O desenho de um avião S.T.O.L.

As qualidades de um avião STOL CH 701 são bem definidas num artigo que encontrei no site da ZENITH. Sendo o CH 750 um projeto que comunga desses mesmos conceitos creio ser interessante darmos uma olhada nesse artigo.

"STOL 701 Design

HIGH-LIFT WING DESIGN

A short take-off and landing (STOL) aircraft must be able to fly at low controlled speeds, yet it must also offer acceptable cross-country (cruise) performance. The challenge is to design a wing with a high lift coefficient so that the wing area is as small as possible, while allowing for take-off and landing speeds that are as low as possible. Short wings make the aircraft easier to taxi, especially when operating in an off-airport environment with obstructions. They also allow for better visibility, and require less space for hangaring, while also being easier to build and stronger (less weight and wing span to support).

The STOL CH 701 uses a special airfoil design to achieve very high lift, low stall speeds, and high strength. A thick wing, full-length leading-edge slats and trailing edge ‘junker’ type flaperons develop a maximum wing lift coefficient of 3.10, while maintaining a short wing-span – for maximum strength and ground maneuverability.

The stall of the wing occurs at the highest lift coefficient on an airfoil, when the airflow can no longer go around the airfoil’s nose (leading edge) and separates from the upper wing surface. Conventional trailing-edge wing flaps help delay the stall to a higher lift coefficient, but only with limited effectiveness.  However, by combining the use of trailing-edge flaps with leading-edge slats, the wing's lift coefficient can be effectively doubled if used on the full span of the wing.

Leading-Edge Wing Slats: 

What Are They and How Do They Work?

The leading edge slats allow the aircraft to fly at a high angle of attack (lower speed) by accelerating the air between the slat and the wing (venturi effect). The leading edge slats allow for steep climb angles of up to 30-degrees. For maximum reliability and to keep construction simple, the leading edge slats are engineered to remain in a fixed position in all flight attitudes, and do not retract (in level flight, the fixed leading edge slats have minimal effect on cruise). The full-length flaperons act as both full-span ailerons and full-span flaps. The flaperons have their own airfoil, and are hung below the wing trailing edge to supply them with fresh undisturbed air for maximum control effectiveness even at low speeds.

Leading edge slats prevent the stall up to approximately 30 degrees incidence (angle of attack) by picking up a lot of air from below, where the slot is large and accelerating the air in the funnel shaped slot (venturi effect) and blowing this fast air tangentially on the upper wing surface through the much smaller slot. This effectively "pulls" the air around the leading edge, thus preventing the stall up to a much higher angle of incidence and lift coefficient.

The disadvantage of leading-edge slats is that the air acceleration in the slot requires energy (it creates additional drag). While many STOL designs utilize retractible leading-edge slat devices, the additional weight, complexity, reliability issues and cost of such systems minimize their feasibility for use in light aircraft and their overall effectiveness.

At the wing tip, the STOL CH 701 design utilizes ‘Hoerner’ tips to maximize the wing’s effective lift area and to minimize wing tips vortices. Hoerner wing tips provide the largest effective span for a given geometric span or a given wing weight.

The wings are braced by dual steel wing struts, and are bolted to the fuselage at the cabin frame with four bolts for easy wing attachment and removal.

ABOVE-CAB WINGS: The aircraft wings are positioned above the cabin and fuselage - this allows for excellent horizontal visibility as the wings are located above the pilot’s head to provide pilot and passenger with superior visibility. In addition, the wings taper at the wing root to meet the ‘skylight’ top window – maximizing upward visibility, a feature especially useful in steep turns. While providing great visibility, the ‘above-cab’ wing design minimizes the frontal area of the aircraft to reduce drag, while also allowing the airflow to travel undisturbed from the propeller to the tail sections – further maximizing slow flight control of the aircraft.

STOL CH 701: Designed for superior visibility

fonte: http://www.zenithair.com/stolch701/7-design-wing.html

Estabilizador horizontal. Montagem

Estive afastado do computador mas não da oficina.
Prossegui montando o estabilizador Horizontal sem a companhia de meus amigos Padô e China.

Senti uma certa dificuldade quando desmontei o Estabilizador pois havia peças que poderia ser facilmente confundidas em suas posições (dir/esq). A saída que adotei foi fazer um pequeno furo (broca 1/64") que fiz com as peças em seus devidos lugares. É claro, respeitei todos os mandamentos das páginas introdutórias do manual de orientações gerais da Zenith.

