Regole generali

Dopo aver fatto pratica con alcuni kit per imparare le tecniche fondamentali si può pensare di progettare un modello da zero. Non è una oparazione complicata se si resta su piccole dimensioni, mentre diventa più complessa se si progetta un modello grosso e sofisticato.

In questa pagina elenchiamo le regole generali per la progettazione, e diamo una serie di consigli generali per affrontarla. Ogni aspetto della progettazione è trattato estesamente nelle varie sezioni, raggiungibili dal menu a fianco.Gli aspetti principali da considerare in un progetto sono:

I motori – I motori che si vogliono usare determinano il peso massimo del modello ed i materiali da usare.
La stabilità – I modelli di razzi non volano diritti solo perché hanno le pinne. Per assicurarsi che il modello voli diritto va controllata la stabilitá.
I materiali – Vanno scelti i più adatti secondo le dimensioni e le caratteristiche del proprio progetto.
Il profilo di volo – Va considerato cosa deve fare il nostro modello durante il volo: deve portare in quota dei carichi? Deve raggiungere grandi altezze? E’ una riproduzione in scala? ecc. ecc.
Il sistema di recupero – Va dimensionato e progettato in funzione del tipo di modello, delle sue dimensioni e del suo profilo di volo.

I motori condizionano il progetto in due aspetti: la loro dimensione determina l’uso di alcune parti piuttosto che altre, e la loro spinta determina il peso massimo del modello finito. Quando si progetta un nuovo modello di razzo bisogna stabilire da subito quale siano i motori adatti, e assicurarsi che siano disponibili. A volte è necessario dimensionare il progetto sulla base dei motori realmente disponibili, pur dovendo rinunciare ad alcune idee di partenza.
Visitate la sezione Propulsione per saperne di più.

La stabilità è determinata sostanzialmente dalla forma del modello e dalla disposizione dei pesi. Va calcolata sempre, anche per i razzi più piccoli. Ma quando si progetta un modello di razzo con forme particolari, o la riproduzione di un missile vero, il calcolo preciso della stabilità diventa ancora più importante. In certi casi per ottenere un razzo stabile e quindi un volo diritto è necessario scartare un certo tipo di motori o prevedere l’uso di una rampa più lunga del solito.
In altri casi può essere necessario rinunciare ad una particolare configurazione di pinne o rivedere la disposizione dei pesi all’interno del razzomodello.
Molti modelli di razzi si assomigliano perchè le forme più basilari sono le più efficienti. Un modello lungo e sottile con pinne di dimensione proporzionata messe alla base del corpo quasi sicuramente è stabile senza bisogno di particolari accorgimenti. Ricorda che i missili militari o i vettori spaziali usano una guida attiva, i nostri modelli no, quindi per noi l’unica possibilità è affidarsi alla guida aerodinamica.
La sezione Stabilità fornisce tutti i dettagli necessari.

I materiali e le tecniche di costruzione vanno scelti in funzione del tipo di modello di razzo che si desidera costruire, delle sue dimensioni e dei motori che si useranno. I materiali specifici per i modelli piccoli e medi non sono quasi mai adatti per i modelli High Power, e i materiali usati nei modelli High Power sono eccessivi per i modelli minori.
Una tendenza abbastanza diffusa tra i principianti è scegliere materiali di recupero o che si trovano in casa. Alcuni di essi possono essere usati con relativo successo, ma sono ben pochi e utilizzabili solo per alcuni elementi minori, o per modelli piccoli senza alcuna pretesa. Un’altro aspetto molto importante è l’uso degli utensili adatti. Le attrezzature per costruire i modelli di razzi sono più o meno le stesse che usa ogni aeromodellista, ma è comunque necessario avere una dotazione di base di utensili di buona qualità. Un set di cacciaviti di marca, punte di trapano affilate, taglierini efficienti, seghetto, un righello in metallo, sono tra gli elementi indispensabili ai quali via via se ne aggiungeranno altri soprattutto se si costruiscono modelli di grosse dimensioni.
Nella sezione Costruzione trovate tutti i consigli su materiali ed attrezzi.

