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Hemos concluido que el recorrido del resorte (compresión) para la situación de carga que se determina según FAR 23 y habiéndolo calculado como ejemplo para el tipo de tren de aterrizaje que poseo es de 11 cm.
Hemos afirmado que, si el resorte para la misma carga comprime menos, es duro. Si es duro el que sufre es el fuselaje.
Si el resorte recorre más, es blando. Que sea blando realmente no es problemático, excepto por el salto posterior.
Ahora hay ciertas restricciones. Si ya se ha construido el sistema completo y todavía no se calculó el recorrido ideal para los resortes, puedo encontrarme con situaciones inesperadas como la siguiente:
En el gráfico de arriba se observa, en la primer situación y en una vista frontal esquemática, el tren en descanso, sin carga. La hélice de 72 pulgadas (para mi caso) se encuentra a 300 mm. de distancia del piso o incluso un poco menos.
Esta distancia de la punta de la hélice al piso podría parecer un poco alta, construir un tren demasiado alto no solo trae aparejado un incremento del peso, sino un aumento considerable en la resistencia parásita y la resistencia de interferencia, pero la realidad es que esta altura habrá que evaluarla respecto de la peor situación de acuerdo al aterrizaje más complejo (como siempre, "el peor caso") y dependiendo de qué amortiguación pretenda instalar; si la calculada o aún mas dura.
En el gráfico del medio, se observa un recorrido máximo de los resortes de 38 mm. para una carga aplicada de 925 Kg. sumado a la deflección de los neumáticos que estipulé en 1,8 pulgadas.
El gráfico intermedio no es arbitrario; Son exactamente los resortes que vende "Aircraft Spruce" en su página y como ya se intuye, son bastante duros.
Después los veremos en el catálogo.
Aquí, en el golpe del aterrizaje, la hélice queda a 200 mm. de suelo.
En el último gráfico, instalé los resortes calculados, supongo la carga máxima y por ende la máxima compresión de ellos, es decir 11 cm. Como estos 11 cm de compresión se dan diagonalmente no representan 11 cm verticales, sino bastante menos; la hélice ahora se acerca hasta 99 mm del suelo.
Para esta circunstancia el resorte es bastante más grande, es más largo y por ende el cilindro que lo contiene también lo es. De hecho el tubo que contiene todo el sistema es más largo. Finalmente tenemos un interesante incremento del peso y también por ende un aumento en la resistencia al colocar el supuesto "resorte ideal" obviamente en ambos lados del tren de aterrizaje.
Podemos optar por una solución salomónica. Ni tan duro como el resorte de Aircarft Spruce que se comprime 38 mm ante una carga de 925 Kg. ni el supuesto resorte calculado que comprime 11 cm con una carga de 700 Kg.
Bien puedo calcular muy fácilmente cuanto flexionará el resorte de Aircraft Spruce con mi carga de 700 Kg. con la ecuación de mi amigo Hooke:
Donde "F" es la fuerza aplicada y "K" es la constante del resorte. Cuanto más grande es "K" mas duro es el resorte
"d" es la distancia recorrida por el resorte al aplicarle la fuerza "F". Los 239 N/m. es la cte. del resorte "K" de Aircraf Spruce y esta variable es dato; lo encontré en un catálogo de resortes normalizados.
Entonces, para 700 Kg que son el equivalente a 6867 Newton el resorte se comprime 28,73 mm. Como se ve, mucho menos que los 110 mm ideales calculados. Por ende este resorte es MUY DURO equivale al 25% de lo que estipulé como la distancia de compresión ideal.
Voy a buscar un intermedio.
BUSCANDO RESORTES
BUSCANDO RESORTES
Vamos a tener que conocer la constante del resorte para verificar su dureza. Además, determinar el recorrido y la carga que soporta.
Vamos a tener que mirar el catálogo, seleccionarlo y pedirlo por código.
El catálogo que publico a continuación me lo han regalado en una ferretería industrial donde venden resortes normalizados. Veamos lo que significa cada columna.