Apliquei Álcool nas peças para retirar possíveis sujidades, gordura e principalmente marcas de tinta das chapas. Após isso apliquei "Scotch Bright fibra Uso Geral", sobretudo nas linhas de contato entre a chapas e sobre as linhas de rebitagem.
Depois de lixadas apliquei o removedor de graxa com um pano e, em seguida, o wash primer (cromato de zinco nas partes internas da estrutura. Evito passar nas partes que futuramente serão pintadas,

Montei a peça e, ao final, apliquei o wash primer em spray nas linhas de rebitagem externas. Depois de seco embalei o estabilizador para a guarda.

As Estações do Ano

Linhas dos Trópicos e Círculos Polares

     Não é em toda a superfície da Terra que acontece do Sol "ficar a pino" (sombra zero, de um poste na vertical) em algum dia do ano.

    Para localidades a 23,5o do equador terrestre, norte ou sul  (os trópicos de Câncer e Capricórnio) o Sol fica a pino apenas no dia do solstício de verão (ao meio dia solar, quando o Sol passa pelo meridiano do lugar).
    Localidades a mais de 23,5,o do equador terrestre, ao norte ou ao sul, nunca têm o Sol a pino.

    Localidades entre 23,5o sul e 23,5o norte, têm o Sol a pino dois dias por ano. Esses dias estão simetricamente dispostos em relação ao solstício de verão e tanto mais próximos do dia desse solstício, quanto mais próxima da latitude 23,5o estiver a localidade.

   (Localidades sobre o equador terrestre, têm o Sol a pino nos equinócios.)

   As linhas dos trópicos (paralelos 23,5°), delimitam a região do nosso planeta por onde o Sol passa a pino algum dia do ano.

   Os círculos polares delimitam a região onde o Sol não se põe pelo menos um dia do ano e não nasce, pelo menos uma noite seis meses depois. Note que no solstício de verão toda a calota interna ao círculo polar fica iluminada. No solstício de inverno não chega luz do Sol a nenhum ponto dessa calota.

   Entre os Solstícios, temos posições intermediárias, conhecidas como equinócios, onde os dois hemisférios estão simetricamente dispostos em relação ao Sol: Equinócio de Primavera para o hemisfério que está indo do Inverno para o Verão e Equinócio de Outono para o hemisfério que está indo do Verão para o Inverno.

fonte: UFMG - Observatório Astronômico Frei Rosário

Estabilizador horizontal. O início.

Domingão Corinthiano (5x0 no São Paulo), 15h, chegam em casa, com uma sacolinha da SKOL, Padô (Gustavo) e Japa (Renan), cheios de disposição.

Os dois já haviam feito esse serviço no leme horizontal do Padô há uma semana e estavam com os passos todos fresquinhos na cabeça, isso poupou-me tempo e dor de cabeça, pois já tinha decifrado algumas "pegadinhas", passos mal explicados no tutorial da Zenith. (Oportunamente darei um repasse dessas pegadinhas por aqui)

Uma latinha para cada um e começamos, sem demora, a conferência e separação do material a ser usado. A coisa fluiu maravilhosamente e em menos de quatro horas estávamos com a primeira etapa concluída (Estrutura montada e Skin clecado no extradorso do leme. Não prosseguimos pois não tínhamos à mão as catracas necessárias à próxima etapa que é a furação e clecagem do dorso da peça e outras "cocitas mas".

PS. Eu sou um EX Corinthiano convicto. Não torço mais pra pernas cabeludas, em hipótese alguma!

Padô, o Magrelo, dando a maior mão.

Acho que terei de perder uns quilinhos...

O Japa é ponta firme, com ele não tem moleza não. Logo logo o estaremos ajudando em seu STOL...

Primeira etapa do leme horizontal concluída

De volta ao ar!

Pois é, depois de três meses de devaneios enfim volto a publicar em meu Blog.
Explico: Quando encomendei meu Kit (AIRFRAME KIT) houve um descompasso na entrega. Entregaram a fuselagem e o leme numa primeira remessa e duas semanas atrás entregaram o restante. Ocorre que a caixa contendo esse restante tem dimensões de 45cm x 120cm x 420cm e foi colocada encima de minha mesa de trabalho.
Tentei me preparar para isso e cobri um corredor que tenho em casa de 2,5m por 10m só que o danado não ficou pronto a tempo e me retardou mais alguns dias.
Amanhã devo transferir essa caixa para o corredor e liberar lugar em minha oficina para dar continuidade à construção. Montarei o profundor e continuarei a publicar o passo a passo da empreitada.