Il profilo di volo va stabilito avendo in mente cosa si vuole ottenere dal proprio modello di razzo. Se sei interessato a costruire un modello di razzo per la sua forma o le sue dimensioni, che non abbia altre funzionalità se non il volo e il ritorno a terra, allora il profilo di volo sarà quello tradizionale: salita, volo per inerzia, espulsione all’apogeo, recupero.
Ma se il modello di razzo deve, per esempio, raggiungere una quota elevata, oppure ha dei booster laterali, o deve riprodurre il volo di un vero vettore, o porta a bordo una videocamera, il suo profilo di volo potrebbe essere diverso ed è necessario spenderci su qualche ragionamento.
Per esempio, nel caso di una riproduzione in scala può essere necessario fare un modello bistadio, oppure semplificare il volo di un vettore reale e quindi stabilire un profilo di volo diverso da quello base.

Il sistema di recupero è la parte più importante del modello di razzo. Va progettato in funzione sia del peso del razzo, sia del suo profilo di volo. Spesso si commette l’errore di progettarlo per ultimo, e di non spenderci su tanto tempo: si sceglie un paracadute più o meno adatto e si collega al razzo in qualche modo. Invece va fatto l’esatto contrario: anche per modelli semplici il sistema di recupero va progettato per primo, e il modello gli va progettato attorno. Ricorda che il sistema di recupero è quello che porta a terra sano il modello ed evita di arrecare danni a cose e persone, quindi vale la pena pensarlo bene!
Nel caso di recupero con un solo paracadute sarà necessario calcolare le dimensioni in base al peso e in base alla velocità alla quale si vuole che atterri il modello. Questa velocità può essere scelta in funzione della robustezza dei materiali, del terreno sul quale avviene l’atterraggio e della distanza alla quale si può arrivare per recuperare il modello.

Nel caso si decida per un sistema di recupero a doppia espulsione, bisogna progettare un alloggiamento per i dispositivi elettronici, i vani per i paracadute e la dimensione degli stessi, le cariche di espulsione e la quota alla quale dovrà aprirsi il paracadute principale.

In tutti i casi è molto importante calcolare correttamente le dimensioni della shock cord, ovvero il cavo che collega il modello di razzo al suo paracadute, la sua lunghezza e il materiale di cui deve essere fatta così come le dimensioni e il tipo degli agganci.
Il sistema di recupero è cruciale, ed è quello che riporta a terra il modello sano. Ricorda: la parte facile è mandare in alto il modello, quella difficile è portarlo giù intero! Trovi tutti i dettagli in Recupero

Consigli generali

Primo progetto
Se avete esperienza con kit tradizionali, con motori delle classi A-B-C, il consiglio per il vostro primo progetto di un razzo è di stare su dimensioni contenute (non più di 80 cm di lunghezza con un tubo standard da 40 o da 66 mm), ed utilizzare motori della classe immediatamente superiore al più grande utilizzato fin’ora. Uno dei maggiori vantaggi dei modelli di dimensioni inferiori è la possibilità di sperimentare progetti diversi in modo economico.

Dimensioni del motore
Costruisci il modello con un supporto di dimensioni adatte al motore più grosso che pensi di montargli. Si può sempre adattare per un diametro minore, mentre non si può mai adattare per un diametro maggiore.

Regole per le dimensioni
Il rapporto tra lunghezza e diametro, detto a volte “rapporto di aspetto”, dovrebbe essere compreso tra 10:1 e 20:1. Per esempio un modello da 40 mm di diametro dovrebbe essere lungo dai 40 agli 80 cm.

Nel disegno sono indicate delle proporzioni standard che possono essere un buon suggerimento per i primi progetti. Se rispetti queste proporzioni, e hai una normale distribuzione dei pesi, il tuo razzo sarà sicuramente stabile senza bisogno di fare calcoli.

