Stabilizzatori

Le pinne, dette anche stabilizzatori o alette, sono indispensabili per garantire la stabilità del modello e per mantenerlo lungo la sua traiettoria.

Le pinne sono realizzate in materiali diversi secondo il loro uso e secondo la dimensione del modello del quale fanno parte.
Come sempre, esistono materiali particolarmente adatti che sono quelli usati più comunemente, ma esistono anche soluzioni non standard per esigenze particolari.

Balsa
E’ un legno sudamericano leggerissimo di colore chiaro, con fibre lunghe e regolari ed un eccezionale rapporto tra robustezza e leggerezza. Viene usato per pinne dei modelli piccoli, con motori non superiori ai D, oppure E di bassa potenza. Gli spessori usati sono 1,5 – 2 – 2,5 – 3 mm a seconda delle dimensioni del modello e del motore impiegato. Non conviene mai usare il balsa per spessori superiori ai 3 mm perchè questo spessore si utilizza in modelli di grandi dimensioni quindi con motori più potenti e a quel punto il balsa sarebbe un materiale troppo tenero.
Il balsa esiste in diverse qualità che si differenziano per la loro durezza e il loro peso. Per la maggior parte delle lavorazioni la qualità media, la più comune, va bene. Per modelli che devono essere estremamente leggeri (per le gare, per es.) si può utilizzare il balsa più leggero e tenero, che si riconosce per il suo colore molto chiaro e perchè si può comprimere con le dita. Per lavori più robusti si utilizza il balsa duro, di colore marrone rossiccio con venature più serrate.

Obeche
E’ un legno africano con fibre lunghe e regolari, molto compatto e leggero. Assomiglia al balsa medio ma è lievemente più scuro, un po’ più pesante e più robusto. Si lavora molto bene, come il balsa, e si taglia con un semplice taglierino. Può sostituire del tutto il balsa tranne che in modelli leggerissimi. Si usa in spessori non superiori a 2,5 mm.

Compensato avio
I modelli che utilizzano motori E e superiori hanno masse e velocità che non permettono più di utilizzare il balsa per la costruzione delle pinne. Il compensato avio (betulla) è il materiale più usato in questi casi. Vengono utilizzati spessori di2,5 – 3 – 5 – 6mm. E’ raro che si superino i 6mm ma in modelli di dimensioni davvero grandi è anche possibile.

Fibra di vetro
Nella sua versione detta “vetronite” o G10 (piastre per circuiti stampati) la fibra di vetro è utilizzata nei modelli high power. Le pinne in G10 sono eccezionalemnte robuste e sottili, a tutto vantaggio dell’aerodinamica. Il principale svantaggio di questo materiale è il suo peso e la sua difficile lavorabilità. Gli spessori utilizzati sono 1,5 – 2,5 – 3mm
Un caso particolare sono le pinne realizzate in G10 di spessore molto piccolo (0,25 – 0,5 mm). E’ un materiale flessibile e molto robusto che rimane leggero grazie allo scarso spessore ed ha una minima resistenza aerodinamica. Viene impiegato per le pinne di piccoli modelli da gara.

Compositi e sandwich
Con questi materiali la fantasia permette di realizzare mille combinazioni. I sandwich di solito sono composti da un’anima di legno (balsa o compensato) rivestita in fibra di vetro o carbonio, oppure un nucleo in espanso sagomato rivestito degli stessi tessuti. Le pinne in compositi puri sono costituite da molti strati di tessuto e resina e poi profilate. I vantaggi e gli svantaggi sono quelli comuni a questi materiali (robustezza, leggerezza e costo).

Tabella materiali

Tabella applicazioni
(non include i compositi a causa della grande varietà di realizzazioni possibili)

Le pinne di un modello conservano le denominazioni delle ali di un aereo:

Di solito un modello utilizza tre o quattro pinne. In certi casi possono essere cinque, sei, o addirittura otto, ma si tratta più che altro di soluzioni estetiche e non funzionali.
Dal punto di vista della stabilità, maggiore è il numero di pinne più arretrato sarà il Centro di Pressione (CP), ma la differenza tra quattro pinne e un numero maggiore è poco significativa e non vale l’aumento di resistenza aerodinamica.

La forma in pianta delle pinne è un altro elemento che influenza la resistenza aerodinamica. La forma più comune è quella a tronco-delta (clipped delta), ma le forme possibili sono moltissime.

