Modelismo naval. Descripción de mí método de diseño de un modelo de fragata tipo F – 100 (II)

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La primera parte de este relato es la descripción del método de confección del plano de formas de una fragata tipo F – 100, de modo que, tomándolo como punto de partida, continuaré la descripción del proceso de diseño de los elementos constitutivos de un modelo de estas fragatas.

Antes de continuar, debo aclarar a los modelistas obsesionados con la escala de los modelos que hacen, que la elegida para este se refiere únicamente a su plano de formas, pues, por citar solo algunos ejemplos, no están a escala el espesor de los forros, el perfil de los timones y aletas, o el diámetro de las mechas, unos por inviables, y otros por desconocer su tamaño y forma real. Añado también que algunas de las soluciones que muestro son unas de las muchas posibles y, a buen seguro, las habrá mejores.

El plano de formas de la Fig. 24 es idéntico al último mostrado en la primera parte de este relato, su única diferencia es el tamaño – con el comando «escala» lo dimensioné a escala 1/125 – y algún intrascendente cambio de color en ciertas líneas. También tiene incorporadas las líneas de eje, los timones y la línea de flotación, aunque, por no hacerlo más denso, carece de arbotantes, quilla de balance y aletas estabilizadoras. El método de trazado de estos elementos del casco es el ya descrito en la primera parte de este relato, por lo que no insistiré sobre él.

Fig. 24

Como todo plano, el de la Fig. 24 es solo un conjunto de líneas, por eso es imprescindible definir ahora el tipo y tamaño de los materiales que se utilizarán para hacerlas tangibles.  También conviene definir cómo será su estructura básica; en este sentido diré que el modelo estará constituido por un anillo longitudinal situado en su plano de crujía sobre el que se encolarán 24 cuadernas perpendiculares a él y, al conjunto formado por todo ello, se encolará la cubierta superior. Dicho esto, paso ahora a definir las características de algunos elementos constitutivos del modelo:

ELEMENTOCALIADDIMENSIONES (mm)CANTIDAD
Anillo longitudinalContrachapado de abedul finlandés1200x125x51
Cuadernas«Según planos y 3 de espesor3 paneles de 500×250
Cubierta principal » 1200x160x1.5 1
Forro exteriorMadera de nogal o tilo5×255 tracas
BocinaTubo de latón370x10x82
Ejes de las hélicesVarilla de acero inoxidable450×62
HélicesLatónDiámetro 35 y 5 palas. Tipos Raboesch codes 168-13A y 14AUna de cada
Conexión cardánAcero inoxidableCardán doble de 70 mm de longitud2
ArbotantesVarilla y chapa de latónSegún planos1
TimonesContrachapado30x35x34
Aletas estabilizadoras«30x18x24
Quilla de balance Madera de nogal o tilo 8x15x1802

El anillo longitudinal que hace el papel de eslora de cubierta, roda, parte del domo del sonar, quilla y codaste, tendrá su contorno exterior idéntico al alzado de la Fig. 24, excepto en su parte alta central que tendrá la misma forma que la de la cubierta principal (color azul) y en la zona del talón de quilla, de modo que el contorno en color amarillo del plano de la Fig. 25 será el contorno a cortar de la chapa de contrachapado del que se hará esta pieza. Las líneas verticales servirán para el correcto posicionamiento de las cuadernas en el momento de su encolado. Si este modelo fuese estático, esta pieza quedaría lista para su utilización, a falta de un cierto retoque en su parte de proa que se verá más adelante, pero será RC que la hace candidata a aligerar su peso además de que su instalación en el modelo facilite la instalación del equipo propulsor y de radiocontrol.

Fig. 25

La siguiente etapa tiene por objeto aligerar la pieza, para lo que se trazan paralelas a sus bordes a una distancia de 10 mm, excepto en los extremos de proa y popa, tal como se aprecia en la Fig. 26. Deseo resaltar que esta pieza es extremadamente esbelta lo que favorece su deformación, tanto entre sus partes alta y baja como por su flexibilidad longitudinal. Para impedir lo primero, la pieza incorpora siete puntales provisionales que deberán eliminarse después del encolado de las cuadernas. Para impedir lo segundo, más adelante se abordará el tema.