Modificare un kit
Progettare non significa necessariamente partire da zero. Si possono anche modificare dei kit, anzi nei modelli di razzi High Power questa è quasi una norma. Modificando un kit si ha il vantaggio di partire da una base sicura e da materiali già adatti subito disponibili. Al kit di base si possono aggiungere parti di struttura (allungamenti, vani di carico) o parti interne non previste (elettronica per doppia espulsione, altri motori, etc.).

In questo caso bisognerà fare attenzione a non stravolgere la stabilità originale, e sicuramente sarà necessario ricalcolare il tipo di motore da utilizzare. I motori previsti per il kit originale potrebbero non essere più sufficienti, oppure potrebbero portare a risultati molto diversi che è necessario conoscere prima di lanciare il modello. Il profilo di volo potrebbe restare identico, ma il sistema di recupero potrebbe dover essere riprogettato, per esempio perchè il peso ora è maggiore.

Anche in questo caso il buon senso aiuta. Le modifiche dovrebbero essere realistiche. Un modello piccolo, adatto per motori da 18 o 24 mm ben difficilmente potrà essere adattato per un motore High Power ma nonostante tutto c’è chi lo ha fatto, anche se in pratica ha dovuto rifare il kit daccapo utilizzando materiali diversi e pesi diversi.

Trovate una motivazione valida
La domanda che ci si deve fare più spesso quando si progettano le varie parti di un modello spaziale è: “perchè lo sto facendo?”. Chiedetevi il perchè state progettando un modello in un certo modo piuttosto che in un altro, e perchè avete pensato a certe soluzioni o certi materiali invece di altri.
Di fronte a questa semplice domanda molte scelte che sembrano adatte al primo momento si rivelano inutili o persino controproducenti. Naturalmente non sono ammesse risposte del tipo :”perchè mi va così” oppure “perchè voglio vedere cosa succede”. Un vero progettista ha sempre una valida ragione per fare le cose e prima di metterle in pratica le ha studiate e calcolate in modo da sapere cosa si può ragionevolmente aspettare dal suo progetto. Non dimenticare che una progettazione approssimativa o azzardata in un modello di razzo può portare ad incidenti con conseguenze anche gravi.
Una delle “trappole” in cui si ricade spesso è la reinvenzione di ciò che esiste già o l’utilizzo di soluzioni esageratamente complesse per problemi semplici. Prima di adottare una soluzione provate ad informarvi per vedere se il problema non è stato già risolto in modo più semplice. Potreste scoprire che state perdendo tempo, oppure che potete prendere spunto da qualche soluzione già esistente per adattarla alle vostre esigenze o per migliorarla.
Ma fate attenzione che sia un reale miglioramento, non un’illusione.

Impatto reale dei miglioramenti
Non è molto utile sforzarsi per migliorare un dettaglio se il guadagno viene più che annullato da aspetti penalizzanti. Per esempio, se si costruiscono carenature nel tentativo di migliorare l’aerodinamica, può darsi che la superficie aggiunta crei una maggiore resistenza di prima, o ponga problemi di stabilità. Sforzarsi di ridurre le dimensioni di un anello di lancio per avere meno resistenza serve a poco se le pinne non sono rifinite a specchio. Rifinire perfettamente un modello non ha alcuna efficacia sulla resistenza se poi si lascia un gradino tra l’ogiva e il corpo, e così via.

Utilizzo del software
I software di progettazione e simulazione sono utilissimi. Contengono un vasto database di modelli, in kit o fatti da altri modellisti, ed esistono molti progetti già fatti e scaricabili dalla rete. Puoi partire da uno di questi per riprogettarlo e creare il tuo modello.

