CÓMO ESCOGER UN MOTOR PARA TU AEROMODELO.

CÓMO ESCOGER UN MOTOR PARA TU AEROMODELO.

NOTA: El presente artículo es sólo referencial y no pretende ser un tratado científico absoluto y por lo tanto no debe tomarse como tal. Las fórmulas y tablas presentadas, son simplificaciones y, muchas, adaptaciones personales no oficiales que he hecho en base a las constantes revisiones de datos aportados por distintos usuarios en los diversos portales de aeromodelismo y foros de tiendas especializadas, de los cuales he extraído conclusiones del tipo estadístico para crear números bases (factores), con el fin de facilitar los cálculos y uso de los conceptos para los que recién se inician.  Cada lector deberá investigar y hacer las conversiones que desee para poder profundizar los cálculos con fórmulas oficiales y clarificar el concepto entregado)

ACERCA DE...

En el mundo del aeromodelismo, hay varias cosas misteriosas para los novatos de las que poco se habla y cuando se habla, terminan más enredadas o de las cuales cuesta encontrar información. Y no es por falta de voluntad, sino que es difícil simplificar un tema tan técnico, sin caer en generalizaciones o tecnicismos que pueden desorientar aún más o conducir a errores. Una de ellas es cómo se escoge un motor, según determinado modelo.

Entre los motores a explosión (bencineros y glow), la cosa está más o menos sabida y se pueden llegar a comprender rápidamente e, incluso, realizar conversiones para transformar un avión de glow a gasolina. Pero en el mundo de los motores eléctricos la cosa se complica de frentón, pues, a pesar de que ya hay cierta estandarización, aun así, aparecen nomenclaturas, fórmulas y conceptos que no son de uso común y es muy fácil equivocarse entre la tremenda variedad de alternativas que ofrece el mercado.

Visto lo anterior y pensando de que no todo el mundo nace sabiendo y que, también, muchos de los que ya llevamos un tiempo en el aeromodelismo, tampoco terminamos nunca de aprender, es que expongo esta ayuda para orientarse un poco en la elección correcta. Obviamente lo descrito aquí es sólo referencial y no necesariamente será lo definitivo.

LO BÁSICO

Hay una medida estándar para designar la potencia de un motor y que es dado por la medida de ésta en HP (caballos de fuerza). Obviamente, para un aeromodelo no dice mucho, ya que se manejan potencias reducidas y es una nomenclatura tradicional que ya está cayendo en desuso, reemplazada por la medida básica que es el Watt.

Si calculamos la cantidad de potencia teórica que necesita un aeromodelo estándar de 1 kilogramo de peso para volar, sería de unos = 220 watt. Este número es demasiado justo, pues es el suficiente para levantar el vuelo, sin roce, sin viento y sin las otras variables físicas y atmosféricas.

El otro parámetro a considerar, es el peso del motor, pues a mayor potencia, mayor peso, lo que hace variar notoriamente sus características de vuelo y balance del aeromodelo y tiene un límite natural. Tomando en cuenta lo anterior, por norma, se dice que para mover un aeromodelo normal en forma decente, con potencia extra de seguridad y considerando la eficiencia (o pérdida de ella) del conjunto motor hélice, se necesitan 300 watt por kilo de peso (un 26,5% más que el teórico).

Para calcular el valor óptimo, sobre la base de 300 w por kilo, calculamos (100*(220 Potencia teórica/73,5))=300 watt

Teniendo este número en una unidad universal; ya podemos seleccionar nuestro motor, ya sea glow, bencinero (nafta) o eléctrico.

MOTORES A EXPLOSIÓN

Ejemplo: Para mover un avión cómo el famoso entrenador PHOENYX MODEL CANARY (Mirax 40 en Chile), sabemos que tiene un peso de vuelo (completo con motor, electrónica y combustible incluidos), de 2700 a 2900 grs ( redondeamos a 3 kg); entonces, debemos pensar en que necesitaremos un motor que pueda generar unos ( 300W x 3 kg), 900 W de potencia para tener un vuelo con potencia extra en caso de viento o situaciones de emergencia.

Si consultamos las tablas de algunos de los fabricantes de motores (por ejemplo OS ENGINES ASP ENGINES ) , vemos que  un motor .40, genera en promedio 1 HP a máxima rpm; entonces calculamos 1 HP x 745,7 (factor de conversión)= 746 W , lo que nos dejaría un motor muy justo para el modelo, el cual volará, pero siempre falto de potencia.

