici, realizzando notevoli ma sfortunati tuttala, configurazione troppo rapidamente abbandonata nell'immediato dopoguerra.

 

Tuttavia la configurazione tuttala è stata poi riesumata alla Grumman Northrop circa 20 anni fa, con il "recente" bombardiere B2 Spirit, l'aereo subsonico più caro del mondo, 2 miliardi di US$ cad., di cui ne esistevano 21 esemplari - 1 incidentato nel 2008 (foto a sinistra).

  

Tornando in campo aeromodellistico, mi sembra che una distribuzione degli elevons intesi come semplici stabilizzatori sia possibile lungo tutto il bordo d'uscita dei tuttala di cartoncino, carta e foam, ma non so giudicare quest'affermazione in senso utile, in funzione delle diverse conformazione di frecce alari, il cui angolo di freccia potrebbe essere ben più importante.

Per la stabilità longitudinale ho dapprima ritenuto che slat & elevons fossero messi il più lontano possibile tra loro in senso longitudinale, ma poi ho rimeditato che l'angolo di freccia eccessiva, per scarsa efficienza, potrebbe annullare il vantaggio per la stabilità. Infatti in generale ripeto che con freccia positiva oltre 40° la portanza diminuisce e la resistenza aumenta inaccettabilmente, rispetto ai risultati di veleggiamento ottenibili con frecce minori, meglio ancora se ad alto allungamento alare, compatibilmente con problemi di flessibilità del cartoncino o peggio carta o foam.

Il tuttala è tuttavia l'aeroplanino delle sorprese, perchè il tipo T7 ha freccia positiva 45° e vola bene, però unitamente agli altri accorgimenti già citati.

 

Fondamentalmente la forma delle parti "mobili" o segue i bordi alari o se ne discosta notevolmente alle estremità, e può essere contenuta all'interno dell'apertura alare "fissa", oppure proseguire all'esterno dell'apertura delle estremità alari fisse. L'ultima cosa ritengo che sia un danno soprattutto per gli elevons, in quanto generante troppa resistenza indotta di estremità. Soprattutto per gli elevons io li vedrei, nel punto di maggior estensione nel senso della loro corda, più spostati verso la mediana dell'ala, con qualsiasi configurazione di freccia alare. Preferisco elevons rastremati, in crescendo di corda a freccia positiva ed in diminuendo a freccia negativa, fino a circa metà semiala, tuttavia, solo per le ali a freccia positiva, oltre la metà dell'elevon, procedendo verso l'estremità alare, è opportuno rastremare al contrario di quanto scritto sopra per la freccia positiva, cioè diminuire la corda dell'elevon verso l'estremità alare, per diminuire la resistenza indotta.

 

Per gli slat ho già scritto di limitarli alla parte mediana dell'ala per la freccia positiva, ma se sono piccoli di corda si può continuare fino alle estremità alari, ad es. come nel modello T7. In tutti casi di freccia positiva meglio fare la superficie degli slat sempre inferiore alla sup. degli elevons, tutti poco inclinati sempre negativamente, comunque sia elevons che slat rastremati a stringere la corda alle estremità alari (dissento dalla forma del B2 Spirit).

 

In tutti i casi non superare per l'inclinazione di slat & elevons, soprattutto elevons, 25° di piega naturale del cartoncino, max.30°.

Evitare di fare contro-elevons, cioè piccoli elevons aggiunti in lunghezza agli elevons principali grandi, con contro inclinazione rispetto a quella dei principali.

 

