U-552 VIIC Revell 1/72 Conversión RC inmersión estática

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Jollucer
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U-552 VIIC Revell 1/72 Conversión RC inmersión estática

Mensaje por Jollucer » Jue Jun 02, 2011 9:39 pm

Hola a todos,

Llevo mucho tiempo metido en el mundo del aeromodelismo, y en lo referente al modelismo naval he hecho ya mis primeras incursiones con veleros rc, pero nunca había hecho nada en motor.

Hace cuatro años me entró el gusanillo de meterme en el mundo del modelismo naval, y ya puestos porque no haciendo una de las cosas más difíciles y más atractivas, un submarino rc de inmersión estática.

Me compré el kit de Revell y durante todo este tiempo he ido poco a poco leyendo información, participando en los foros (ver post "información de bomba de agua") ideando sistemas, probando técnicas, construyendo los componentes y al final puedo presentaros mi proyecto.

Partí de las siguientes premisas:

-Inmersión estática.
-Una línea de flotación lo más real posible.
-Casco estanco.
-Huir de los Kits comerciales de conversión.
-Todas las superficies de control móviles.
-Velocidad realista, con prioridad a una navegación muy lenta antes que una irrealísticamente rápida.
-Autoestable, nivelación automática a ser posible sin componentes electrónicos.
-Control de la profundidad muy fino, para poder mantener profundidad de periscopio.
-El casco no debería ser partido, lo tenía que conservar de una pieza.
-Que todos los componentes fueran accesibles para reparaciones.
-Autonomía de alrededor 1 hora.

Realmente el conseguir todos y cada uno de estos objetivos es lo que ha provocado que el proyecto se haya alargado por cuatro años y que a veces haya estado al borde de dejarlo. Por ello he preferido solo postear todo el proceso cuando lo tuviese finalizado, sinceramente creía que nunca lo publicaría :P

Vayamos por partes.
Última edición por Jollucer el Jue Jun 02, 2011 10:12 pm, editado 3 veces en total.
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Re: U-552 VIIC Revell 1/72 Conversión RC inmersión estática

Mensaje por Jollucer » Jue Jun 02, 2011 9:39 pm

Casco estanco

El casco estanco me aportaba una serie de ventajas, como mayor espacio para los elementos, no usar un kit comercial con el consiguiente abaratamiento de costos, y mayor robustez del conjunto. Como pegas añade complejidad al hacerlo hermético y accesible, y aumenta el volumen de desplazamiento del submarino.

Para garantizar la estanqueidad del casco he colocado unas pletinas de PVC blanco en los laterales y a lo largo de todo el casco donde posteriormente pegaré la tapa de metacrilato. Así esta quedará perfectamente apoyada en ella y me ayudará tanto en el montaje final como en garantizar la estanqueidad. También he completado las perforaciones del casco solo en las partes que se van a inundar, y he introducido tubitos de latón por donde pasarán los ejes de los planos móviles, tal y como podéis ver en las imágenes siguientes:

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Las maderas pegadas en la parte media del casco son los apoyos para atornillar posteriormente los elementos internos (motores, servos y válvula).

La tapa que cerrará el casco estanco ha de ser transparente para poder ver si hay vías de agua y el estado de los componentes, así he optado por usar metacrilato, para ello lo he recortado para que encaje perfectamente a unos 5mm de la parte superior del casco cubriendo toda la superficie estanca. A esta le he hecho dos compuertas de acceso para reparaciones que se sellan con tornillos de inox.

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Las tapas de proa y popa las he cortado de PVC de 5mm y perforado agujeros para acoplar todos los elementos que van al exterior.

Para la conexión-desconexión principal he usado el interruptor de palanca más pequeño que he encontrado, y lo he enroscado en la tapa de proa de PVC, para sellarlo he usado la goma de un cuentagotas, introduciendo la palanca dentro de esta, ello me permite accionarlo desde el exterior garantizando la estanqueidad.

Para recargar las baterías he sacado fuera por la tapa frontal de PVC de proa el conector de carga de las baterías LIPO y lo he protegido con una tapita (amarilla) que me evita que entre en contacto con el agua y se cortocircuite. Para recargar solo retiro esta tapita y conecto el cargador.

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En las fotos se aprecia la bomba que inyecta agua en el tanque y va situada en el exterior del casco seco.

