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MODELLISMO SPAZIALE
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Principi di funzionamento
Come funzionano i modelli spaziali

I modelli spaziali sono modelli volanti costruiti con materiali leggeri come cartone, legno, plastica, materiali compositi e spinti da motori che si trovano in commercio. Sono dei modelli a tutti gli effetti quindi vengono costruiti, fatti volare e poi riutilizzati. Per questo motivo sono tutti dotati di un paracadute o di altro sistema che li riporta a terra sani e salvi, pronti per volare infinite volte. I modelli spaziali vengono lanciati da una rampa di lancio che guida il modello per 100-150 cm, ovvero finché le forze aerodinamiche non sono sufficienti alla stabilità. Il lancio avviene esclusivamente utilizzando un sistema elettrico comandato a distanza.

Questo schema è comune a modelli di ogni dimensione e complessità. I modelli più grandi utilizzano materiali robusti ma mai metallici, e motori potenti. Il recupero di questi modelli avviene spesso con più paracadute comandati da strumentazione elettronica, e spesso contengono carichi utili come strumentazione scientifica, macchine fotografiche o telecamere.

Come gli aeromodelli, anche i modelli spaziali sono dei "giocattoli" che si usano per puro divertimento, ma che possono essere anche degli strumenti sofisticatii e complessi. Essi permettono di imparare molti aspetti della fisica, della tecnologia e della scienza. Negli Stati Uniti, la patria di quest'hobby, i modelli spaziali vengono usati con successo nelle scuole medie per insegnare i principi della fisica e non mancano esempi simili anche in Italia.
I modelli spaziali sono dei tipi più diversi: pesano da pochi grammi a qualche chilo e possono raggiungere quote dai 30 metri in su.
Per informazioni più dettagliate sul funzionamento delle varie parti, visitate le sezioni seguenti:
Costruzione
Propulsione
Recupero
Elettronica
Sistemi di lancio


LE FASI DEL VOLO DI UN MODELLO SPAZIALE

Di qualunque dimensione siano, il volo di un modello spaziale è sempre suddiviso in queste fasi:

Decollo e volo sotto spinta
Il motore parte e spinge il modello accelerandolo fino all'esaurimento del combustibile.
Cliccate qui per sapere di più sui motori.

Volo inerziale
Quando il combustibile è esaurito il modello sta muovendosi alla massima velocità quindi ha una grande energia. Per pura inerzia il modello può proseguire il volo per una grande altezza ancora. È necessario lasciarlo andare fintanto che ha esaurito tutta l'energia e ha raggiunto la sommità della traiettoria (apogeo). Questo tempo di volo viene determinato dal motore o da dispositivi elettronici, quindi è possibile scegliere il tempo necessario in base al modello.

Apogeo ed espulsione
Alla sommità della traiettoria, il modello è quasi  fermo e riprende a cadere verso terra. A questo punto è necessario che esca il paracadute o un altro sistema di recupero per riportare a terra il modello con sicurezza. L'espulsione del paracadute è garantita dal motore che contiene un sistema automatico per questo scopo, ma nei modelli più grandi si usano spesso altimetri elettronici od altri strumenti.

ANATOMIA DI UN MODELLO

Tutti i modelli, grandi e piccoli, sono composti dalle stesse parti fondamentali. Esse sono:

Queste sono le parti comuni a qualunque modello spaziale. Alcuni modelli più sofisticati possono avere parti accessorie come booster laterali, vani di carico, o alloggiamenti per dispositivi elettronici.

Corpo (body tube)
Contiene il sistema di recupero oltre a costituire la struttura portante del modello. È fatto quasi sempre con un tubo di carta kraft avvolto a spirale, ricoperto di una sottile carta semilucida. È molto leggero e robusto e le sue dimensioni sono standardizzate.

Ogiva (nose cone)
L'ogiva è il "tappo" che chiude il modello, e viene espulsa dal sistema automatico contenuto nel motore per far uscire il paracadute. Resta legata al modello tramite un robusto cavo.
La sua forma è molto importante per motivi aerodinamici. In certi casi (riproduzioni di missili veri, missili di fantasia, etc.) l'ogiva può avere forme strane.

Stabilizzatori o Alettoni o Pinne
Sono indispensabili per la stabilità del modello. Senza di essi il modello non potrebbe andare diritto e seguirebbe una traiettoria casuale.

Supporto motore (engine mount)
Si tratta sostanzialmente di un tubo il cui diametro interno è pari a quello del motore, dotato di un sistema di bloccaggio del motore stesso e montato all'interno del corpo tramite dischi di centraggio. Il sistema di bloccaggio del motore serve ad impedire che questo schizzi all'interno del modello alla partenza.

Protezione paracadute (wadding)
Serve per proteggere il sistema di recupero dalla carica di espulsione. Nei modelli più piccoli è composto da fogli in carta ignifugata o ovatta minerale ignifuga, nei modelli più grandi è realizzata con tessuti ignifughi (Nomex o Kevlar) oppure con sacche dello stesso materiale. Alcuni modelli in kit adottano un pistone che espelle il paracadute proteggendolo allo stesso tempo.

Sistema di recupero (recovery system)
I sistemi di recupero permettono di riportare a terra il modello senza danni a se' o alle cose e persone. Attualmente il sistema più usato in assoluto è il paracadute, ma per completezza riportiamo la descrizione anche degli altri sistemi "storici". Cliccate qui per informazioni più dettagliate sui sistemi di recupero.

Caduta libera (Tumble Recovery - Featherweight) - Adatto solo per modellini estremamente leggeri (pochi grammi). La carica di espulsione espelle il motore da dietro il modello, che non essendo più stabile cade lentamente roteando nell'aria grazie alla sua estrema leggerezza.
Espulsione dell'ogiva (Breakaway) - Solo per modelli leggeri (max 15-20 gr.). La carica di espulsione espelle l'ogiva che resta legata al corpo tramite un cavo. Il missile cade lentamente perchè ha perso ogni caratteristica aerodinamica.
Nastro (Streamer) - Adatto per modelli leggermente più pesanti (max 30-40 gr.). La carica di espulsione espelle l'ogiva che resta collegata al corpo mediante un cavo elastico. All'ogiva è legato un nastro di carta crespata, plastica, stoffa o mylar che frena la caduta del razzo. E' un sistema ancora molto in voga per alcune categorie di gara.
Paracadute (Parachute) - Adatto per tutti i modelli. Il paracadute viene espulso insieme all'ogiva che resta legata al corpo, oppure si possono usare paracadute separati per il corpo e l'ogiva. Nei modelli più pesanti i paracadute possono essere più di uno. Il paracadute dei modelli più piccoli è in plastica o mylar, nei modelli più grandi è in nylon antistrappo.

Anello di lancio o guida per rotaia (launch lug o rail guide)
Serve per guidare il modello sulla rampa durante i primi istanti del volo. Normalmente è un tubicino di cartone o materiale plastico, ma può essere anche di ottone o alluminio. Da qualche anno sono state introdotte le rampe di lancio a rotaia, che assicurano una maggiore rigidità rispetto alle aste per il lancio di modelli medio-grandi o molto grandi. Per guidare il modello lungo la rotaia si usano delle guide di lancio in materiale plastico (Delrin) o anche alluminio. Sono molto piccole e sono sempre le stesse per tutti i modelli, eliminando così il problema di disporre di aste di vario diametro.