Yak 54 34% elétrico

Em homenagem ao nosso construtor do Bairro Juçara, Mesaque que pretende montar um aero giant elétrico, seria com certeza o maior do maranhão e só pra ele ter uma idéia de como fazer isso postarei aqui uma experiência ocorrida com a equipe do Asas Elétricas que montou um Yak 54 34% elétrico, com certeza o maior elétrico do Brasil, nessa matéria deles conta toda a história dessa empreitada. Vamos à matéria.

O maior aeromodelo elétrico do Brasil, GIANT Yak-54 34% de escala.

O Asas Elétricas tem o maior orgulho de anunciar aos seus amigos e clientes um feito único na história do aeromodelismo nacional. Após pesquisas intensas, criação de parcerias, elaboração do projeto, testes em bancada, execução, montagem e testes de vôo, no qual foram gastos 8 meses, voou em Franca - SP, nas mãos de Fabio Junqueira no dia 18 de Agosto de 2007, o maior aeromodelo elétrico do Brasil. Os números deste modelo são impressionantes. Mesmo aqueles que não têm muita intimidade com aeromodelos elétricos podem ver facilmente pelos números o quão especial é este modelo.

Ao fim da matéria veja os vídeos dos primeiros vôos. 

• Modelo= GIANT Yak 54 34% de escala da LEM MODELS
• Motor= Plettenberg Predator 30/8 de 11kwatts de potência máxima
• Hélice= RASA 27x13 de fibra de carbono
• Speed Control= Jeti Spin 200A
• Bateria= Li-Po Thunder Power 12S 44,4v 7.600mah - 152A continuos - 380A rajada
• Radio= Spektrum DX7
• Receptor= AR7000
• Eletrônica= Smart-Fly Power Expander EQ10 + Turbo REG + 2 baterias Thunder Power 2S 2000mah
• Servos= 8 JR 8611A
• Peso= 11,9 kg
• Envergadura= 2,65 Metros
• Comprimento= 2,4 Metros
• Torque= 15kg com 50% de motor; >25kg com 100% de motor
• RPM= 6.000 com uma RASA 27x13 a 100% de motor
• Autonomia= 12 minutos com vôo acrobático; 8 minutos com vôo 3D

O Projeto
 

Já fizemos diversas conversões de modelos GLOW para Elétrico, e acabávamos sempre convertendo modelos maiores e mais pesados. Até que um dia nos perguntamos se haveria algum limite para isso. Alguns diziam que no máximo conseguiríamos converter um 27% de escala, decidimos então fazer o maior aeromodelo elétrico do Brasil que teria que ser maior do que um 27%. Ficou decidido que este modelo teria que ser ágil, portanto optamos por um modelo de acrobacia 3D. Decidimos também que nenhum de nós teria habilidade suficiente para voar um modelo destes com a segurança e perícias necessárias, portanto ele seria entregue a um piloto profissional, para voar o modelo em shows, eventos e competições. Teríamos que aprender sobre os diferentes equipamentos usados em Giant, pois não tínhamos nenhuma experiência nesta área. E é claro teríamos que achar soluções no mercado, para levantar um modelo deste porte do chão e fazer bonito no ar. Como sempre a vida nos ensina muitas coisas, e aprendemos muitas coisas novas com este projeto, fizemos diversas novas parcerias e novos amigos tanto no Brasil quanto no exterior. Deste projeto surgiram as seguintes parcerias:

FAM Aeromodelismo= Já tínhamos contato com a família da FAM, pois em todos os eventos que íamos eles estavam por lá. Esta foi uma parceria que surgiu naturalmente pois já éramos conhecidos e quando apareceu a idéia de montarmos o GIANT Elétrico o Fabio Junqueira nos deu o maior apoio e nos guiou nas direções certas sobre que equipamentos usar no GIANT. Acabamos por patrocinar o Fabio que é bicampeão de acrobacias IMAC 2006/2007 e seu irmão Fabrício que tirou terceiro lugar no IMAC 2007 categoria Básica. Em troca eles irão demonstrar em todos os Shows e Eventos que forem nosso GIANT Elétrico.