Prova dell'affondata e lanci normali dei tuttala di cartoncino. Tutti i miei tuttala di cartoncino T...hanno mostrato una ripresa assai rapida dalla prova dell'affondata (raggio di ripresa max. 2-3 m, cioè un indice di scarsa stabilità iniziale, seguito però in generale da assestamenti di vario genere per i vari modelli). Siccome sarebbe troppo lungo descrivere tutte le traiettorie, descriverò il comportamento medio di un modello campione ideale a freccia positiva, tenendo presente che però ogni modello tuttala può fare storia a sé. Spesso alla ripresa è seguito lo stallo ed il modello, provato forse con la clip troppo leggera, talora ha eseguito una giravolta, indi è precipitato, tranne in alcuni casi eseguiti a sufficiente altezza dal suolo da consentire un'ulteriore ripresa, con successiva cabrata accettabile. Infatti se il modello campione è realmente ben centrato solitamente esce dalla prima ripresa solo leggermente stallato, da consentire una successiva "cabrata lunga", in tal caso la successiva traiettoria può essere anche veramente lunghissima e piacevole. Per un pessimista si tratta invece di uno "stallo posticipato", in quanto spesso dopo la lunghissima cabrata il modello quasi si arresta in volo in stallo e precipita verticale di punta con in una nuova affondata spontanea, fortunatamente spesso diritta. Quando il tuttala esegue una giravolta, se c'è spazio, sempre si riprende autonomamente, purtroppo spesso in una direzione diversa, addirittura può fare più giravolte consecutive, sempre con rapida ripresa nelle svariate direzioni casuali per il vento.

 

Dunque in generale effettuate i lanci normali con marcata pendenza verso il basso e almeno con una forza minima, come nelle condizioni ottimali di uscita dalla ripresa dopo la prova dell'affondata di tuttala a freccia positiva.

Se il lancio normale ha una marcata pendenza, senza essere proprio picchiato, il volo di planata, con un tuttala centrato, si svolgerà secondo una "cabrata lunghissima", più o meno maestosa e rispettivamente meno o più veloce, secondo i modelli, potendosi osservare anche una solennità di volo in prossimità del pavimento, forse per il cosidetto "effetto suolo" (purchè senza vento laterale, che solitamente è tragico). Un buon tuttala di cartoncino centrato è solitamente stabile longitudinalmente, nel senso che se s'infila nell'angolo giusto di planata prosegue bene, ma prima d'infilarsi bene oscilla talora fino a stallare e spesso anche con oscillazioni trasversali di rollio alternato ripetute, che portano il tuttala a mutare direzione. Trovata la direzione congeniale, il tuttala procede purtroppo quasi mai nel senso della direzione iniziale e spesso con raggi di virata troppo stretti.

Invece ciò non succedeva così spesso con i modelli canard di cartoncino, per via della loro superiore stabilità su tutti e 3 gli assi dei modelli.

Nella terza parte di quest'articolo si vedrà che i tuttala a freccia positiva planano in generale più diritto di quelli a freccia inversa, che quindi si dimostreranno peggiori in assoluto di tutti i miei aeroplanini di cartoncino. Tuttavia i tuttala a freccia inversa sono quelli che credo mi abbiano insegnato di più degli altri...

 

Conclusioni per il cartoncino, tipi T.... Ho già scritto che diminuendo l'angolazione degli slat e/o aumentando quella degli elevons il tuttala tende a cabrare, inoltre

lo stesso pesetto clip spostato di poco avanti o indietro cambia la planata. Sono soprattutto gli angoli delle inclinazioni delle superfici che determinano il volo.

Il problema generale dei miei tuttala è che sono poco gestibili in senso ripetitivo, tuttavia il solito cartoncino 180 g/m² può essere abbastanza rigido da consentire una certa ripetitività dei lanci ed abbastanza pesante da consentire il volo con qualche bizza di vento.

 

Conclusione per la carta. I tipi L...& S... sono più difficili da fare dei tipi T... Basta una leggera piega anomala della carta che l'incidenza delle 2 semiali influisce sul centraggio, soprattutto per allungamenti alari elevati. Direi che oltre allungamento 9 si può provare, ma occorre essere fortunati per buoni risultati. Generalmente ad es. il modello L9 senza slat vola bene senza frillare, va lanciato leggermente picchiato, si mette da solo in traiettoria più efficiente, talora (non sempre) con appena qualche cenno di frillamento senza importanza nella parte finale del volo (mentre il modello L10 con all. 11,8 frilla sempre). Però uno stesso modello L9 costruito con gli slat invece non ha volato bene, non per effetto diretto degli slat, ma perché una semiala cedeva da fermo nel senso dell'estensione alare, per effetto indiretto della piega di uno slat. Aggiungendo nel baricentro un pezzo di nastro adesivo di rinforzo sotto l'ala, lungo 1/4 dell'ala, la planata dopo l'identico lancio è migliorata, non sempre, talora con qualche identico cenno di frillamento solo finale, apparentemente senza importanza per l'efficienza e la stabilità, queste apparendo finali buone longitudinalmente, ma tuttavia talora trasversalmente con traiettorie curve.