 En el caso de los motores OS, tenemos el clásico OS .46 que genera 1,67 hp y si lo transformamos en watt, serían ( 1,67 hp X 745,7 factor de conversión) 1245 w, con muy poco peso extra agregado, que lo hace la opción ideal para motorizar nuestro modelo de ejemplo.

También existe el OS .55, con una potencia de 1.68 hp= 1253 w, con casi nada de incremento de peso, respecto del .46, entregando un poco más de potencia, lo que lo hace excelente, para un vuelo más enérgico, pero el avión ya se sale de las características de docilidad que deseamos en un trainer y, por lo tanto, será un poco más difícil de controlar.

Con ese ejemplo, se deduce que, existe una gama de motores que pueden escogerse para un mismo modelo, pero hay que considerar qué clase de modelo es y el tipo de vuelo que voy a hacer con él, pues hay modelos que poseen mucha sustentación, baja resistencia y perfiles muy eficientes y no necesitan de una potencia excesiva, a pesar de su tamaño, para mantener el vuelo, ya que poseen un peso muy bajo, cómo por ejemplo, los planeadores.

Esta necesidad de potencia, según el tipo de modelo, puede resumirse de la siguiente manera (sólo referencial y sujeto a las limitaciones de peso del motor, carga alar y combinado con hélices de diverso tipo):

- Ultralivianos de vuelo lento y poca carga alar, foamys (<650 150="" 50="" a="" b="" gramos="" kg="" watt="">
- Motoveleros, Parkflyers básicos, trainers, biplanos y oldtimers:  50 a 300 watt/kg
- Vuelo sport, acrobacias básicas/intermedias, algunos aviones a escala: 250 a 500 watt/kg
- Acrobacia avanzada, vuelo pattern, 3d y jets eléctricos: 400 a 800 watt/kg
- Jets y todo lo que requiera más potencia: > 700 watt/kg

Por ejemplo: un modelo muy clásico es el Piper J3; el cual no necesita una potencia elevada a pesar de su peso, pues para volarlo a escala, necesita que sea muy dócil y lento y, por lo tanto, se podría escoger fácilmente un motor que se ajuste a la potencia requerida y no a la óptima para un modelo común.

Para un modelo multimotor, basta con dividir el número de watt óptimo por la cantidad de motores para escoger los apropiados (no olvidando incluir el peso de los motores al total)

La siguiente tabla les entrega una relación en watts de potencia requerida y potencia óptima para los distintos pesos en base al estándar de 300 w por kilo de peso y ajustar en base a la tabla arriba indicada, según las características del vuelo deseado.

Ejemplo: Para calcular la cantidad de watt que necesito para mover un avión de 4450 gramos de peso; sólo basta con multiplicar 300 watts por 4 (equivalente a los 4 kgs) y sumarle los watts correspondiente a los 450 grs = (300x4)+135 =1.335 watt, lo que equivaldría a un motor  .90 en 2 tiempos o un 110 o 115 4 tiempos en glow o a un bencinero 20 a 25 cc en dos tiempos y los  30 cc en 4 tiempos

Con la alternativa de los motores bencineros; un error clásico que puede cometer el novicio (y algunos no tan novicios) es tratar de convertir la cilindrada de un motor glow en la de un motor bencinero. Debemos recordar que la potencia de un motor bencinero no tiene el equivalente a un glow de la misma cilindrada (creer que la potencia de un motor .91 glow es igual a un 15 cc bencinero es un error garrafal!!!)

0,90 pulg3 X 16,3871= 14,9 cms ÉSTO ES UN ERROR!!!!

El motor glow posee mayor cantidad de revoluciones y poder calórico que un bencinero y por lo tanto, genera más potencia que su homólogo centimétrico. Visto esto y si notamos que un motor glow que genera entre 1200 a 2000 watt, según la marca, modelo y hélice; entonces, los motores bencineros (en centímetros cúbicos), que posee dicha potencia son los 20 a 25 cc en dos tiempos y los  30 cc en 4 tiempos (según la marca, modelo y tamaño de la hélice)

A continuación y para ahorrarles trabajo, hice por ustedes la investigación y les presento una tabla con las principales marcas de motores glow y bencineros y sus equivalencias en watt.