Mas..., o que fiz durante esse período de ausência "bloguística"?  AEROMODELISMO.

Dei uma organizada em meus Aeros, frequentei nosso clube (Clube de Aeromodelismo 14bis), portanto não fiquei no esquecimento não.

Aproveito para postar um vídeo de meu Fokker Heindecker EIII, fotos do ambiente criado com a cobertura do corredor e a mão que o Pado e o China me deram na conferência (parcial ainda) dessa nova remessa.

Finalizando o Leme

Depois de concluir a nervura pude prosseguir na minha luta.

Vou me dar licença e criar verbo para indicar a montagem de uma peça com o auxílio de CLECOS: <b>Clequear<b>

Clequeei novamente o leme e refurei, agora na posição correta, a nova peça. Desmontei tudo, retirei as rebarbas de ambas as faces de todas as peças, lixei todas as peças com scotch brite uso geral, lavei-as em água corrente e bucha e ,a partir daí, sempre com luvas,apliquei desengraxante.

Apliquei o ALODINE 1132 nas faces de contato e nas áreas externas de rebitagem, depois de seco, apliquei com pincel o wash primer WANDA (cromato de zinco bi componente)  nas áreas de contato do leme.

Após o período de secagem, clequeei tudo novamente usando um cleco e pulando um furo. Nesses furos apliquei os rebites de 1/8" (A4). Liguei meu compressorzinho, adaptei a mangueira à rebitadeira pneumática e, para meu espanto, vi o quão econômica ela é. O compressor funcionou apenas duas vezes até a conclusão dos mais de 250 rebites.

Após a rebitagem usei o washprimer 1K FC da Sikkens, em aerosol, nas linhas externas para proteção das cabeças do rebites.

Após a secagem empacotei o leme envolvendo-o em plástico bolha para proteção, guardei.

Clique nas imagens para detalhes

Peças antes da aplicação do ALODINE. Percebe-se o pó de alumínio que impregna a madeira após seu lixamento

A lixa utilizada adquirida em casa de pintura automotiva.

Luvas de proteção e que também evitam a contaminação do alumínio com a gordura das mãos.

Realizado o tratamento com ALODINE nas linhas de rebitagem e áreas de contato.

Tratamento com Wash Primer nas áreas de contato, a pincel para controlar sua extrema toxicidade.

Esqueleto concluído.

Cleco furo sim, furo não.

Mais Clecos

Muitos rebites

Mais Clecos e Mais rebites.

Adicionada finalmente o bordo de ataque. Aqui é 2x1 (dois furo e um Cleco)

Pronto

Aqui recebi a visita do Pepê, meu caçula, que segurou o leme para a foto do papai.

Os artistas coadjuvantes dessa postagem

Problemas acontecem

Tudo parecia correr bem, parecia...

Nervuras montadas, Skin posicionado e furado, tudo pronto para desmontar e prosseguir no preparo do leme quando reparei que a nervura 75 - R1- 1 havia sido posicionada de forma equivocada e furada nessa posição.

Tentei reposicioná-la e verifiquei que os furos já não coincidiam. A solução seria uma outra nervura que, posicionada corretamente, seria furada utilizando-se os furos já existentes como guia.

Vou abrir um parênteses aqui e tentar explicar melhor minha pisada na bola. A nervura em questão é  inserida entre a longarina vertical do leme e seus dois reforços (cantoneiras) porém interpretei de forma errada a explicação desse passo (não encontrei a palavra betweem) e posicionei a flange da nervura sobre a canaleta de reforço. Depois de furada nessa posição o seu reposicionamento para a posição correta leva a um desencontro da grande maioria das furos o que torna a substituição da peça mandatória.

O fabricante disponibiliza a relação completa das peças de seu kit que podem ser adquiridas de forma avulsa. A outra opção seria adquirir uma chapa de alumínio 6061 T6 de 0,025" (0,63mm) e refazer a peça. Assim foi feito.

Entrei em contato com a ALTO Alumínio, do Francisco Bragante, e encomendei a chapa. Recebi a encomenda alguns dias após e apesar de não haver indicação alguma na placa sobre sua liga (como era de se esperar) na nota fiscal que acompanhava o material constava Chapa alumínio 6061 T6.

No fim de semana recebia a visita do Gustavo Padovez (Padô) e, com sua ajuda fizemos o molde dessa peça em um pedaço de MDF de 18mm, recortamos e dobramos a alumínio. A peça ficou ÓTIMA, PERFEITA.