 

Tuttala a svergolamento anteriore (tipi A...) = ad ala di gabbiano.

Ho sviluppato l'idea della configurazione tuttala stabilizzata tramite 2 pseudowinglets alle estremità dei bordi d'entrata delle semiali, come nelle foto che seguono dei tipi A...

Per la numerazione dei tipi A... non darò un numero corrispondente alle stesse forme in pianta dei miei tuttala precedenti, bensì i tipi A... avranno una matricola indipendente, originata dalla sequenza di costruzione.

Finora ho analizzato tuttala T...con elevons sul bordo d'uscita. Sono possibili anche tuttala senza elevons, cioè i tipi A..., solo con pseudowinglets solo alle estremità alari, vale a dire con svergolamenti negativi solo sul bordo d'entrata, solo all'estremità di ali a freccia positiva, con pieghe poco inclinate convergenti, ad ala di gabbiano (forma frontale come una M aperta nelle stanghette esterne), cioè con le semiali esterne ribassate, però quasi orizzontali. Credo che anche alcuni uccelli (gabbiani) si stabilizzano così.

[Credo però che altri uccelli in volo libero, soprattutto gli uccelli con estremità alari a dita aperte, mettano le ali in vista frontale quasi al contrario, come una lettera W aperta, cioè con le semiali a doppio diedro con il tratto centrale pochissimo negativo, quasi diritto, e con le estremità ditate rialzate fino a circa 45° (esistono varianti dell'ala di gabbiano rovescia in diversi altri uccelli). L'importante è che nella sezione alare trasversale la somma dei due diedri conduca ad un risultato positivo. Longitudinalmente si potrebbe realizzare una stabilizzazione similcanard, come verrà analizzato per i modelli a freccia positiva tipo W. Comunque le modalità di planata degli uccelli marini sono diverse da quelle degli uccelli "perlustratori" (es. avvoltoi), in quanto gli uccelli marini mirano solitamente alla massima efficienza con maggior velocità, per andare il più lontano possibile nel minor tempo possibile, mentre i "perlustratori" mirano alla maggior durata di volo, con la minima velocità di discesa, pur con un'efficienza di planata di poco inferiore alla massima.].

 

I modelli tipo A dunque copiano i migliori uccelli marini e di fatto mi appariranno i più semplici da far planare bene, per un gioco facile, ma non privo di quesiti collaterali.

 

Da notare nei tipi A...la minima convergenza delle pieghe delle 2 pseudowinglets, per diminuire il tratto di semiala interessato alla mutazione delle incidenze e per rendere le pseudowinglets ad incidenza longitudinale negativa non eccessiva, a parità di angolo di piega effettiva inclinata diversamente rispetto alla direzione di avanzamento del tuttala.

Da notare inoltre il rapporto tra la superficie delle pseudowinglets e la sup. dell'ala totale, che nei primi miei modelli è un rapporto assai basso, tuttavia già aumentato nel tipo A4, che presenta anche un diedro trasversale speciale, cioè triplo.

 

Non saprei dire se, come soluzione, quella a svergolamento anteriore negativo sia meglio o peggio dell'esecuzione con elevons posteriori ad incidenza negativa, infatti possono essere stabili e ad elevata efficienza entrambe le configurazioni, purché con lievi diversità nei diedri trasversali.

Di fatto le due soluzioni si equivalgono perché entrambe hanno superfici di stabilizzazione ad incidenze negative alle estremità alari della freccia positiva, creando lo stesso diedro longitudinale, solo che la distribuzione delle superfici di stabilizzazione è di forma leggermente diversa: negli A... si acuisce verso la punta del bordo d'entrata, mentre nei tipi T... etc. si acuisce verso il centro del bordo d'uscita dell'ala (coda del tuttala a freccia positiva, quando c'è la coda, o semplicemente punto della linea mediana più arretrato).