Como queda dicho, esta pieza tiene una forma en su zona de talón de quilla ligeramente diferente a lo que marca el plano de la Fig. 24, que permitirá su acoplamiento con el talón de quilla propiamente dicho, como más adelante se verá. También tendrá una zona biselada en cada cara – rayada en rojo – en su línea de roda, y la rayada en blanco representa su área de encolado al domo del sonar, a su vez, formado por un fragmento de cono y una esfera encolados entre sí, como se ve en la Fig. 27.

Fig. 26

Fig. 27

Por el método de copiar y pegar, las cuadernas de contrachapado tendrán un perfil exterior idéntico al de la caja de cuadernas, tal como las señaladas con la flecha en la Fig. 28, en la que también se observan dos líneas horizontales que, partiendo de la caja de cuadernas, determinan la altura máxima de la cuaderna y la situación de la cubierta principal; el perfil interior de la cuaderna son líneas trazadas a 8 mm de distancia de su perfil exterior, excepto en la parte de la cuaderna por encima de la cubierta principal (barraganete) que es una paralela trazada a 3 mm. Finalmente, a la cuaderna también se le han practicado los alojamientos del anillo longitudinal del modelo. Todas las demás cuadernas se diseñan exactamente igual, excepto las que son atravesadas por las bocinas del eje de las hélices que, además de lo dicho aquí, también incluyen su adaptación a esta condición.

Fig. 28

En la parte alta de la Fig. 29 está representado un fragmento de alzado del plano de formas, al que se le han borrado líneas de agua, longitudinales y diagonal; en él es visible una línea inclinada que representa la línea de ejes de nuestro modelo, que ha sido copiada y dimensionada a escala 1/125, a partir del plano del alzado de la Fig. 1 del primer relato. Este plano permite conocer la distancia vertical que separa al punto de intersección ejes-cuaderna, con el pie de estas. En la misma Fig. también se ve la caja de cuadernas y el plano de la misma cuaderna amarilla que señalan las flechas; en él hay dos círculos simétricos que representan los agujeros por donde pasarán las bocinas del modelo, ambos centros de los círculos están situados a la misma distancia del pie de cuaderna, tanto en el alzado como sobre el plano de la cuaderna (9,6 mm); a su vez, los círculos estarán rodeados por 5 mm de contrachapado. La separación entre ejes es un dato que también obtuve del artículo de la revista Ingeniería Naval mencionada en la primera parte de este relato. El resto de la cuaderna se obtiene según lo explicado en el párrafo anterior, aunque la forma de su parte baja central es debida a la bancada del servo de los timones de la que, próximamente, describiré con más detalle .

Antes de seguir, aclaro que las fragatas tienen dos cámaras de máquinas situadas una a proa de la otra. Debido a ello, sus dos líneas de ejes solo son simétricas con relación a su distancia a la línea de crujía, pero sus ángulos de inclinación con relación al plano base son diferentes, lo que provoca que el eje de babor atraviese el casco en un punto no simétrico con relación al de estribor, algo que he obviado en el modelo, haciéndolos simétricos en todo.

Fig. 29

El contorno exterior de la cubierta principal, Fig. 30, prácticamente coincide con su trazado en planta del plano de formas, pues su desarrollo transversal es el mismo (carece de brusca, como ya queda dicho), y el longitudinal aumenta su longitud en solo 0.6 mm, cantidad despreciable. La cubierta también dispone de unas pequeñas aberturas en sus bordes por las que pasarán los barraganetes de ciertas cuadernas; también tiene otras tres que permitirán el acceso al interior del modelo: la central para introducir la mayoría de los elementos que se instalarán en su interior (motores, baterías, servo, etc.), y las dos circulares de popa para el alojamiento de las escotillas de acceso a las cañas de los timones que facilitarán su manipulación. Destaco que la cubierta principal se constituye en dos niveles separados por el saltillo que señala la flecha, y, por ello, la conforman dos paneles distintos, suponiendo que el de mayor tamaño se confeccione con un solo panel.

Fig. 30

La Fig. 31 muestra la sección transversal del modelo en la mitad de su eslora, también ilustra la forma en que se une la cubierta principal con el forro exterior (lo que en el barco real es la unión cinta-trancanil).