La popa es mucho más simple, para no dejar fijas las bocinas he pegado unos tubitos de pvc (azules) y las bocinas entran a presión en ellos. Para los elementos móviles que accionan los planos he usado fuelles de goma.

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Para hacer todas estas partes, os recomiendo antes hacer plantillas de cartulina y una vez encaje perfectamente usarlas para recortar el metacrilato y el PVC. Para el pegado usé epoxi de 30min que me daba tiempo de sobra para asegurar el encaje de todos los elementos. Antes de aplicarlo aseguraros de lijar la superficie de contacto para que agarre bien.

Afortunadamente a lo largo del todo proceso he tenido un buen ayudante de sobrada experiencia :wink:

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Re: U-552 VIIC Revell 1/72 Conversión RC inmersión estática

Mensaje por Jollucer » Jue Jun 02, 2011 9:40 pm

Sistema de inmersión

He optado por hacer un sistema de inmersión distinto a los usados comúnmente, así he usado como bomba un sapito de los del limpiaparabrisas de los coches, más concretamente he usado el que llevan el Ibiza-León-Golf-A3 que tiene una fuerza enorme y un tamaño perfecto.

Lo pillé en un desguace por el módico precio de 6€. Después de hacer pruebas, puedo deciros que es capaz de dar 4 atm de presión con una tensión de 11,1V, esta presión es clave para que funcione todo el sistema.

La bomba la podéis observar en las fotos anteriores, en esta os la pongo en la posición definitiva dentro del casco pero en la parte inundable.

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Como el objetivo es que la bomba lastre introduzca la mayor cantidad de agua posible en el tanque, decido usar baterías Lipo de 11,1V , que es lo más parecido a los 12V de la batería del coche para la que fue diseñada, con tensiones inferiores la presión disminuye considerablemente y por consiguiente la cantidad de agua lastrada. Además está batería al tener mayor voltaje con mismo amperaje aumenta considerablemente su duración.

Como tanque de lastre he usado un tubo de PVC de tubería a presión sellado por sus laterales, con una entrada/salida para la bomba y una salida trasera para purgarlo de agua o limpiarlo. El tanque de lastre cubica 400cc e irá situado en el interior del casco de presión.

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Cuando se conecta la bomba inyecta agua al tanque, y como el aire no sale este se comprime hasta alcanzar el 25% de su volumen inicial, o lo que es lo mismo 4atm. En este momento dentro del tanque tenemos 300cc de agua y 100cc de aire a 4atm.

La clave para conseguir una línea de flotación realista es disponer de la mayor cantidad de lastre posible, con ello conseguiremos la diferencia de desplazamiento en superficie y sumergido. En mi caso con un lastre de 300 gr espero tener suficiente para conseguir una línea de flotación realista.
La gran ventaja de este sistema radica en este aire comprimido dentro del tanque, ya que basta con abrir una válvula para que el aire comprimido evacue el agua lastrada al exterior, no hace falta, como en otros sistemas, invertir la bomba, ni inyectar aire del exterior, ni gas comprimido desde una botella desechable, tampoco provocamos depresión o sobrepresión alguna dentro del compartimiento estanco.

Otra gran ventaja del sistema es su seguridad, ya que ante cualquier imprevisto siempre tiende a desalojar el agua ya que no necesita energía para ello. Es muy fácil colocar un Fail Safe que provoque la apertura de la válvula ante una ocasional pérdida de señal de radio, o una entrada de agua en el interior del casco estanco.

En contra este sistema tiene un problema, si mientras se evacua el agua el submarino se inclina y empieza a salir el aire antes que el agua, se quedará el tanque sin presión y el agua dentro de él será imposible de evacuar. Así, la salida-entrada de agua en el tanque debe de estar en la parte inferior del mismo para minimizar este problema.

Este problema desaparece si el submarino está bien nivelado y tenemos la precaución de ir evacuando agua poco a poco hasta que emerja y evacuamos el resto en superficie. Si aún así ocurriese, originaria perder la línea de flotación original ya quedaría parcialmente lastrado, no sería un problema demasiado grave, pero se ha de poder solucionar cuando el submarino vuelva a puerto. Por ello, he dejado una salida trasera por donde soplar y provocar la salida de agua que haya quedado en su interior.