Smart-Fly= Sondamos e pesquisamos os produtos da Smart-Fly após ela ter sido apontada tanto pelo Fabio, quanto por diversos Fóruns especializados em Giant, tanto nos EUA quanto na Europa. Ela fabrica Power Expanders, Equalizadores de Servos, Reguladores e diversos outros produtos específicos para modelos grandes. Os quais confesso desconhecia a utilidade até o momento, mas se mostraram imprescindíveis a performance correta e segurança de um modelo GIANT. Agora somos representantes oficiais da Smart-Fly no Brasil.

Thunder Power= As baterias da Thunder Power foram as únicas que atendiam perfeitamente as necessidades do GIANT Elétrico, e sendo os representantes aqui no Brasil esta parte do projeto foi fácil de completar.

Plettenberg= Reconhecida mundialmente como a melhor marca de motores brushless para modelos grandes do mercado mundial. Fomos recebidos como parceiros da Plettenberg com grande entusiasmo, pois eles já sabiam que estávamos procurando um motor para equipar um GIANT, por causa de diversas mensagens trocadas em Fóruns. Foi-nos oferecida uma representação da Plettenberg aqui no Brasil, que aceitamos com prazer.

O Motor

Vou começar por ele pois é a estrela aqui. Testamos alguns motores antes de decidir pelo Predator 30/8 da Plettenberg. Sabíamos que somente poucos motores no mercado levariam um Giant. Tínhamos duas premissas básicas: primeira, o motor deveria ser um brushless outrunner direct-drive ou seja, sem nenhuma caixa de redução ou acoplamento, segunda, deveria ter no mínimo 6Kw de potência. Esta seria a potência necessária para voar um modelo de 10kg sem fazer feio. Descartamos logo de cara os motores da Hacker que muitos modelos lá fora usavam, pois o mais potente deles é o A60 de no máximo 2.6KW e o C50 Quad mais potente, tem engrenagens de acoplamento e necessitaria de 4 speed-controls. Outro candidato seria os motores da NEUMOTORS, mas estes também tinham caixas planetárias para chegar a potência desejada. Os Franceses da Cyclon também atraíram nossa atenção, porem ainda não tinham seu maior motor lançado no mercado. A AXI também não conseguiria atender as especificações do motor. Sobraram somente duas opções, um motor de fabricação chinesa de 6.5Kw e o famoso Plettenberg Predator de 11Kw. Resolvemos testar o motor chinês primeiro, por ele ser mais barato que o Plettenberg e ter para pronta entrega. Sou um defensor dos produtos chineses, acho que existem 3 tipos de produtos chineses: a cópia ruim, a cópia boa e o produto original ótimo. O problema é que a maioria os produtos deles se encaixam na primeira categoria, mas quando se encaixam na ultima em geral são muito bons e baratos. Bem, não preciso dizer que o motor testado se encaixou perfeitamente, para infelicidade nossa, na primeira categoria. Foram testados dois motores chineses, dos quais um deles soltou até os imãs. Conseguimos chegar até uns 13Kilos de empuxo, mas nesta brincadeira queimamos 3 Speed Controls. Achávamos que o problema era dos Speed Controls, mas quem estava queimando os Speeds era o motor!! Ou seja, a famosa frase "o barato sai caro" se fez presente. Após este tremendo fracasso estávamos dispostos a desistir, porém não me dei por vencido e descobri a Plettenberg, ou melhor eles descobriram o Asas Elétricas. Trocamos alguns e-mails e fui convencido por alguns vídeos na internet que o Predator 30/8 seria o motor certo para o trabalho. Encomendamos o Predator junto com alguns outros motores que agora estão em testes no Asas Elétricas( nós voamos o que vendemos ). Foram diversas semanas angustiantes de espera pois como toda empresa européia de produtos de ponta em aeromodelismo, a Plettenberg trabalha por demanda e os produtos são acabados e testados um por um. Queríamos apresentar o modelo no GIANT de ITU, mas o motor chegou á apenas uma semana do evento, mas mesmo assim achei que daria tempo.