Non utilizzare i software di calcolo per calcolare il Centro di Gravità (CG). E’ molto difficile ottenere un valore esatto del CG perchè la densità dei materiali inserita nei software può essere un po’ diversa da quella del materiale reale, e ci sono sempre variazioni dovute al tempo, ai lotti di fabbricazione, e all’umidità. Poi c’è la variabile colla e vernici, che non può essere quantificata con facilità. Il CG che otterrete dal software non sarà quasi mai corretto, però non importa molto perchè è facilmente impostabile in seguito. Troverai il valore esatto a modello finito, bilanciandolo su un bordo. Invece è il calcolo del CP quello più importante, che dipende solo dalla forma del modello e quindi devi assicurarti che sia giusto fin dalla fase di progetto.
Inserisci nel software solo le parti principali del modello, ovvero ogiva, corpo, pinne e supporto motore. Lascia perdere le parti interne, perfino gli anelli di centraggio. Non servono a nulla ai fini del calcolo del CP. Con software come RockSim si può inserire il peso effettivo dell’intero modello quando è finito, e quindi effettuare una simulazione del lancio molto precisa. Naturalmente se vuoi che il software ti stampi una lista compelta dei pezzi che ti servono allora dovrai inserirli tutti, ma non considerare il CG calcolato, inserisci sempre il CG vero trovato da te sul tuo modello di razzo una volta che lo hai terminato.

Progettare cose nuove
Il passaggio al progetto personale può essere un buon motivo per realizzare dei modelli che non sono disponibili in commercio, per esempio delle riproduzioni in scala, oppure per realizzare modelli con funzionamenti poco diffusi. Più che lavorare sulle sole dimensioni, che non aggiungono molto al bagaglio di esperienza, è meglio lavorare su tecniche diverse. Ci si può dedicare ai materiali, alle varie configurazioni dei modelli o ai carichi utili. Per esempio si possono progettare modelli a più motori, o con boostrer laterali, oppure progettare sistemi di recupero non tradizionali o inventare esperimenti da portare in quota.

Non strafare
E’ una tendenza abbastanza diffusa: dopo aver costruito uno o due modellini, il primo progetto personale è un razzo enorme e pesante. Poi, al momento di scegliere il motori si scopre che non esistono motori adatti, oppure che non sono disponibili nei tempi necessari o che non sono reperibili.
Il progetto deve essere proporzionato all’esperienza di chi lo realizza, con giusto qualcosa in più che serve per spingersi sempre avanti. Ma il passo non deve essere più lungo della gamba altrimenti l’insuccesso è pressochè garantito, e con i modelli di razzi un insuccesso può essere anche un pericolo.

Non strafate neppure per quanto riguarda i motori. Non è detto che un modello con un motore grosso sia più interessante di uno con motore più piccolo. Scegli i motori in base alle tue reali esigenze, non per fare colpo sugli amici.

Non sopravvalutare i motori
Capita di frequente che chi è abituato ad usare una certa categoria di motori, per esempio i motori fino alla classe C, sopravvaluti la potenza di un motore di classe superiore e progetti un modello troppo grosso per quel motore. Succede soprattuto quando si passa da motori da 18 mm A, B e C a motori D, E o superiori. La reale capacità di un motore va valutata con attenzione, prendendo in considerazione la sua spinta media e il suo impulso totale, e non basandosi solo sulla sua classe.

Tenersi informati
Leggete il più possibile e tenetevi informati.
Attraverso Internet puoi imparare moltissimo, purchè distingui i siti che pubblicano sonore sciocchezze da quelli che riportano informazioni corrette. Purtroppo anche in questo campo ci sono siti fatti da visionari senza cognizioni tecniche né esperienza, ricchi di inesattezze e persino di chiare invenzioni.
Questo sito di ACME Italia è la più grande, autorevole e completa fonte di informazioni nella nostra lingua. Chiedi consiglio ai più esperti e fidati di ciò che ti dicono. In questo hobby, più che in tanti altri, i più esperti sono molto propensi a fornire consigli e non è una abitudine criticare senza motivo. Quando una tua idea o progetto ti viene corretto è sempre per motivi di sicurezza o per aiutarti ad ottenere un modello di razzo che vola in modo sicuro e soddisfacente.
Partecipa ai meeting di lanci e parla con le persone che incontri. I razzimodellisti sono molto gentili e risponderanno sempre alle tue domande.