Se si mantengono delle proprozioni normali, la forma delle pinne non ha una influenza determinante sull’aerodinamica e a volte i risultati migliori si ottengono con forme apparentemente meno aerodinamiche. Per esempio, a velocità subsoniche la forma rettangolare è più efficace di altre perchè conserva le caratteristiche aerodinamiche in modo uniforme lungo tutta la sua apertura.

Sia che si costruisca un kit, sia che si progetti da sé, le pinne vanno rifinite prima di essere fissate al corpo. I bordi esterni vanno arrotondati, tranne la parte che si fissa la corpo, e se lo spessore lo permette l’ideale è sagomare il bordo di uscita con un profilo aerodinamico. Nel caso di pinne in balsa o in obeche è una operazione semplice anche se richiede una mano allenata. Nel caso di pinne in compensato è più difficile a causa della durezza del materiale. Un utensile elettrico come una levigatrice a vastro o a disco sono utili per ottenere un lavoro accurato.

Nel caso di pinne in vetronite è sufficiente arrotondare i bordi perchè il piccolo spessore non richiede sagomature, che peraltro sono difficili a causa della estrema durezza del materiale e della sua abrasività. Se la pinna è realizzata in compositi di grosso spessore si possono sagomare i bordi con utensili elettrici. In questo caso di solito la sagomatura è a cuspide, ad imitazione dei missili reali.

(foto by John Coker)

Per ricavare le pinne dal materiale grezzo il metodo migliore è disegnare la forma di una pinna su un foglio di cartoncino da disegno, ritagliarlo ed usarlo come dima per tracciare il disegno sul materiale.

Se si tratta di balsa o obeche potete usare la dima in cartoncino anche come guida per la lama, oppure potete tracciare il controno sul legno, e poi usare il righello metallico come guida. Nel caso di compensato o altri materiali duri tracciate il disegno a matita e poi seguite il tracciato col seghetto.

Nel caso del taglio di pinne in balsa bisogna osservare alcuni accorgimenti. La venatura del legno deve essere sempre parallela al bordo di entrata, qualunque sia la forma della pinna. Il motivo si intuisce facilmente: questi legni leggeri sono molto fragili e flessibili lungo la direzione delle fibre. Se la venatura fosse parallela al corpo del modello le pinne si spezzerebbero al primo urto, e in certi casi anche in volo.

Quindi la dima in cartoncino si deve posizionare sul foglio di balsa in modo da ottenere che le fibre siano parallele al bordo di entrata e allo stesso tempo ottimizzando il consumo di legno.
Per tagliare il balsa o l’obeche bisogna passare la lama tante volte sullo stesso punto e non tentare di tagliare con un solo passaggio.
Nel caso del compensato il taglio non può essere fatto col taglierino, a meno che non si tratti di compensato molto sottile (1,5 mm al massimo). Per spessori di 2,5 o 3 mm l’utensile più adatto è il seghetto da traforo od un seghetto a mano a denti sottili. Per spessori maggiori si può usare un seghetto alternativo elettrico, un traforo elettrico con lama robusta o, se avete la possibilità, una sega a nastro.

La vetronite è il materiale più difficile da tagliare, a causa sia della sua durezza sia della sua abrasività. Un seghetto a denti sottili può essere usato con vetronite inferiore al millimetro e mezzo, ma per spessori superiori sono necessari robusti utensili elettrici. I dischi da taglio dei trapanini elettrici sono capaci di tagliare spessori di 1,5mm o più. Per questi trapanini esiste un accessorio tagliapiastrelle che è molto efficace con la vetronite. La sua punta non si consuma facilmente e comunque può essere cambiata.
Durante tutte le lavorazioni di questo materiale è caldamente consigliabile usare una mascherina per proteggersi dalla polvere sottile che si genera e che è estremamente dannosa alla salute.

Nei piccoli modelli che utilizzano pinne in balsa o obeche, queste si incollano generalmente sulla superficie del tubo usando colla alifatica. La tecnica migliore consiste nel carteggiare bene la superficie del tubo in modo da renderla opaca, spalmare la colla sul punto in cui va fissata la pinna, spalmarla sulla base della pinne e lasciare asciugare senza unire. Poi spalmare ancora un pò di colla sulla base della pinna ed unire. Vedete anche la sezione Colle.