Clique nas imagens para detalhes.

A peça está identificada como Rudder Botton Rib #1. Ela possui uma flange que deve ser posicionada entre a longarina vertical (Rudder Spar) e seus reforços (Spar Doublers) e não pelo lado de dentro destes.

A peça da direita é a original. Vê-se o molde ao centro e a nervura confeccionada por nós já com o tratamento anticorrosivo (Alodine 1132) na linha de rebitagem.

Meu primeiro CLECO.

Acho que CLECO é igual a sutiã: o primeiro a gente nunca esquece...

Neste fim de semana que passou fiquei pelo menos umas 12 horas trabalhando na adequação do espaço da oficina, até forro de PVC eu instalei com a ajuda do Pedro, meu caçula.
Depois de feita a checagem do material (faltaram alguns itens) armei um tipo de jirau para guardar todo o material, só restou na caixa o esqueleto em aço da cabine. Aproveitei e abri as laterais da caixa e, com MDF de 3/4" (18mm), fiz o tampo. Ficou ótimo...

Ontem, terça-feira, peguei no breu. Minha jornada de trabalho é limitada pelo horário, 23h, assim contemporizo trabalho e repouso.

Deixei as ferramentas de que ia precisar à mão, conectei-me ao site do fabricante para ter a versão mais recente do método construtivo e fui seguindo as instruções. As fotos e as orientações ali contidas facilitam em muito a execução da tarefa.

Material de trabalho, pesquisa e sub-partes. Tudo organizado previamente para o serviço poder render

Esses "cleco-clamps" dão uma ajuda fenomenal. Vou colocar em suas faces internas uma fita de EVA de 2mm para que possam adaptar-se melhor nas peças e não marcá-las.  Vê-se a longarina interna riscada na medida certa para depois ser cortada.

MEU PRIMEIRO CLECO

Materiais adequados e à mão reduzem o tempo de trabalho. Outra coisa muito importante é MANTER A ÁREA DE TRABALHO LIMPA E ORGANIZADA. A cada sub-parte limpar e reorganizar a área, você verá que as ferramentas deixarão de desaparecer da sua frente.

Os brocas necessárias à execução dessa parte: 3/32" ou  #40; 1/8" ou  #30 e a 5/32" ou #20. IMPORTANTE: para que não se marque as chapas de alumínio com o mandril usa-se um pedaço de borracha escolar transpassado pela broca (pode-se também transpassar um anel de mangueira). Duas subseções concluídas.

Aqui também duas subseções concluídas, outra vista com mais detalhe das brocas. Observe o trabalho de demarcação na face interna da longarina do leme, passo importante para se evitar confusões. "Aqui, furou tá furado...", por isso, todo cuidado é pouco.
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23h. hora de fechar a oficina.

Abertura da caixa. Conferência dos itens

Ontem, finalmente, comecei a fazer a conferência das peças que chegaram. Depois do susto inicial, mão à obra.
Há uma infinidade de chapas, parafusos, rebites, perfis a serem catalogados e conferidos. É preciso ter calma, paciência e ordem.

Depois de conferir tudo, vou agrupar as peças de acordo com sua referência. Trazer as sub-seções rotuladas e agrupadas facilitará bastante a montagem, poupando tempo e evitando ter que descobrir onde está a tal peça em meio às outras.

A conferência é facilitada com a exposição organizada de todas as peças.

Ainda há outras peças, como as chapas laterais, parafusos, rebites e cabine em aço, já devidamente  conferidas, guardadas dentro da caixa

Aqui os sub-grupos já separados.

C H E G O U !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Ueba! Chegou a primeira parte de meu kit, uma caixa gigante. Lá dentro, ainda não abri, devem estar a fuselagem, Tail kit (leme) plantas, CDs e a relação de conteúdo para que eu faça o inventário dessa remessa. Segundo o representante da ZENITH no Brasil o restante da minha compra (airframe kit) chegará em meados de Março uma vez que houve um erro no envio do meu pedido pela matriz.

Vamos aguardar até lá. Há muito serviço e, com certeza, não sobrará tempo até a chegada do restante.

As fotos da caixinha (o Padô foi o fotógrafo)...



Medidas em metros: 0,80 x 1,20 x 3,80




Transformarei sua estrutura em baseminha bancada de trabalho pois, de acordo com o site do fabricante, a metragem ideal da bancada, para esse avião seria de 1,20m x 3,80m (4 x 12 pés)




Eu e Biba em cima do caixote!