Quando soube que o motor estava na loja, fui correndo para fazer os testes. A apresentação do motor impressiona, que acabamento! O enrolamento fica bem aparente e nota-se a perfeição do encaixe dos fios no estator, e o estator por si só já uma peça interessante pois é todo vazado. A única coisa que senti falta foi um suporte para prender o motor no modelo, mas isto foi providenciado rápido com uma chapa de alumínio de 3mm e parafusos em barra grossos e porcas auto-travantes. Gostamos de usar os parafusos em barra, pois é muito fácil de acertar e ajustar a incidência do motor com eles. Baterias carregadas, conectores soldados, suporte de alumínio feito, speed control configurado conforme o fabricante especifica, motor preso em nossa balança de torque em aço especialmente confeccionada para ele. O único preparativo que estava faltando era um amperímetro capaz de medir a corrente de consumo do conjunto. Não queria arriscar um de nossos E-Meter pois sabia que a corrente máxima deles era de 100A e com certeza o motor puxaria mais do que isso, portanto teríamos que testar sem um amperímetro, mas o Speed Control nos ajudaria nas medições como vou relatar mais a frente. Chegou a hora de testar o motor, a expectativa era tangível no rosto de todos os amigos presente, e meu coração acelerou um pouco acompanhando o movimento dos meus dedos no stick do motor no rádio. Suavidade, esta é a palavra certa para o primeiro movimento da hélice RASA 27x13, ao cortar o ar movida pelo Predator, sem trancos, sem ratear, apenas começou a girar com aquele barulho característico de um motor brushless ao fundo. Dou um pouco mais de motor a já começa a ficar difícil de escutar o que as pessoas falam, menos de um terço de motor e a balança marcava 9Kilos, acelero mais e chego a 13Kilos, a balança ameaça sair do lugar! Paramos o teste e prendemos melhor a balança e um amigo mais corajoso se prontifica a ficar atrás dela segurando com os pés para ela não tombar para frente pelo empuxo do motor. Reiniciado o teste, 1/3 de motor 9Kilos, 50% de motor 15Kilos, o vento ameaça derrubar todos os modelos pendurados no teto da loja e arrancar os cabelos do corajoso atrás da balança, 70% de motor 15Kilos, opa? Só isso? Era o limite da balança, ela só chegava a 15Kilos, mas isto não me impediu de acelerar a 100% de motor, ao ponto do corajoso implorar para que eu parasse com o teste, mas como ninguém conseguia escutá-lo, é claro que não parei!! Quando fiquei satisfeito em saber que nada havia dado errado depois de uns 40 segundos a 100% de motor e muitos gestos desesperados do nosso ex-corajoso colaborador, cortei o motor a zero. Bateria desconectada por segurança, medimos a temperatura do motor, inacreditavelmente ele permanecia a temperatura ambiente, levemente morno, talvez a uns 36 graus pois era agradável ao toque. Isto demonstrava a eficiência do motor, sem calor, sem perda. O Speed Control, estava apenas levemente mais quente que o motor e bateria na mesma temperatura que o Speed Control. Realizei mais 2 testes de corte de motor, deixando o motor ligado em 50% o tempo todo até o Speed Control cortar. Foram 12 minutos com 15Kilos de empuxo constante, nada mal. O motor e Speed Control mantiveram a mesma temperatura que o primeiro teste e as baterias esquentaram um pouco mais, mas sempre dentro dos limites. O conjunto tinha passado nos testes, estava pronto para ir para dentro do modelo. O emprego de 12S e uma 27x13 conseguiu extrair 8Kw de potência do motor, mas ele ainda poderia girar uma 30x10 e chegar ao limite de 10Kw de potência gerando mais de 30Kilos de torque.