Montaggio attraverso il tubo (Through-The-Wall/TTW) – Nei modelli più grandi, per motori da E in su, le pinne hanno una protuberanza alla radice (detta “fin tab“) che si inserisce in appositi tagli praticati nel corpo del modello, ed arriva a toccare il tubo porta motore, al quale viene incollata. L’incollaggio viene fatto anche lungo gli anelli di centraggio e nel punto in cui la pinna interseca il corpo. In questo modo il fissaggio è molto più robusto.

In qualche caso, anche in alcuni modelli piccoli viene utilizzata questa tecnica. Sono i casi in cui le pinne hanno una grande apertura e corrono il rischio di rompersi o scollarsi durante l’atterraggio.

Unica eccezione a questa regola si ha quando il corpo ha un diametro appena adatto a contenere il motore (minimum diameter) e quindi la pinna non può penetrare all’interno del tubo. In questo caso la pinna ha una piccola radice che si incastra solo nello spessore del tubo, e la giunzione viene irrobustita con striscie di fibra di vetro che in certi casi possono possono addirittura rivestire l’intera pinna e proseguire alla successiva creando una struttura estremamente compatta e robusta.

Il gruppo formato dalle pinne fissate al tubo motore si dice anche “fin can” e nei modelli di alte prestazioni può venire rivesito con strati di tessuto di vetro o carbonio. Il rivestimento si può praticare solo sulla giunzione tra pinna e tubo, oppure essere uno unico che va da una estremità di una pinna all’estremità della pinna opposta (tip-to-tip).

Un ulteriore irrobustimento si può realizzare colando della schiuma bicomponenete nello spazio compreso tra tubo motore e corpo del modello.
La schiuma bicomponente reagisce molto velocemente e si espande di volume riempiendo ogni spazio e bloccando le pinne al loro posto. L’eccesso di resina che fuoriesce da dietro si taglia con un semplice taglierino. E’ necessario usare solo la schiuma bicomponenete, e non le schiume in bombola. Queste ultime infatti non garantiscono un indurimento completo e una stabilità nel tempo.

Tracciare la posizione delle pinne
Per tracciare sul corpo la posizione di ogni pinna si possono usare diversi sistemi.
Il più comune è il metodo della striscia di carta. Supponiamo di avere una fusoliera costituita da un tubo da 66mm di diametro esterno (BT-80 oppure BT-2.6). La sua circonferenza sarà pari a 66 x pigreco = 207,35 mm. Se vogliamo montare tre pinne dobbiamo dividere questa circonferenza per tre: 207,35 / 3 = 69,1 mm. Prendiamo una striscia di carta alta un paio di centimetri e tracciamo su di essa tre segni verticali a distanza di 69,1 mm l’uno dall’altra. Avvolgiamo strettamente questa striscia sul corpo del modello, vicino all’estremità dove andranno incollate le pinne e fissiamola con un pezzetto di nastro. Ora tracciamo dei segni a matita sul tubo in corrispondenza dei segni sulla striscia di carta. Quando togliamo la striscia di carta avremo la posizione delle tre pinne tracciata sul tubo. Ora si prende un angolare di metallo e si appoggia sul tubo in corrispondenza di questi segni, e si usa il bordo dell’angolare per tracciare delle righe guida sul tubo che serviranno per allineare le pinne.

Un altro sistema consiste nel tracciare la circonferenza del tubo su un foglio da disegno (usate un compasso, non seguite la circonferenza del tubo con la matita altrimenti sarà più grande), e ricavare la posizione delle pinne in modo geometrico, aiutandosi col compasso. Poi si appoggia il tubo sulla circonferenza tracciata e si riportano sul tubo i punti dove montare le pinne. La traccia di allineamento sul tubo si fa col sistema dell’angolare descritto sopra.

Taglio degli incastri nei tubi
Se le pinne devono passare attraverso il tubo (modelli di grandi dimensioni) bisogna praticare dei tagli su di esso. Nei kit questi tagli sono già fatti, mentre se volete realizzare da voi un modello dovrete provvedere da soli.

