INDICE

Cosa significa costruire un modello spaziale

Cominciamo dall'inizio

Motori per modelli spaziali

Accensione e lancio

Modelli in volo

Stabilità e forma

Modelli a più stadi

Dispositivi di recupero

Razzi a rientro veleggiato

Costruzione e volo di grandi modelli

Determinazione dell'altezza

Poligoni di lancio

Club e gare

Missili con propulsione a razzo
di G.Harry Stine
ATTENZIONE: Le informazioni contenute in questo libro risalgono agli anni 60. Alcune di esse potrebbero non essere piú valide oggi

CAPITOLO X
Costruzione e volo di grandi modelli

E' innegabile che i modelli di notevoli dimensioni hanno una rilevante carica di fascino, perché permettono un'imitazione abbastanza spinta dei veri missili e sono in grado di portare in aria carichi "utili", come equipaggiamenti radio e addirittura animali. D'altro canto presentano lo svantaggio di essere costosi, di richiedere un tempo di progetto e di costruzione a volte eccessivo e di dover essere lanciati su un'area libera abbastanza estesa. Un'altra caratteristica affascinante è la notevole altezza che sono in grado di raggiungere, direttamente correlata alla enorme potenza dei motori.

I materiali di costruzione sono pressappoco quelli usati per i modelli più piccoli e indubbiamente analoghe sono le tecniche di lavorazione e verifica: come unica differenza va segnalata una maggior cura per realizzare una struttura forte e durevole. Bisogna così prestare la massima attenzione nell'incollare le diverse parti secondo la tecnica a suo tempo spiegata, poiché è facile che sotto l'effetto delle grandi sollecitazioni di spinta la struttura si rompa. Il corpo del modello è ancora realizzato frequentemente con tubi di carta di dimensioni opportune, ma a causa del grande diametro la loro resistenza è in genere tanto insoddisfacente da rendere necessario un rinforzo: per questo si provvede generalmente a un rivestimento con un foglio di plastica o di carta adesiva, ottenendo allo stesso tempo una superficie più levigata. Questo lavoro è abbastanza facile e non richiede particolari doti di abilità, perché i materiali di cui abbiamo parlato sono trattabili con disinvoltura anche da persone inesperte. Esiste però anche una particolare carta da modellisti - usata per rivestire le ali e la fusoliera di aeromodelli - che, pur essendo abbastanza efficace per lo scopo che ci prefiggiamo, è tuttavia di uso impegnativo, tanto che è necessario impratichirsi un po' e adattarsi a qualche inevitabile insuccesso iniziale.

Per eseguire l'operazione correttamente consigliamo la seguente procedura:

1. Ritagliare da un foglio di carta per modellisti un rettangolo con un lato pari alla lunghezza del corpo del razzo, più 2 o 3 cm, e l'altro pari al diametro, più 5-10 mm.

2. Incollare un lato maggiore seguendo una generatrice del cilindro del corpo e stando particolarmente attenti a evitare qualsiasi increspatura. Attendere poi quei pochi minuti sufficienti a un essiccamento completo.

3. Arrotolare poi il foglio attorno al corpo e incollare il lato ancora libero sopra quello già fissato, curando di non provocare arricciamenti; è necessario anche che la carta rimanga strettamente aderente.

4. Quando la colla è di nuovo asciutta, spruzzare il foglio di carta con un po' di acqua servendosi di un " atomizer " (la carta ha difatti la proprietà di restringersi se debolmente inumidita) in modo che aderisca al corpo del razzo, formando praticamente un tutt'uno.

A questo punto si attende di nuovo un essiccamento completo, e poi si pensa a dipingere il modello con parecchie mani di vernice nitro o sintetica.