Estos son los resortes que se venden en la página de Aircraft Spruce, en mi desconocimiento supuse que serían resortes especiales, "aeronáuticos". Posteriormente estudiando un poco más del tema pude confirmar que en realidad son resortes normalizados que se consiguen en cualquier negocio especializado en el tema y no poseen ningún tipo de especificación aeronáutica en particular.
Su color amarillo, como veremos adelante, responden a la norma ISO 10243. Con lo cual no existe ninguna necesidad de comprarlos aquí, pagarlos en dólares e importarlos.
He descargado un catálogo de internet. Como se ve, ya en su primer página nos da la pauta que los colores de los resortes no son caprichosos, sino que obedecen a la normativa. El resorte amarillo que la gente de "Aircraft Spruce" decide vendernos como estándar es "extra pesado". En realidad no se refiere a su peso, sino a su dureza. A grandes rasgos vamos a poder concluir que cuanto más peso tenga el avión, más duro deberá ser el resorte. Pero, como se imaginan, no será lo mismo el resorte a utilizar en un "Piper PA-24" que en un "Rag Wing"
"Codice": Código del resorte
D: Diámetro exterior del resorte
d: Diámetro interior del resorte
L0: Largo total del resorte
R: Constante del resorte (este dato es importantísimo ya que da la idea de su dureza, cuanto mas alto sea este valor, mas duro es el resorte)
17% Deflexión/carga: Distancia que el resorte comprime si se le aplica la carga que se expresa en la celda de la derecha, en la imagen, para la primera fila, se observa que aplicando una carga de 3412 N (347Kg) el resorte se comprime 6,5 mm y esto equivale al 17 % del largo total del resorte
25% Deflexión/carga: Exactamente lo mismo que lo explicado arriba
APPROX: Resaltado en rojo, expresa que el resorte se encuentra como un sólido completamente comprimido y el dato es aproximado ya que en esta instancia el resorte se quiebra. Implica la carga crítica que probablemente NO es capaz de soportar.
A la izquierda resalto en rojo el resorte que nos venden en Aircraft Spruce, es obvio que no todos los aviones pesan lo mismo y por ende no siempre el mismo resorte será el adecuado. De hecho este resorte resulta ser extremadamente duro para mi avión, comprimiendo un máximo de 38 mm para una carga de 9082 Newtons (aplicados en cada rueda!) en su rango normal de trabajo.
Después de evaluar varias opciones en el catálogo, me he inclinado por un resorte rojo "Duro" en vez del amarillo "Extra duro".
El primer paso fue encontrar un resorte de iguales dimensiones que el que tenía, para que pudiera utilizar el cilindro que he armado junto a todo el sistema restante (tubo interno de 25 mm y cilindro de 50 mm).
El segundo paso fue verificar que este nuevo resorte soportara la carga máxima que pueda llegarle a imprimir en un aterrizaje duro, calculada anteriormente con el sistema de vectores. En este caso como se ve, el resorte resiste una carga menor a 10164N (1036Kg por rueda).
El tercer paso, pero no por eso menos importante (ya que el objetivo principal fue cambiar el resorte que compré por otro más blando) fue seleccionar aquel resorte que tuviera la menor constante, en este caso, su constante es de 154 N/mm contra los 239 N/mm del resorte amarillo de AI.
Esta disminución implica un sistema que si bien no es el ideal, representa un 36% mas blando que el que tenía y por ende capaz de absorber la energía de manera mucho mas eficiente.
Como si fuera un doble de película de acción, imaginen que el personaje se arroja de un décimo piso al vacío.
Cae sobre un enorme colchón inflable que absorbe toda la energía potencial de su caída. Cuando lo vemos en la tele, observamos que la dureza de este colchón es mínima, se deforma completamente. La integridad física del doble de acción, no sufre ni un rasguño.
Pero, si fuera que quisiera dañar al pobre tipo....¿Qué haría?. Bueno, basta con ir endureciendo cada vez más el colchón hasta que caer sobre el pueda parecer lo mismo que caer directamente sobre el concreto.
Ese, sencillamente, es el objeto de seleccionar un resorte de la eficiencia adecuada.
Dos pares de resortes...No todos son éxitos, dice un amigo mío
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