O Speed Control
A Plettenberg aconselhava dois Speed Controls para o Predator, JETI SPIN 200 e FUTURE 40.160H da Schulze. Na verdade as duas emresas fazem parte das 4 melhores marcas de Speed Control no Mercado: Schulze, Jeti, Castle Creation e Kontronik. Optamos pelo JETI pela facilidade de programação através do JETI BOX e pela sólida construção. O que se nota logo de cara neste Speed Control são os grandes capacitores, a caixa de metal que também é o dissipador de calor e uma quantidade enorme de fios saindo dele. São dois fios grossos preto e vermelho, para ligar a bateria, um fio bem menor vermelho do sistema anti-fagulhas que se liga ao positivo da bateria, três fios grossos pretos para ligar ao motor, um conector de servo para ligar ao receptor e outro conector de servo para se ligar ao programador JETI BOX. Os conectores usados para se ligar as baterias são do tipo usado em motores brushless banhados a ouro, porém de 6mm, o do sistema anti-fagulhas é de 3,5mm e os fios do motor foram soldados diretamente. O sistema anti-fagulhas é uma benção. Aqueles que têm modelos elétricos com baterias maiores que 4S sabem que quando conectamos as mesmas ao Speed Control, levamos sempre aquele susto com as fagulhas. Imagine a fagulha de um pack 12S 7.600mah! É quase um solda elétrica! Mas usando o sistema anti-fagulhas no qual ligamos o negativo da bateria, depois o fio mais fino vermelho no positivo da bateria e somente depois o fio vermelho mais grosso também no positivo, não há fagulha nenhuma e parece que estamos ligando a bateria de um Shock Flyer. O Speed Control é tão cheio de opções que eu teria que escrever uma matéria inteira só sobre ele. Mas algumas são mais importantes e incomuns e merecem ser mencionadas aqui. Curva de aceleração, com três opções Linear-Logarítmica-Exponencial, permite o piloto escolher a aceleração que melhor se ajusta ao seu modo de voar e ao modelo. Data Logger interno, guarda diversas informações sobre o motor e o Speed Control, como: Voltagem, Amperagem, Temperatura, Tempo de acionamento, Amperagem consumida e RPM. Tanto a programação do SPIN 200 quanto a leitura dos dados, são facilmente visualizadas e alteradas no JETI BOX.

A Bateria
O Predator 30/8 com uma hélice 27x13 exigia uma bateria de no mínimo 12S e pelos nossos cálculos teria um consumo de 60A em média com 50% de motor, portanto se quiséssemos um tempo de vôo decente a capacidade da bateria teria de ser grande. A Thunder Power tem duas baterias com estas características: 6S 7.600mah e 6S 9.000mah. Como estávamos preocupados com o peso do modelo e queríamos que ele fizesse 3D optamos pela mais leve 6S 7.600mah com duas ligadas em série perfazendo 12S ou 44.4v ( 50,4v totalmente carregada ). Estas baterias são capazes de fornecer 152A contínuos, 228A durante curtos períodos e 380A de rajada de pico. Fazendo um cálculo simples de potência: 44,4v X 152A= 6.748Watts UAU!! Isso é suficiente para ligar um ar-condicionado! As duas baterias de 7.600mah juntas pesam 2,3Kilos, bem pesado para quem esta acostumado com Li-Pos de 150Gramas. Mas depois dos testes de vôo do modelo notamos que poderíamos ter usado até as de 9.000mah sem nos preocupar com o peso extra. Para carregar estes pequenos monstrinhos, estamos usando um carregador E-Station Bantam 902 e dois balanceadores PB-6 interligados. O 902 é o único carregador do mercado que poderia fornecer a energia suficiente para carregar em tempo hábil estas baterias. As baterias foram presas no YAK através de dois grandes velcros e separadas uma da outra para melhor refrigeração. Mas tarde iremos fazer um suporte vazado que permita retirar as duas baterias com maior facilidade e proporcione uma maior refrigeração.