 

Teoria di confronto dei diedri trasversali. Ai fini della stabilità direzionale sono meglio i tuttala T... & L... & S... con gli elevons posteriori oppure gli A...con le pseudowinglets anteriori? Forse è un problema di circolazione dei flussi verso le estremità, siccome nelle ali a freccia positiva stallano prima le estremità, comunque in sostanza occorre un diedro trasversale maggiore per i tipi A...(sempre senza derive aggiunte per tutti i modelli in questione). Probabilmente la soluzione potrebbe essere nella semplice constatazione che l'ala di gabbiano dei tipi A... ha minor superficie attiva per il diedro trasversale, rispetto alla superficie dell'ala a diedro singolo degli altri modelli, a parità di sup. alare complessiva. Se le estremità dell'ala di gabbiano fossero a diedro negativo addirittura peggiorerebbero la sbandata in caso di rollio accidentale esterno. Dunque per ostacolare stabilmente un rollio esterno casuale, per lo più dovuto ad un colpo di vento o per contrastare piccole imperfezioni costruttive, occorre che nei casi A...comuni (tranne il caso particolare A4) il diedro trasversale interno sia maggiore dei casi T... & L... & S..., in modo da non avere le estremità delle pseudowinglets troppo negative in senso trasversale (che altrimenti indurrebbero un probabile avvitamento). Ma attenzione che il diedro trasversale non deve nemmeno essere troppo, per evitare un probabile rollio olandese. Diciamo che il diedro ideale per i casi A...comuni potrebbe essere per ogni semiala circa 6°/ 9° (cioè complessivamente la piega mediana 12°/18° rispetto al piano di una semiala, valore di angolo circa il doppio degli altri casi con elevons posteriori a diedro semplice). Del resto per correggere eventuali piccole devianze di traiettoria dei casi A... basta spostare leggermente in su la pseudowinglet opposta alla curva indesiderata, diminuendone di poco l'incidenza negativa. Attenzione però che il modello risulterà contemporaneamente anche un poco più picchiato di prima, da richiedere forse una clip un poco più corta. Stiamo parlando di circa 1-2 mm di differenza di lunghezze delle clip, io non sono un farmacista, ma occorre essere precisi.

Foto di 2 realizzazioni dei tipi A1 (e cenni ad altre varianti)

 

 

Tipo A1 in cartoncino (nella foto sopra è in alto, con vista da sopra). Apertura alare 290 mm. Allungamento circa 6,5. Efficienza circa 5,5, max. 6. Clip lunghezza circa 30 mm. con risultato leggerissimamente picchiato. Velocità di planata abbastanza elevata. Direzionalità di traiettoria abbastanza scarsa. Possono notarsi dei minimi rollii alternati lungo una traiettoria inizialmente diritta ma alla fine quasi sempre deviata. E' facile pilotare la traiettoria piegando una pseudowinglet (piegare di meno se si vuol girare dalla parte opposta), tuttavia è altrettanto facile sbagliare il pilotaggio, rendendo la futura curva eccessiva sul lato opposto. Centraggio longitudinale non facile, spesso con tendenza a voli finali seduti, con cambio di velocità di planata, dopo la parte centrale del volo ottima. Probabilmente cambia troppo repentinamente la velocità e quindi cambiano le condizioni di portanza, soprattutto quando il centraggio non è ottimale.

Tipo A1 in carta semplice. E' praticamente impossibile costruire lo stesso modello con ali in carta semplice, perchè si piegano in giù alla partenza e danno quasi sempre un volo picchiato con looping di ritorno al punto di lancio. Talora la carta semplice frilla ma senza stabilizzazione, cioè il modello alla fine può picchiare sempre, anche con clip corta. L'unica soluzione in carta semplice è diminuire l'allungamento, a freccia rastremata, aumentando la corda mediana dell'ala (forse con coda Horten o bicoda), magari con ali a delta, come nella successiva foto del tipo A2 in carta semplice.