I tagli nei tubi di cartone si fanno col taglierino. Tracciate la posizione del taglio sul tubo con uno dei sistemi descritti sopra. Dovrete disegnare il perimetro del taglio sul tubo compreso il suo spessore. Aiutandovi col solito angolare di metallo fissato al tubo con masking tape potete passare la lama sulle tracce finchè il tubo non è tagliato.

Un altro sistema è di incollare sul tubo un listello di legno delle stesse dimensioni del taglio, esattamente sulla traccia del taglio stesso. La colla cianoacrilica è la più adatta in questo caso. Il listello vi farà da guida per la lama. Tagliate tutto intorno, e il listello resterà incollato alla piccola porzione di tubo che viene asportata per liberare il taglio.

I tubi fenolici vanno tagliati con strumenti più robusti. Il metodo più alla portata di tutti è utilizzare un trapanino elettrico (Dremel) col disco da taglio. Ci vuole una mano ferma ma il taglio viene bene soprattutto se il disco è di diametro abbastanza grande. Un accorgimento ulteriore è formare un “sandwich” di dischi da taglio chiudendone tre o quattro di minore diametro tra due di diametro maggiore. In questo modo si possono incidere contemporaneamente i due lati del taglio. Usate sempre occhiali protettivi perchè questi dischi possono spezzarsi o proiettare materiale ad alta velocità. Al termine occorrerà rifinire con carta vetro.

Chi dispone di una sega circolare può utilizzarla per i tagli nei tubi fenolici o in fibra di vetro, e per gli stessi materiali si possono utilizzare frese, sia da banco che come accessorio dei trapanini elettrici.
Esistono mille metodi per realizzare tagli in questo modo, e mille progetti per strutture che reggono il tubo durante il taglio. Tra tutti suggeriamo i metodi descritti da John Cocker nella sua pagina sul taglio dei tubi. Anche se non sapete leggere l’inglese le immagini sono sufficienti a capire il metodo.

Filetti
Per irrobustire la giunzione tra pinna e corpo si usa fare dei “filetti” di colla nel punto in cui la pinna si unisce al corpo. Questa operazione è necessaria su tutti i tipi di modelli, grandi e piccoli. Lo scopo dei filetti è duplice: aumenta la superficie lavorante e migliora le caratteristiche aerodinamiche della giunzione.

I filetti vengono realizzati con la stessa colla che si usa per la costruzione di tutto il modello, quindi nei piccoli modelli si userà stendere una striscia di colla alifatica che per gravità si adatta alla giunzione e una volta indurita formerà un filetto ben fatto. Si possono effettuare due passaggi nel caso il primo fosse insufficiente. Tenete conto che questa colla si ritira notevolemente durante l’essiccazione. Filetti fatti con questa colla possono venire carteggiati prima della verniciatura.

Nei modelli più grandi i filetti si realizzano utilizzando epoxy pura, o più spesso caricandola con riempitivi di varia natura (fibrette tagliate, polveri inorganiche, talco, microsfere, etc.). L’epoxy caricata ha una consistenza più o meno pastosa secondo la quantità di riempitivo e può essere usata come uno stucco. Quando indurisce diventa un materiale molto facile da carteggiare.
La tecnica per la stesura di questi filetti e semplicemente di riempire lo spigolo tra pinna e corpo con epoxy caricata, e stenderla a forma di filetto usando prima una spatolina e poi il dito intinto in alcool dentaurato. Vedete anche i consigli più sotto.

Proporzioni
E’ possibile utilizzare delle proporzioni generiche se si vuole progettare il proprio modello. Nel disegno sono indicate queste propozioni che sono scalabili per ogni dimensione.

Incollaggio rapido
Ecco una variante del sistema di incollaggio delle pinne in modelli tipo Estes. Prima assicuratevi che lo strato lucido esterno sia ben carteggiato (deve essere opaco). Poi applicate un leggero strato di epoxy da 30 minuti sulla radice della pinna eccetto gli ultimi 3 mm alle estremità. Mantenete la pinna nella posizione desiderata e applicate una goccia di cianoacrilica in queste due posizioni alle estremità. L’azione capillare porterà la cianoacrilica in queste fessure. Mantenete in posizione la pinna per pochi secondi finchè la colla non è abbastanza solida. Ora si può proseguire con le altre pinne. La cianoacrilica blocca le pinne in posizione mentre l’epoxy ha il tempo di essere assorbita dal tubo e dal legno creando un fissaggio molto robusto.