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Al diseño de la válvula de apertura cierre le he dado muchas vueltas, inicialmente quería que estuviese fuera del casco seco, para mayor seguridad, pero al final he optado por ponerlo dentro, así logro que sea un sistema muy sencillo y compacto.

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El sistema de válvula es de pinzamiento, he usado tubos de silicona que son muy flexibles y resistentes. Se actúa con un servo, en su posición central permanece cerrado pinzando el tubo de silicona, en un sentido lo libera y conecta bomba (inyecta lastre), y en el otro sentido solo libera el tubo (libera lastre).

La gran ventaja de este tipo de válvula radica en permitirme abrirla muy poco a poco, o abrirla y cerrarla rápidamente, y por tanto ser muy preciso en la cantidad desalojada o inyectada de agua consiguiendo dejar el submarino entre dos aguas o a altura de periscopio sin mucha dificultad.
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Jollucer
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Re: U-552 VIIC Revell 1/72 Conversión RC inmersión estática

Mensaje por Jollucer » Jue Jun 02, 2011 9:41 pm

Sistema de control

Los planos de control, los he unido con ejes de latón, desechando los originales de plástico que no servían para esta función.

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Para controlar los planos uso micro servos acoplados a unas bases de contrachapado que posteriormente se atornillan a los apoyos de madera que he pegado en los laterales interiores del casco.

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En la parte inferior de las fotos se aprecian los lastres de plomo. He tenido que fundirlos con la forma de la quilla inferior, para que acoplen perfectamente y se situen lo más bajo posible.

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Para garantizar la estanqueidad uso fuelles de goma. He usado tres servos, uno para los timones traseros, uno para los estabilizadores traseros y otro para los delanteros (un cuarto servo es usado para controlar la válvula). Los traseros y los delanteros los tengo cada uno en un canal de la emisora, así puedo usar mezclas. En total uso 5 canales de los 6 que dispone mi emisora.

La he configurado de la siguiente forma.

Joystick derecho

Centro, todas las superficies niveladas
Arriba, (inmersión) estabilizador de proa abajo, estabilizador de popa arriba
Abajo, (emersión) estabilizador de proa arriba, estabilizador de popa abajo
Izquierda, Timón izquierda.
Derecha, Timón derecha.

Joystick izquierdo

Centro, motores parados, válvula cerrada
Arriba, motores adelante
Abajo, motores atrás
Izquierda, abre válvula, evacua lastre
Derecha, abre válvula y conecta bomba, carga lastre

La misma configuración se puede lograr sin mezclas, pero si se dispone de ellas usarlas ya que se pueden trimar los servos por separado y es más flexible por si en un futuro se desea experimentar con movimientos independientes de cada superficie.
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Re: U-552 VIIC Revell 1/72 Conversión RC inmersión estática

Mensaje por Jollucer » Jue Jun 02, 2011 9:41 pm

Sistema de propulsión

He usado motores Graupner Mini Gear 7:1, al tener reductora me permite que se revolucionen muy poco y logre un avance lento y realista. Dichos motores son de 7V, como la batería que uso es de 11,1V lo que he hecho es conectarlos en serie con lo que, a máxima potencia, la tensión efectiva que recibe cada uno de ello es la mitad, o sea alrededor de 5,6V, con ello los motores están infrausados, pero esto es casi una ventaja dado que donde están puestos no pueden refrigerarse y así alargo su vida útil. Además, mayor velocidad sería poco realista.

Estos motores los pillé hace 4 años y son de escobillas, si los comprara hoy iría a por unos brushless de similares características, que tienen mayor rendimiento y duración.

Los motores, al igual que los reales, los he puesto contra rotatorios.

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Para la transmisión he usado bocinas rellenas de grasa que han demostrado ser perfectamente estancas.

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Para sujetar el eje de la bocina al submarino he perforado la pieza de plástico donde van acoplados los ejes y le he introducido casquillos de latón que he cortado de un tubo, con ello evitaremos el desgaste del plástico.

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La transmisión entre estas y los motores la he realizado con tubos de silicona a modo de junta cardan, debido a que no he encontrado auténticos cardan lo suficientemente pequeños para que me quepan. Inicialmente protegí el tubo de silicona con tubo termocontraible negro, pero daba demasiada rigidez al sistema, forzando los motores, así que lo quité.