Tipo A1 in carta rinforzata (nella foto sopra è in basso, con vista da sotto). Se si vuole proprio costruire tuttala allungati come A1 ma in carta, e non si vuole diminuire l'allungamento, occorre aggiungere degli slat soltanto di rinforzo con andamento triangolare pesante in diminuzione per tutto il bordo d'entrata, piegati completamente all'indietro (come nei Paperang). Se non si prevede quando si ritaglia l'ala di farla più larga per avere poi gli slat piegati tutti sotto l'ala ovviamente aumenterà l'allungamento (ma essendo l'ala rinforzata non ci saranno problemi strutturali, anzi migliorerà l'efficienza, ed io così ho fatto in un altro modello), mentre ritagliando in partenza l'ala un pochino più larga si può realizzare lo stesso allungamento in volo, come nella foto soprastante. In realtà i 2 modelli di cartoncino e carta non hanno proprio la stessa forma, ma sono abbastanza simili. Ho graffato il modello in carta rinforzata con la clip sulla punta di carta piegata ulteriormente indietro e sotto l'ala, lasciando comunque un diedro trasversale leggermente più elevato di quello dei tipi a svergolamento alare posteriore.

La piega indietro deve essere cortissima, siccome basta una clip molto corta (circa 10 -12 mm per carta 80 g/m2, secondo il peso della piegatura indietro degli slat. e del braccio di leva della clip: ovviamente il centraggio non è facile, più difficile di quello di cartoncino). Volo in carta rinforzata e centrata discreto, efficienza stimata forse oltre 6,5, ma non molto migliore dell'A1 in cartoncino, e forse nell'esecuzione in carta rinforzata con maggiori deviazioni di traiettoria.

 

Tipo A2 in carta semplice (invero 120 g/m2, ma non rigida), vista da sopra. Apertura alare 235 mm.

Ala a delta a medio-basso allungamento, circa 4,5, efficienza media stimata circa oltre 6,5, clip lunghezza circa 25 mm. Velocità di planata abbastanza elevata. Direzionalità di traiettoria abbastanza scarsa. Comportamento in volo come A1, centraggio difficilmente ottimale, tuttavia in condizioni fortunose ha raggiunto, con buona direzionalità, efficienza 7.

Ovviamente l'A2 si può fare anche di cartoncino o foam, con vantaggi e svantaggi.
Tipo A3 in cartoncino 180 g/m2, a delta centrale con estremità alari prolungate, a doppia freccia media. Apertura alare 280 mm. Clip 28 mm. Efficienza media forse oltre 7. E' risultato il migliore tra gli A... in cartoncino a diedro trasversale centrale semplice, forse ulteriormente migliorabile modificando tale diedro. Ci si può sbizzarrire anche con ali a doppio delta o a doppia freccia di entrambi i bordi alari, o comunque a forma mista, variando gli angoli in pianta e soprattutto variando gli angoli di piega delle pseudowinglets, nonchè ovviamente con adeguate lunghezze delle clip e bracci di leva, o con eventuali code particolari sull'asse mediano. Per me tuttavia la coda di questi modelli praticamente influisce poco. Inoltre, forse a torto, non ho provato versioni con derive alle estremità alari, mentre darei più importanza al diedro trasversale, come sviluppato nel modello successivo.

In tutti i modelli A... le pseudowinglets hanno un effetto deportante che tende ad abbassare le estremità dell'ala, mentre la parte centrale tende a sollevare le semiali; l'effetto combinato normalmente tiene le semiali a diedro trasversale inalterato in volo, se l'allungamento non è elevatissimo.
L'eventuale innalzamento delle semiali si può manifestare rispetto all'asse mediano, mentre lungo le semiali il cartoncino solitamente resta inalterato, a parte piccole flessioni che potrebbero rendere il diedro trasversale leggermente ellittico.
Tipo A4 in cartoncino (è lo stesso cartoncino precedente anche se il tono di colore è diverso), apertura alare 280 mm, clip 27 mm, allungamento circa 7, efficienza complessiva apparente in più casi quasi 8, tuttavia con tale clip il tuttala è leggermente cabrato lunghissimo.
In pianta non è molto dissimile dal tipo A1 in cartoncino, però presenta, unico tra gli A... fotografati, un diedro trasversale particolare, che purtroppo non traspare bene nella foto. Inoltre presenta le superfici delle pseudowinglets di area maggiorata nel rapporto rispetto alla superficie totale dell'ala. Il diedro trasversale è triplo. Nella parte centrale è quasi piano, leggerissimamente negativo. Procedendo verso le estremità il diedro si alza assai per via di 2 pieghe parallele, distanti fra loro circa 1/5 dell'apertura alare, con diedro positivo circa 20° (forse 25° in volo) per ogni semiala. Alle estremità le 2 pseudowinglets hanno un diedro negativo circa - 5° (forse 0° in volo) cadauna rispetto ad un ipotetico piano orizzontale (quindi sono piegate circa - 25° rispetto alla semiala rialzata).
Risultato ottimo, con planata diritta, senza deviazioni laterali alla traiettoria di planata. Non è necessario solitamente il prepilotaggio della traiettoria perchè è abbastanza ripetitiva.