Fissaggio delle pinne in modelli High Power
Le pinne dei modelli high power devono essere fissate in modo molto rigido con filetti di colla lungo tutte le superfici, quindi sia tra la pinna e il corpo all’esterno, sia all’interno tra pinna e tubo motore.
Usate un’epoxy da 15, 20 o 30 minuti per incollare l’anello di centraggio anteriore (verso la punta del modello) al tubo motore. Non incollate l’anello posteriore per ora.
Installate il sistema di ritenzione motore nell’anello posteriore e lasciate indurire la colla. L’anello posteriore deve essere rimosso dalla sua posizione una volta che il supporto motore è installato.
Spalmate l’epoxy all’interno del tubo dove andrà incollato l’anello anteriore, aiutandovi con una bacchetta di legno. Poi inserite il tubo motore e lasciate indurire mettendo il modello in posizione verticale. Dopo che l’epoxy che fissa l’anello anteriore è dura potete rimuovere l’anello posteriore. Usate un tondino di legno per creare filetti di epoxy sul retro dell’anello anteriore e lasciate indurire.
Mettete un poco di epoxy da 5 minuti sulla radice di una pinna, sul bordo che si incollerà al tubo motore, ed inserite la pinna nella fessura praticata sul corpo del modello. Mantenete in posizione finchè l’epoxy non è indurita. Ripetete l’operazione per ogni pinna. L’epoxy rapida serve solo per tenere al suo posto la pinna, mentre l’incollaggio vero e proprioviene fatto con epoxy da 30 minuti spalmata sul punto di giunzione tra la pinna e il tubo motore.

Creazione filetti
Ecco un metodo per creare filetti perfetti senza dover carteggiare eccessivamente. Posizionate il modello su un supporto che lo tenga in orizzontale. Giratelo in modo che due pinne puntino verso l’alto con le loro astremità allo stesso livello. Dovrà sembrare una specie di V rovesciata. I due filetti all’interno di questa V verranno fatti contemporaneamente.
Mettete del masking tape ad ogni estremità dei filetti, da dove l’epoxy può scorrere via, costruendo una specie di diga. Mescolate abbastanza epoxy da 30 minuti per fare due filetti di 6 mm di spessore e versatela con cura sul punto di congiunzione tra corpo e pinna. Attendete che si livelli raggiugendo le due estremità dove viene fermata dal masking tape. Sollevate il modello e inclinatelo avanti e indietro per spandere la epoxy. Quando l’epoxy si è stesa bene ruotate parzialmente il modello a destra e sinistra in modo che l’epoxy vada 5 o 10 mm al di sopra del filetto, sia sulla pinna che sul tubo. Poi rimettete il modello in orizzontale come era prima. A questo punto la resina dovrebbe aver già iniziato l’indurimento. Intingete un dito nell’alcool denaturato e passatelo sul filetto per lisciarlo perfettamente. L’alcool vi permette di fare un ottimo lavoro. Attendete che l’epoxy indurisca perima di fare gli altri filetti. Quando è indurita togliete le “dighe” di nastro e carteggiate le estremità dei filetti di epoxy in modo da raccordarli alla pinna.

Utensile per filetti
Quando si stendono i filetti con le dita l’epoxy tende ad accumularsi sui lati, sporcando il tubo e la pinna. Un cucchiaio di plastica risolve il problema. La punta ha un contorno arrotondato che dà la forma al filetto, e l’eccesso di epoxy si accumula all’interno del cucchiaio.

Il modellismo spaziale è un hobby con norme precise che prevedono la costruzione dei modelli con materiali leggeri e non metallici (cartone, legno, plastica, etc.) e l’utilizzo esclusivo di motori disponibili in commercio specifici per questi modelli, escludendo espressamente i tentativi di realizzazione casalinga degli stessi.

Il modellismo spaziale è ufficialmente riconosciuto ed inquadrato nel regolamento della FAI – Federazione Aeronautica Internazionale, e per essa dall’Aero Club d’Italia. Come prima associazione registrata che si occupa di modellismo spaziale in Italia, ACME ha costituito il modellismo spaziale come attività sportiva, ne ha elaborato il Regolamento Sportivo Nazionale che è necessario rispettare per tutte le attività di modellismo spaziale, e lo ha depositato regolarmente presso il CONI.