  A Eletrônica
Para preservar nosso modelo, investimos em segurança. Desde o rádio transmissor, até os servos, tudo foi projetado para ser seguro. Definimos o Spektrum DX7 como o radio transmissor junto com o receptor AR7000, pois como o Fabio irá voar o modelo em diversas Feiras e Shows, não queríamos ficar preocupados com interferências e outras pessoas ligando um radio num mesmo canal que o nosso. Na verdade o melhor seria usarmos um Spektrum de 12 canais, não por causa do numero de canais mas sim pelas funcionalidades extras, como mixagens e chaves, mas como este modelo ainda não esta no mercado nacional decidimos esperar. O servos são oito JR 8611A de 9Kilos de torque em 6volts, dois para cada aileron, dois para o leme e dois para o profundor. Para co-ordenar toda esta equipe de servos e distribuir a energia necessária para todos eles, instalamos um Power Expander EQ10 ligado a um Turbo Reg ambos da Smart-Fly. A função de um Power Expander é fornecer energia necessária aos servos e receptor de uma forma segura, filtrada e organizada. Não basta ligar a bateria no receptor e sair emendando fio, se você fizer isso corre um risco tremendo de ter uma falha catastrófica. Como temos mais de um servo comandando uma superfície de comando, o ideal é usarmos equalizadores de servos, que fazem com que os servos andem juntos na mesma proporção, curso e velocidade, impedindo assim que um servo fique "brigando" com outro o que causaria perda de energia e fadiga prematura nos servos. O Power Expander EQ10, tem equalização de todos os servos em todos os canais e não necessita de equalizadores externos ( tipo matchbox ), tornando a instalação muito mais limpa. Para alimentar esta família faminta por energia, usamos duas baterias Li-Po Thunder Power 2S 2.000mah, totalizando 4.000mah, ligadas a um Turbo REG. Este regulador de tensão da Smart-Fly tem a função de reduzir a voltagem de 7.4v para os 6v necessários aos servos, ele suporta até 17A de corrente muito mais do que suficiente para nosso projeto. Ele não é um regulador comum, tem duas entradas e duas saídas, onde são ligadas duas baterias para alimentar o Power Expander, caso uma das baterias falhe ou entre em curto ele isola o problema e a outra segura o sistema todo. Caso as duas baterias estejam funcionando direito, ele puxa energia de ambas. Muitos modelistas de GIANT, não usam Li-Po em seus modelos pois alegam que as mesmas são frágeis, que com a trepidação quebram os elementos, que são difíceis de carregar, etc. Preferem baterias de Li-Io, Ni-Mh ou Ni-Cd que dizem, são mais robustas. Nem cogitamos a possibilidade de usar outras baterias diferentes das Li-Po para alimentar nosso modelo, o fato é que descobrimos que estas afirmações não passam de suposições baseadas em relatos duvidosos de modelistas que não tinham a menor intimidade com baterias de Li-Po e nem sabiam como tratá-las. Meu conselho é o seguinte, se você voa GIANT, tem modelos elétricos e sabe manusear uma Li-Po, use-a sem medo no seu GIANT. Se você voa GIANT mas não sabe nem o que é uma Li-Po, e não gosta de aprender coisas novas, é melhor continuar não sabendo o que é. Muitos dos problemas relatados foram mau uso das Li-Po.

O  YAK 54

  Havíamos optado por um modelo acrobático mas não sabíamos ao certo se seria um Extra ou um YAK, optamos pelo YAK pelo formato do seu COWL o que proporcionaria uma excelente ventilação para o motor. Compramos o YAK da LEM que enviou o mesmo para a FAM montar e entelar. O kit vem com a fuselagem montada, asas, leme e profundor prontos para entelar, mas não é tão simples assim quando se trata de um modelo com 2,6 metros de envergadura. GIANTs devem ser montados por pessoas com experiência e o Fabio Pai sabe montar um modelo com maestria. As partes devem se encaixar com perfeição e todo modelo é montado só na madeira, medidas são tiradas para que asas, leme, profundor e fuselagem fiquem alinhados e com a incidência certa. Sempre é necessário fazer correções pois a madeira trabalha de acordo com a umidade e temperatura ambiente, por isso depois de tudo alinhado a entelagem tem de ser feita na mesma hora para "travar" a madeira na posição desejada. Por falar em entelagem, encomendamos para nosso amigo Denis que fez  o nosso logo e diversos outros trabalhos de desing gráfico, a padronagem que se encontra no YAK.Queríamos algo que as pessoas pudessem identificar como sendo do Asas Elétricas e ao mesmo tempo fosse bonito e de alto contraste para facilitar o vôo. O resultado foi além do que esperávamos. A aplicação da padronagem na entelagem do modelo ficou a cargo do Fabrício da FAM que trabalha com tamanha arte no que faz que não se vê um vincado ou algo fora do lugar, mesmo numa entelagem complicada como esta. A instalação do motor na incidência certa, e todo o resto dos eletrônicos também ficaram a cargo do Fabrício, e o Fabio realizou os acertos finais nos servos. Gostaria de ressaltar aqui o profissionalismo da equipe da FAM,  o esmero e cuidado com o modelo, a segurança de vôo vem sempre em primeiro lugar e não são aceitos gambiarras ou quebra galhos, mesmo em pequenos e aparentemente inofensivos detalhes. O peso final do modelo ficou em 11,9Kg, o que equivale a um 34% Gasolina portanto totalmente dentro
das especificações do kit. 