Notare che le pseudowinglets negative tengono basse per deportanza le estremità alari, impedendo loro di arcuarsi quando sono di cartoncino, mentre riescono talora ad arcuarle quando sono di carta semplice.

 

Valutazione del rapporto tra le 2 superfici di estremità e la sup. totale dell'ala dei tipi A.... Avrete notato quanto piccole siano le superfici delle "pseudowinglets" dei primi tipi A.... Ho pensato di spostare in futuro le pieghe verso il centro ala, aumentando la sup. delle "pseudowinglets", fino a lasciare al centro la superficie di oltre 1/3 dell'ala. Non riesco a valutare bene tale rapporto, ma ho approfondito l'argomento alla pagina freccia inversa (mentre nel modello M1, rapporto 2/3, la cosa potrebbe avere un senso, perchè le no-winglets della freccia inversa sono portanti, nei modelli a freccia positiva è meglio non salire sopra il rapporto 2/5, come nel tipo A4).

Indubbiamente poi occorre valutare tutto il resto, a partire dal diedro trasversale... 

 

Confronto pratico tra svergolamento anteriore e posteriore. La maggior differenza è che nello svergolamento anteriore solo alle estremità non esistono pieghe di cartoncino o carta non rinforzata prima delle estremità, quindi la semiala può cedere per peso del materiale, in assenza di adeguata portanza della stessa semiala, anzi in presenza di deportanza delle estremità della freccia positiva. Nella maggioranza dei casi i modelli A... di carta presentano in volo un diedro trasversale arcuato, sotto l'ala biconcavo, tanto più quanto più aumenta l'allungamento alare (oltre all. 6 è impossibile costruirli in carta semplice), tuttavia la V del diedro semplice resta abbastanza aperta, quindi con effetto trasversale accettabile

Il discorso s'inverte nella freccia negativa, dove le estremità portanti dello svergolamento anteriore sollevano le semiali a V arcuato tendenzialmente chiuso in alto, V che se diviene troppo chiuso non va bene (possibilità di forte rollio olandese e precipitazione per stallo di portanza?).

Inoltre finora non ho scritto che con lo svergolamento anteriore, avendo le 2 pseudowinglets simmetricamente inclinate convergenti in avanti, c'è un aumento di inutile resistenza aerodinamica direzionale (come 2 derive inclinate contrapposte lungo l'asse longitudinale del modello). A parte un guadagno nella stabilità di virata, questo fatto si traduce in un effetto di freno aerodinamico, con peggioramento del rapporto di planata. Nei modelli di cartoncino il fenomeno "freno" non si nota, anzi può far apparire la planata piacevolmente più lenta, e talora praticamente più efficiente, ma lo stesso fenomeno potrebbe far scartare lo svergolamento anteriore come sistema di stabilizzazione dei tuttala veri, che in realtà si stabilizzano con svergolamento continuo e modifiche graduali dei profili alari. Nei modelli di cartoncino a lastra piana forse tale svergolamento potrebbe essere meglio imitato nei successivi modelli Z... (v. in fondo alla pag. "freccia inversa"), ma con differenze di risultati di planata talmente infinitesimali da farmeli quasi trascurare.

Del resto anche nei tuttala a svergolamento posteriore esiste la resistenza degli elevons inclinati  e francamente non saprei dire quale dei 2 tipi di resistenze aerodinamiche sia più contrastante, soprattutto in funzione dei gradi di inclinazione. A vedere le planate in pratica a basse inclinazioni di superfici simili non c'è moltissima differenza di configurazioni, mentre possono esserci differenze di volo di modelli individuali dell'una o dell'altra configurazione A & T, etc., come meglio si vedrà nella terza parte dell'articolo.

 

Conclusioni, parte prima.