Dopo 3 o 4 mani il pezzo lavorato deve essere lasciato a riposo un tempo sufficientemente lungo per permettere l'essiccamento completo della lacca: la regola generale è rendere questa stagionatura la più lunga possibile, perché lacche di questo tipo a volte non sono completamente asciutte nemmeno 6 mesi dopo la loro applicazione. Da un punto di vista pratico è impossibile aspettare 6 mesi e ci si può accontentare benissimo di 6-8 settimane. Diciamo esplicitamente che questo tipo di fasciatura è quanto di meglio si possa realizzare perché un modellista se esperto, può ottenere una superficie finita ben levigata, e perché dal punto di vista della resistenza questa carta si comporta benissimo. Le stesse mani di lacca contribuiscono a rinforzare l'insieme in una maniera che i principianti non sospettano nemmeno.

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Fig. 114. I modelli di grandi dimensioni sono affascinanti, ma richiedono molto tempo per essere costruiti e sono costosi. Qui Charles S. Hans sta preparando per il lancio un suo speciale modello.

Molto spesso il modellista si trova in difficoltà di fronte al problema di sistemare il motore nel corpo del razzo, perché le dimensioni di quest'ultimo sono spesso eccessive e bisogna quindi ricorrere a sistemi un po' complicati, per quanto facilissimi da realizzare. Le varianti possibili sono indubbiamente numerose, tanto che è impossibile fornirne un elenco completo: ci limitiamo pertanto a qualche cenno esemplificativo.

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Fig. 115. Montaggio del motore in un grande modello mediante supporti.

Il montaggio rappresentato nella fig. 115 è semplicissimo e non richiede particolari spiegazioni. A titolo di commento possiamo solo aggiungere che i supporti forati devono essere solo due, sistemati ognuno a una estremità del motore: l'aggiunta di un altro intermedio non contribuisce al sostegno del motore in misura tale da giustificare l'aumento di peso. Per costruire questi dischi forati è bene garantirsi da eventuali fratture in corrispondenza della nervatura del legno, incollando insieme tre o quattro dischi con le fibre perpendicolari fra di loro: in questo modo si ottiene una struttura uguale al legno compensato, dotato notoriamente di soddisfacenti caratteristiche di robustezza.

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Fig. 116 Centraggio del motore.

Nella fig. 116 è invece rappresentato un altro metodo, anch'esso semplicissimo ed efficiente: si tratta di tre piccole tavolette di legno incollate nell'interno del corpo e dimensionate in maniera da sostenere perfettamente il motore; anche con questa disposizione va ovviamente usato un fermo frontale per fare in modo che il motore non tenda a scivolare sui supporti laterali sotto la spinta del combustibile. Come ultima considerazione c'è poi da dire che un eventuale surriscaldamento del contenitore non riuscirebbe a danneggiare le parti colorate del corpo del modello a causa dello strato di aria interposto.

Si può poi pensare di avvolgere semplicemente il motore con nastro adesivo sufficiente a fargli assumere le dimensioni interne del corpo: è indubbiamente un metodo più sbrigativo ed economico che però non permette un centraggio e un allineamento del motore perfetto come nei casi precedenti.

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Fig. 117. Questo modello è stato ealizzato da Don Sahlin. La costruzione richiede di ricavare il corpo al tornio, tagliarlo in due e scavarlo internamente: alla fine i due gusci vengono incollati insieme.

I modelli di grandi dimensioni sono spesso utilizzati per portare in aria carichi anche pesanti, generalmente sistemati entro cavità ricavate nel corpo o nell'ogiva. In questo caso, la corda che collega il corpo con l'ogiva dopo l'espulsione di quest'ultima, deve essere sufficientemente robusta per resistere senza danno al colpo che riceve. L'autore si serve correntemente del sistema di sicurezza a suo tempo descritto (fig. 85), avendo anche cura di fissare solidamente la corda al corpo con i metodi già descritti o con quello rappresentato nella fig. 118. Spesso viene usato un dispositivo simile al sistema di Thompson (fig. 83).

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Fig. 118. Attacco del dispositivo di recupero a modelli di grandi dimensioni.