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Por ahora el sistema funciona muy bien, sencillo y barato :D
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Re: U-552 VIIC Revell 1/72 Conversión RC inmersión estática

Mensaje por Jollucer » Jue Jun 02, 2011 9:42 pm

Integración de sistemas

Realmente pensaba que no cabria todo ahí dentro pero al final si ha cabido, incluso ha sobrado un poco de espacio que viene muy bien para reparaciones o sustitución de componentes.

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He usado los huecos laterales, donde en el modelo auténtico van los tanque de lastre, para pasar el cableado de popa a proa. Al final he situado los siguientes elementos en proa o popa respectivamente,

Proa.

-Bomba de inmersión (en el exterior del casco seco)
-Válvula, interruptor de bomba, servo válvula y servo control superficies de proa.
-Detector luminoso y acústico de estado de la batería.
-Fail Safe.
-Batería Li-Po 1500 mAh 15C
-Receptor 6 canales
-Interruptor general
-Conector carga de batería.

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Popa

-2 Motores con reductora GWS-LPS-C 6.2:1
-2 servos para el control de superficie y timón de popa.
-1 Variador con función retroceso para motores con escobillas
-Bocinas y juntas canard.

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Y este es el resultado final :D

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Re: U-552 VIIC Revell 1/72 Conversión RC inmersión estática

Mensaje por Jollucer » Jue Jun 02, 2011 9:42 pm

Pruebas de inmersión y nivelación

Para que el modelo sea estable es importantísimo que el centro de gravedad (CG) esté lo más bajo posible y siempre por debajo del centro de empuje (CE). Es muy sencillo lograrlo en superficie, pero mucho más complicado en inmersión. Pensar en los barcos, todos son perfectamente estables en superficie, pero pocos barcos se hunden horizontales, en el momento se lastran con agua el CG sube hasta situarse por encima del CE momento en el que se provoca un par desequilibrante que hace inclinarse el barco. Si una vez sumergido logramos que el CG permanezca siempre bastante por debajo del CE, tendremos par autonivelante en todo momento y el submarino siempre estará nivelado. Para ello es sumamente necesario meter todo el peso lo más bajo posible.

El tener casco seco implica que desplaza más volumen y con ello necesita más peso. Esto, que inicialmente es una desventaja con respecto a los sistemas de WTC, se convierte en ventaja al poder poner más plomo en la parte inferior del modelo, garantizando que el CG esté siempre por debajo del CE y con ello siempre existirá un par de fuerza que restituya el submarino a la posición horizontal.

En el video podemos ver los primeros test que hice en la bañera de casa,

http://www.youtube.com/watch?v=I9X81UoWwKY

Podemos comprobar lo fino que funciona el sistema de lastre y cómo nos permite fijarlo a casi cualquier profundidad.
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Re: U-552 VIIC Revell 1/72 Conversión RC inmersión estática

Mensaje por Jollucer » Jue Jun 02, 2011 9:44 pm

Botadura y primera travesía

Finalmente llegó el día, así que con una primera mano de pintura rápida sin atender a detalles como óxidos, tripulación, banderas y demás cosas que ya realizaré con calma, lo probé en la fuente que en Valencia tenemos frente al Palau de la Música. Con una profundidad de 1 metro me garantiza hacer las pruebas con relativa seguridad.

Observando el funcionamiento he quedado muy contento, con inmersiones tan realistas que incluso ha superado mis expectativas, y después de una hora navegando de forma discontinua aún me quedaba la mitad de la batería.

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Como veis salió un día gris y lluvioso de pascua, todo un homenaje a los auténticos lobos grises, tal y como podeís ver en el siguiente video:

http://www.youtube.com/watch?v=5KT32SE9YRs

Viéndolo ahora tengo claro que ha merecido la pena todas las horas de dedicación, y que prácticamente he conseguido todos los objetivos que me fijé cuatro años atrás.

Eso sí, la próxima travesía lo pruebo con una cámara submarina :D

Saludos
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Re: U-552 VIIC Revell 1/72 Conversión RC inmersión estática

Mensaje por LuisQ » Jue Jun 02, 2011 10:16 pm

Solo un comentario. "Chapeau". Te lo has pasado genial desde luego.
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Re: U-552 VIIC Revell 1/72 Conversión RC inmersión estática

Mensaje por LuisQ » Jue Jun 02, 2011 10:17 pm

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