ATENCIÓN!!!... Nótese que a misma cilindrada para un mismo tipo de motor, hay una diferencia notoria entre la potencia entregada, según el fabricante del motor; ésto va dado por la calidad de los materiales, tolerancias, y diseños de carburadores, muffler, pistón y otros parámetros.

Ojo, que muchos catálogos y manuales de motores a gasolina (nafta), no son muy claros en la identificación del octanaje que se debe usar y algunas veces aparecen mencionados en las conversiones MON- RON PON o sencillamente las catalogan cómo Regular, media y premiun. En la siguiente tabla aparecen las equivalencias de las designaciones europeas y norteamericanas, con sus correspondiente chilena.

Lo que debemos considerar es que un avión diseñado exclusivamente para motor glow o bencinero, poseen un peso mayor que uno diseñado exclusivamente para motor eléctrico, pues su estructura fue pensada para soportar las vibraciones del motor a explosión y es un factor a considerar al momento de escoger un motor eléctrico para la conversión y esta referencia está directamente ligada a su masa a la ya vista tabla peso Watt. También debemos considerar que un motor bencinero o un eléctrico, casi siempre mueve una hélice un poco más grande que un glow y debes medir la luz entre el spinner y el suelo para escoger la hélice que mejor se adapte a tus necesidades para tu conversión.

MOTORES ELÉCTRICOS

Las tablas anteriormente presentadas son muy válidas para convertir cualquier modelo glow o bencinero a motor eléctrico, pero se debe recordar que se puede jugar bastante con las prestaciones de un motor eléctrico en base la cantidad de revoluciones que poseen por watt y a que estas varían mucho, de acuerdo a la cantidad de celdas de las baterías y tipo de hélice.

Un dato muy importante para evaluar cuánta potencia puede entregar un motor eléctrico es el peso del mismo motor, siendo una medida estándar (relativa), que se generan 3 watts por gramo de motor, así tenemos que un motor de 100 gramos, generaría hasta 300 watts con baterías de 3 celdas y hasta 400 watts con 4 celdas. A ese valor, debes restarle un 20 o 35% por concepto de roce y eficiencia del motor y de la hélice. No olvidar nunca que el cálculo debe ser hecho con el modelo listo para volar; es decir, incluyendo el peso de toda la electrónica, batería, ESC, motor, etc.

Por lo general, los fabricantes de motores eléctricos entregan los datos de salida en watt y KV según voltaje aplicado y la ventaja de un motor eléctrico sobre sus competidores glow y gasolina es que en los eléctricos sí puedes agregar un peso mayor por causa de una batería de voltaje más alto, para aumentar la potencia, no así con el combustible.

Acá le dejo un enlace a un programa muy interesante para calcular exactamente qué motor eléctrico necesitas, según el modelo.

CALCULADOR MOTOR ELÉCTRICO

Y EL POST EXPLICATIVO

Y un excelente calculador de motor y componentes eléctricos para avión 

Otro factor a considerar en lo motores eléctricos es el KV. Éste valor es el que casi siempre dan los fabricantes, junto a los watts de potencia, pero para estar seguros, conviene saber el número de revoluciones a distintos voltajes (o celdas) y eso se calcula de la siguiente forma:
RPM= 0.8 X Volt X 3,5 X Nº de celdas X Nº de KV

Pongamos de ejemplo este motor: 

Calculamos las RPM para Lipo de 2 celdas: 0.8*3.5*2*1500= 8400 rpm
Lipos de 3 celdas:  0.8*3.5*3*1500 = 12600 RPM

Saber el valor de las rpm, nos permite calcular las hélices y pasos, velocidades, consumos y eficiencia del motor.

Otro dato importante es el Peso= 33 gr y con él, calculamos los watt teóricos que el motor debería entregar ( 3 watt/gramos*33 gramos= 99 watts) y el fabricante nos menciona que son 130 W máximo y por lo tanto, ese valor es para 3 celdas y es muy bueno.

Otro dato que nos da es el empuje del motor con una hélice de 8x4.3 a 7.4v que son 360 gr. Que están muy cerca de los 400 gramos y 120 watt óptimos de la primera tabla de arriba.

Obviamente no es todo lo que hay que saber para escoger un motor eléctrico, pero es una buena pista para empezar.

Saludos