Per collegare la corda all'ogiva è imprudente fidarsi di un anello a vite che faccia presa semplicemente sul legno balsa, perché la resistenza di quest'ultimo è limitata e c'è pericolo che sia insufficiente a reggere allo strappo. Quindi è meglio incollare sulla base dell'ogiva un tassello di legno duro, dello spessore di 6-15 mm su cui avvitare l'occhiello; se poi per questioni di stabilità si è dovuto aggiungere sulla base dell'ogiva un po' di piombo come zavorra, si può avvitare l'occhiello direttamente sul piombo.

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Fig. 119. Rinforzo con carta da aeromodellisti.

Non ci stancheremo mai di richiamare l'attenzione del lettore sul fatto che il modello di grandi dimensioni è molto più di un semplice giocattolo, perché le grandi sollecitazioni cui è sottoposto, la velocità e la quota che è in grado di raggiungere ne fanno uno strumento abbastanza pericoloso e al tempo stesso delicato: ne deriva quindi che le norme di sicurezza esigono un rispetto assoluto e che la costruzione deve rispecchiare, con la sua semplicità e robustezza, l'opera di un modellista coscienzioso ed esperto. Soprattutto le parti più delicate e importanti meritano un'attenzione particolare sulla quale non è però il caso di insistere: valgono le considerazioni e gli avvertimenti esposti a suo tempo; qui ci resta solo da mettere l'accento sull'esigenza di solidità e di infrangibilità. Come materiale si utilizzano fogli di balsa dello spessore di 2-4 mm o legno balsa " tipo compensato " per evitare l'uso di spessori troppo grandi e quindi troppo pesanti.

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Fig. 120. Al Kirchner, campione degli USA per la classe Junior, con il suo modello in scala del 'Little Joe II', completo di capsula Apollo. I motori appartengono alla serie F.

A causa del notevole peso dei motori utilizzati, la nota condizione di stabilità che il baricentro si trovi " davanti " al centro delle pressioni comporta di conseguenza l'uso di enormi pinne o di discrete zavorre in corrispondenza dell'ogiva: teniamolo presente, insieme con l'avvertenza di controllare la stabilità prima del volo, se si vuole evitare di effettuare un lancio i cui risultati possono essere catastrofici.

Per ottenere una superficie sufficientemente estesa è meglio aumentare la corda piuttosto che la lunghezza delle pinne, perché così facendo non si sovraccarica inutilmente la giunzione con il corpo del razzo. Per ragioni di estetica si possono anche prolungare le pinne dietro al modello, avendo però cura che non siano investite dai gas di scarico.

Le giunzioni a colla devono essere particolarmente robuste e realizzate con quella procedura che abbiamo a suo tempo raccomandato, e magari rinforzate con carta da modellismo secondo l'esempio della fig. 119. Si può anche rivestire tutto il modello con questa carta, perché il peso aggiunto è davvero irrisorio e il contributo alla robustezza notevolissimo.

Particolare attenzione merita poi il problema dell'aerodinamicità, perché le grandi dimensioni in gioco comportano una resistenza che può raggiungere valori eccessivi. L'orlo anteriore delle pinne va perciò arrotondato con cura, perché dalla qualità di questa lavorazione dipende in misura enorme il coefficiente adimensionale di resistenza.

La fig. 119 mostra poi un'altra precauzione, qualche volta adottata, che consiste nel garantirsi, con un po' di carta da modellista, affinché' nemmeno l'anello di lancio possa staccarsi.

La qualità, la durata e la natura del volo dipendono anche dal modo più o meno corretto con cui un modello si stacca dalla rampa di lancio: questa parte iniziale di volo va pertanto controllata con una attenzione che non è mai eccessiva, curando particolarmente l'accoppiamento anello-rampa e, naturalmente, che lo spazio di cielo sopra il poligono di tiro sia libero.