Agli effetti pratici di chi si vuol solo divertire con questi tuttala è meglio costruirli inizialmente in cartoncino a freccia positiva, ed io ho cominciato con i modelli T..., con i quali ho raggiunto maggior domestichezza. Poi passare ai tipi L... & S..., S che tramite le pieghe della carta hanno le ali più rigide. Non dico che i T...& L... siano più facili da fare degli A...di cartoncino e carta, anzi può essere vero il contrario, almeno per quelli di cartoncino. Tuttavia, mentre fare gli L... con la geometria dei T... non crea particolari problemi, operare gli A... in carta con la stessa geometria degli A...in cartoncino ad ala allungata può essere più deludente (impossibile) con la semplice carta ad ala allungata, mentre operare con la carta rinforzata è più difficile ma può dare maggiori soddisfazioni di volo, in verità non molto maggiori.

Infatti un L...o un S... offrono circa la stessa efficienza a pari allungamento di un A..., ma potendo tollerare allungamenti maggiori degli A... in carta semplice, possono raggiungere anche efficienze maggiori, se ben costruiti. Ciò è vero solo in parte, in quanto anche la costruzione degli A...perfezionati conduce ad ottimi risultati, es. tipo A4, ed inoltre solo i tipi A... si presteranno, unitamente ai tipi P..., a divenire i modelli da sogno M... (v.  freccia inversa).

 

Per quanto riguarda gli A...costruibili anche con il mio scadente foam, praticamente possibili solo in forme simili all'A2, ci sarà il vantaggio della leggerezza, ma lo svantaggio della estrema difficoltà delle pieghe-non pieghe, nonché studiare modalità di rinforzo, che lascio a coloro più pignoli di me, o a coloro che troveranno un "foam di depron" più ben piegabile e rigido del mio foam .

 

In ultima analisi (prima della pagina "foam" etc., che apriranno ulteriori sviluppi), dopo innumerevoli esperimenti su svariati modelli di cartoncino, tipi T...& A..., il tuttala di cartoncino è una formula affascinante, ancor più se in semplice carta, tipi L... & A... modificati, magari come alcuni S..., carta che talora fornisce ottimi risultati, ma è di tanto difficile realizzazione da far apparire spesso i risultati sperati quasi come un miraggio. Eppure i miraggi talora divengono vere oasi, in un deserto di voli di planata libera sovente disastrosi. E il gioco  allora vi soddisferà, anche all'aria aperta (purché con pochissimo vento).

 

Se volete continuare a giocare diversamente, in modo forse meno cervellotico, ma pur sempre impegnativo (soprattutto sarà impegnativo fisicamente, perchè occorrerà una coordinazione dei movimenti durante la camminata, dopo aver acquisito tutta una tecnica ed abilità particolari), passate ai "walkalong glider" di "foam", o meglio di "foam in depron" o altro che tenga bene le pieghe. Per il volo da passeggio solitamente i "walkalong glider" vengono fatti volare "indoor", ma è possibile anche con più attenzione all'aperto (sempre con pochissimo vento).

 

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Nella Sezione aeromodellismo (18 pagine nel 2023) potete visitare:

  1. parte prima (tuttala a freccia positiva di cartoncino e carta, principalmente serie T ad "elevons" e serie A con "pseudowinglets", presente pagina)

  2. parte seconda (ali ad alto allungamento, cartoncino, foam, EPE e carta)

  3. parte terza (freccia inversa di cartoncino, modelli di Sogni volanti avanti e anche indietro)

  4. parte quarta (appendice sulle ali ad anello chiuso ed aperto, "prandtlplanes")

  5. parte quinta (miscellanea aerodinamica e centraggio, modelli H, I, J, con post scriptum gennaio 2017)

  6. parte sesta (modelli tipo MAX di cartoncino, con 2 derivette convergenti sotto l'ala)

  7. parte settima (ipotetici aeromodelli tuttala a svergolamento anteriore regolabile radiocomandati, cioè modelli A-RC & MIX-RC?)

  8. parte ottava (Giano, un foglio di cartoncino che vola mirabilmente)

  9. parte nona (ECOGIANO e perfezionismi trasversali, laterali e longitudinali).

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Flavio Mattavelli