Fig. 31

Conviene ahora describir las escotillas circulares que dan acceso a las mechas y cañas de los timones, pues la mayoría de sus componentes se instalarán en el modelo antes de montar la cubierta. Las Fig. 31ª (parte de popa del modelo) y 31b muestran su posición de montaje, trazado, y los nombres de los elementos que la componen.

Fig. 31a

Fig. 31b

La Fig. 31c muestra los planos individuales de los elementos constitutivos de estas escotillas; de ellos diré que el soporte brazola se hará de madera o contrachapado y se encolara entre las dos cuadernas; la brazola se hará del extremo de cualquier accesorio hembra de tubería de PVC de evacuación de DN 32; este mismo criterio se seguirá para el tapón, al que, además, se le hará una ranura para alojar una junta tórica de estanqueidad, y al que, en su parte superior, se le encolara la tapa de escotilla hecha del mismo material de la que se hará la cubierta principal.

Fig. 31c

Quien haya leído esta última parte puede pensar con toda la razón que estas escotillas circulares se pueden montar fácilmente, pero ¿Cómo se desmontan? La Fig. 31d da una de las respuestas a esta pregunta; en ella se ve el corte longitudinal de nuestro modelo que muestra parte de su anillo longitudinal, la sección de una escotilla y una varilla (de color rojo) que actúa como palanca apoyada en un gancho, a su vez unido al anillo longitudinal, que bajo la fuerza que representa la flecha levantará la escotilla. Esta es una solución, pero, a buen seguro, habrá más.

Fig. 31d

Ahora le toca turno a la descripción de la escotilla central del modelo, aunque, para ser más exacto, debería nombrarla únicamente como brazola, pue su verdadera tapa de escotilla será la superestructura. Esta brazola estará formada por las extensiones, encima de cubierta, de las cuadernas que conforman sus extremos de proa y popa, o sea, las áreas punteadas de las cuadernas de la Fig. 31e, en la que “a” es la cuaderna de la parte de popa de la brazola, y la “b” es la de proa.

Fig. 31e

Los laterales de babor (Br.) y estribor (Er.) de la brazola se instalarán antes de montar la cubierta y serán dos láminas de contrachapado de 1.5 mm de espesor que se encolarán entre los extremos de Br. y Er. de las áreas punteadas de las cuadernas “a” y “b”, además de alojarse, para encolado, en los escotes de las cuadernas existentes entre ambas, una de las cuales muestra la Fig. 31f en la que están señalados con flechas los escotes.

Fig. 31f

El plano de los laterales de la brazola central es el mostrado en la Fig. 31g. (las líneas verticales, excepto las de los dos extremos, son las posiciones teóricas de las cuadernas).

Fig. 31g

El modelo incorporará bocinas del tipo Raboesch Code 300-11, o similar. El arbotante doble es una pieza de cierta complicación hecha de lámina y varilla de latón, cuyo plano muestra la Fig. 32. Cinco piezas lo conforman unidas entre sí por soldadura fuerte capilar; con relación a esto diré que conviene hacer un utillaje metálico para que mantenga las cinco piezas en su sitio durante la operación de soldar.

Fig. 32

la Fig. 33 muestra el despiece del arbotante, que incluye también el desarrollo de sus brazos interiores.

Fig. 33

La forma en que el arbotante doble se une a la estructura del modelo puede verse en la Fig. 34, en la que se ve que lo hace a través de una pieza de madera – que la he llamado soporte del arbotante – cuyo plano es el de la Fig. 35.

Fig. 34

Fig. 35

Las fragatas F – 100 tienen dos timones de los que desconozco su perfil hidrodinámico, algo que evité averiguar en Internet por ser un tema demasiado específico; en consecuencia, he decidido adoptar para los del modelo el perfil NACA 0021, que, seguramente, no será idéntico al de los timones reales, en lo referente a su espesor, pero es más adaptado al diámetro de la mecha que he elegido para el modelo. La Fig. 36 muestra, mediante sus tres vistas, el conjunto timones-estructura soporte al casco.

Fig. 36

Los soportes de los timones son dos tacos de madera maciza cuya geometría muestra la Fig. 37, ambos se encolarán entre dos cuadernas, tal como se ve en la Fig. 36.