Una volta in aria, un modello del tipo che stiamo studiando è davvero una cosa mirabile a vedersi, perché le dimensioni in gioco permettono al modellista di sbizzarrirsi praticamente come vuole; inoltre le sue caratteristiche di volo possono essere portate a qualsiasi grado di perfezione, perché c'è la possibilità di introdurre uno o più motori delle maggiori serie e quindi di raggiungere velocità e altezze che hanno del miracoloso. L'estetica e l'alto rendimento aerodinamico, risultati della consumata abilità dei modellisti appassionati, fanno di questi oggetti dei veri capolavori in miniatura: nelle foto di questo libro è possibile osservare esemplari di rara perfezione. E' in gare di questo tipo che un costruttore mette alla prova il meglio di se stesso, perché è li che si vede se ha saputo conciliare le esigenze di leggerezza e aerodinamicità con quelle di robustezza e solidità; in fase di costruzione bisogna aver presente i gravi rischi che la nostra opera può comportare e regolarsi quindi da persone sagge e avvedute Ad esempio è inutile sforzarsi di raggiungere quote superiori a 1.000 m perché il modello diventa praticamente invisibile a occhio nudo e non si potrà mai sapere dove andrà a cadere.

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Fig. 121. Lancio di un modello di notevoli dimensioni.

Il lancio è bene che sia effettuato, con una direzione inclinata di 5° sulla verticale, in un poligono di tiro sufficientemente ampio anche nell'eventualità che, per il non funzionamento del sistema di recupero il modello copra tutta la gittata corrispondente alla sua traiettoria balistica Allo stesso modo, bisogna assicurarsi che nessuno si avvicini alla rampa di lancio o alla zona in cui presumibilmente il modello atterrerà; la presenza poi di linee elettriche o affollate strade contigue, rendono un terreno inadatto ai nostri scopi.

Per quanto i modelli più piccoli possano utilizzare rampe di lancio abbastanza vicine l'una all'altra, c'è da tener presente che lo scarico posteriore è costituito da una tale quantità di gas caldi da poter riscaldare e accendere motori posti nelle immediate vicinanze. Per questo motivo l'autore consiglia di sistemare i vari modelli pronti per la partenza a non meno di 1 m di distanza l'uno dall'altro.

L'area attorno alla rampa di lancio costituisce indubbiamente la zona più pericolosa, perché se qualcosa va male al momento della partenza, il modello può prendere una traiettoria impensata e costituire così una fonte potenziale di pericolo da cui è bene premunirsi: tale zona di sicurezza si aggira sui 10-12 m. Tutte le persone che assistono al lancio debbono essere coscienti di quello che sta succedendo e costantemente informate sui vari preparativi, in maniera che la fine del conto alla rovescia non colga nessuno di sorpresa. Buona norma prudenziale è racchiudere in scatole o coprire con fogli di lamiera i motori da utilizzare in prove successive.

Quando si costruiscono modelli di grandi dimensioni e si utilizzano accoppiamenti di motori appartenenti alle maggiori serie - cosa che l'autore sconsiglia vivamente - è facile uscire dai limiti fissati dall'Agenzia Federale d'Aviazione americana. Abbiamo già fatto presente che, senza l'autorizzazione della suddetta Agenzia, è impossibile far volare modelli spaziali pesanti più di 500 gr e con una quantità di combustibile al momento del lancio, superiore a 100 g. Solo raramente, però, un vero modellista è costretto a superare questi limiti, perché la leggerezza del legno balsa generalmente usato e la perfezione tecnica dei motori commerciali mettono chiunque in condizione di rispettarli.

Per fortuna tra gli appassionati di questo campo si va diffondendo la sana mentalità di considerare bravi, non quei modellisti che ottusamente ricercano sensazionali risultati aumentando brutalmente la potenza dei motori, ma quelli che invece riescono a sfruttare tutte le risorse da una limitata quantità di combustibile perché la loro opera è intelligente e raffinata e si impernia sulla aerodinamicità del modello.