Os vôos de teste

Chegou a hora de verdade, 8 meses de projeto seriam testados nos próximos minutos, eu não tinha dúvida de que o motor levaria bem o modelo, mas primeiro vôo sempre da um frio na barriga. Depois das ultimas verificações e trimagens em solo, colocamos um pack de baterias no YAK e fizemos um teste de distância com o rádio, teste de motor, servos, etc. Fiquei ao lado do Fabio com a câmera em posição, ventava bem, mas não o suficiente para atrapalhar um modelo deste tamanho. Na pista todos os integrantes da equipe FAM, alguns clientes e amigos, e eu, tremendo... Fabio me pergunta se podia decolar. Agora não tinha mais jeito. Claro! Falei. O motor soa mais grave, o modelo desliza pela pista e em poucos metros se alça ao ar. UFA! Fiquei mais aliviado, mas ainda estava um pouco preocupado. Não sei por que me senti assim, pois sabia que se algo tivesse que dar errado era improvável que fosse acontecer logo na decolagem, seria mais plausível acontecer numa manobra mais brusca ou quando o motor fosse mais exigido. Na primeira passagem do YAK pela pista ficamos sabendo o quão especial é este modelo. O barulho dele é único, só posso definir como "uma mistura de turbo-hélice com Tie-Fighter" ( para quem não sabe Tie-Fighter são aquelas naves espaciais do Darth Vader de Guerra nas Estrelas ). A primeira coisa que escuto depois dele passar é "Nossa, eu quero um canister igual a esse!". O Fabio fazia diversas passagens sobre a pista só para escutarmos o barulho do avião, alguém falou que nos modelos a gasolina escutávamos o motor voando, mas neste escutávamos o avião voando. Já sabíamos que ele era bonito, fazia um som legal, mas ele faria 3D? Num vôo de estréia não se abusa muito do modelo pois não se sabe o que esperar, portanto tem que se fazer um vôo "papai e mamãe", mas esta não era a idéia que o Fabio fazia de um vôo de estréia. Logo de cara ele pos o YAK numa série de rools lentos, mandou alguns snap-rools, e pendurou em torque o bicho lá em cima. Ele faria 3D sim!! Já satisfeito com o que tinha visto e preocupado com o motor, speed e bateria, pedi que ele pousasse para verificar como estavam as coisas. Perguntei a ele: -"E ai Fabinho, gostou?" -"Nossa, bom demais. No terceiro vôo nóis RELA o Leme!" Modelo parado, fui verificar o motor, frio! E quando digo frio, é porque estava mesmo mais frio do que se tivéssemos deixado o ele parado tomando sol direto. O Speed Control estava levemente morno, e as baterias idem. Agora sim eu podia relaxar, tudo dera certo e o conjunto motor foi um sucesso, segundo o Fabrício o Predator poderia levar até um 40% de escala num vôo esporte. Partimos para os outros vôos, foi um total de quatro vôos neste dia. Tivemos que acertar o tipo de aceleração para Logarítmica e chegar as baterias mais para trás para dar um certo peso de cauda, mais adequado para manobras 3D. Com estes detalhes acertados o Fabio começa a abusar, faz harrier invertido e torque-rool a centímetros do chão, não cumpriu a promessa de "relar" o leme no chão, o que me deixou feliz. Estes vôos nos deram a oportunidade de descobrir o tempo de vôo do modelo, que ficou em 8 minutos para vôo 3D e 12 minutos para vôo esporte. As baterias esquentaram um pouco mais no terceiro e quarto vôo onde o Fabio abusou do torque-rool, mas nada com que devêssemos nos preocupar.

Ao final do dia, me sentei no box da pista, olhei para o modelo e pensei:

"UAU! Fizemos história hoje. Acabamos de voar o maior aeromodelo elétrico do Brasil!"

Por: Augusto Pizarro

Agradecimento: Fábio Junqueira(Fam Modelismo) e Augusto Pizarro (Asas elétricas)

Quarto Vôo 

Segundo e terceiro vôo

Primeiro vôo