Fig. 37

La Fig. 38 muestra los elementos siguientes:

  • “a”, una de las dos limeras hechas con tubo de latón, que se montarán encoladas en los agujeros de los soportes del timón.
  • “c1” y “c2”, una de las dos mechas de los timones hechas con varilla de latón, que tiene una ranura para el alojamiento de una junta tórica “b”, cuyo papel es estancar el conjunto mecha-limera; también tiene dos caras planas en su parte inferior que evitarán el giro entre ella y la pala del timón, después de su encolado.
  • “d”, la mitad de la pala de uno de los timones hecha de contrachapado de abedul finlandés, en la que es visible la mitad del agujero donde se alojará la mecha.
  • “e”, el momento previo a la unión de la mecha con las dos mitades de la pala del timón, unión que se hará por encolado, tal como señalan las flechas.

“f” y “g”, timón acabado tras haber modelado su pala a la forma NACA 0021, anteriormente mencionada.

Fig. 38

Las aletas estabilizadoras van instaladas en el pantoque del modelo, perpendiculares a él, y casi a la mitad de su eslora, (ver Fig. 39).

Fig. 39

Estas aletas son similares a los timones de gobierno del modelo exceptuando dimensiones, su forma hidrodinámica que está de acuerdo con NACA 0015 y el tamaño de la varilla de latón con la que se une al casco (ver Fig. 40). Su proceso de ensamblaje es idéntico al de los timones de gobierno.

Fig. 40

La quilla de balance tiene una posición en el casco de aparente anormalidad, pues no guarda paralelismo con las líneas de agua; sea como fuere, la del modelo está diseñada para ser confeccionada partiendo de un listón de madera macizo al que se le dará forma de un alargado prisma triangular adaptado al pantoque del casco por una de sus caras laterales, y cuyos extremos rematan en forma puntiaguda. La Fig. 41 muestra el dimensionado y posicionamiento de la quilla de balance, y la Fig. 42 muestra sus vistas de alzado, planta y perfil, e incluye las secciones transversales reales – no proyectadas – con los planos de las cuadernas (las secciones “a”, “b”, “c”, “d”).

Fig. 41

Fig. 42

La Fig. 43 muestra muchos de los componentes que forman parte del sistema de propulsión del modelo. De ellos, ya han sido reseñadas sus características más relevantes, excepto las de los motores que serán del tipo sin escobillas (brushless), tal como el Racerstar BR2212 1000 KV, o similar. Con respecto a los motores sin escobillas he de decir que en internet existe una enorme oferta de ellos, pero la información técnica que la acompaña oscila entre los datos innecesarios o repetidos, que no siempre coinciden, y las puntualizaciones machaconas para su utilización en aeromodelismo, pero absolutamente nada sobre otras aplicaciones; a consecuencia de ello, me ha quedado la duda sobre la aptitud del Racerstar BR2212 para su aplicación en modelismo naval, pues su refrigeración en este uso es mucho más limitada que propulsando un aeromodelo.

Fig. 43

Los motores de propulsión del modelo estarán unidos a su cuaderna de proa mediante una bancada compuesta, básicamente, por cuatro varillas roscadas a los motores por un extremo y el otro ceñido a la cuaderna mencionada mediante tuercas, tal como muestra la Fig. 43a.

Fig. 43a

La Fig. 43b es el plano de la sección de una de las varillas roscadas (las cuatro son iguales), y el de los dos discos arandela (también son iguales).

Fig. 43b

Es evidente que la bancada de estos motores es especifica de estos, de modo que si se utilizan otros, es muy probable que sea necesario rediseñarla de nuevo, incluyendo la parte de la cuaderna a la que va unida.

El gobierno del modelo estará formado por dos timones y un servo tipo Futaba S3003, o similar, unido a las cañas de ambos timones a través de varillas de empuje y sus correspondientes horquillas, tal como se aprecia en la Fig. 44. De acuerdo con las instrucciones del fabricante, el servo se atornillará a la bancada construida sobre las dos cuadernas entre las que se instalará y, con respecto a ella, diré que es posible que sea necesario lijar los contrachapados para permitir la entrada del servo entre ellos.

Fig. 44

En el próximo relato abordaré el diseño de la superestructura; Hasta entonces, un saludo.

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