La parola STABILITA' in razzimodellismo indica la caratteristica del modello di razzo di muoversi in una direzione relativamente dritta, senza oscillazioni o deviazioni. Questo concetto è molto importante da capire prima di progettare un razzo. Una volta in volo, un razzomodello non è più sotto il tuo diretto controllo. La sua abilità nel seguire una predeterminata rotta si basa esclusivamente sulla bontà della progettazione e della costruzione.

I razzomodelli devono dirigersi lungo un tragitto verticale (o quasi), contro la forza di gravità. Non devono volare orizzontalmente come gli aeroplani, poiché non hanno le ali necessarie, o la forma giusta, o superfici di controllo per ottenerlo.

Imagina un razzomodello che vola attraverso l'aria ferma. L'aria passa dolcemente lungo il modello (figura A). Finché non è disturbato, il modello volerà dritto nel flusso d'aria. Questa è la sua posizione neutrale. Se il razzo viene disturbato dal vento, o da una spinta disallineata, o da una pinna storta, allora volerà ad un angolo di attacco (figura B). Un razzomodello stabile farà delle continue correzioni durante il suo volo così da ritornare ad un angolo zero (figura C) così come una persona esegue delle continue correzioni per mantenere una direzione predeterminata quando guida un'auto o una bicicletta. Ma se l'angolo aumenta sempre più fino a modificare drammaticamente la sua direzione fino a schiantarsi al suolo, questo è instabile (figura D). Se il razzo e' neutralmente stabile, continuerà a volare ad un angolo rispetto al flusso d'aria, senza che sia importante l'angolo raggiunto (figura E).

Quel che dovresti vedere mentre osservi da terra è questo:

Ci sono due fattori primari che influiscono sulla stabilità del volo di un razzomodello: il centro di gravità (CG) ed il centro delle pressioni (CP). Per volare dritto stabilmente, il centro di gravità deve essere situato sempre di fronte al centro delle pressioni. Ricorda sempre questa frase quando progetti un modello di razzo.

Centro di gravità

Il centro di gravità e' abbastanza facile da determinare. Si biancia semplicemente il razzo con un motore carico inserito, il paracadute, wadding eccetera, e messo in bilico su di un pezzo di legno o legato ad uno spago. Il punto in cui il razzo si bilancia è il centro di gravità (d'ora in poi abbreviato in CG)

Fig.G

Centro di pressione

Il centro di pressione (d'ora in poi abbreviato CP) è più difficile da determinare. Il CP è simile al centro di gravità, eccetto che le forze coinvolte sono le forze della pressione dell'aria agenti sul corpo del razzo mentre sta volando. Un definizione formale può essere questa: "il centro di pressione di un razzo è il punto in cui tutte le forze di pressione dell'aria sembrano concentrarsi". Infatti ci sono molte forze di pressione dell'aria distribuite sul razzo sia avanti che dietro il CP. Il centro approssimativo della pressione può essere trovato tagliando un preciso contorno del razzo disegnato su di un cartoncino. Questo ritaglio viene bilanciato su di un righello per rivelare il CP. Nota: le formule per determinare il vero CP di un razzo sono discusse pienamente nel Centuri's Technical Report TIR-33. Per avere un ragionevole margine di stabilità, il CP deve trovarsi almeno un diametro del corpo del razzo dietro al CG.

Test dinamico

Prepara il razzo come se dovessi lanciarlo. Usa il motore più pesante che potresti impiegarci, così come per quanto riguarda tutto quello che deve contenere, come il paracadute, con l'unica eccezione per l'accenditore. Localizza il punto di bilanciamento del razzo (CG). Con uno spago lungo circa 3 metri, ad una estremità legalo intorno al CG come in fig. G. Fissalo con un pezzo di nastro adesivo per non farlo scivolare. Tenendo l'altra estremità in una mano, inizia a farlo roteare intorno alla testa. Aumentando la velocità, dai sempre più spago. Se il razzo punta con l'ogiva nella direzione verso la quale stai roteando, rimanendo stabilmente nella stesa direzione, allora il razzo volerà stabile. Se oscilla o gira contro il vento, o se la parte terminale precede il resto del corpo, allora non è stabile.

G

I razzi che passano questo test, sono in realtà molto più stabili durante il loro volo normale. Infatti bisognerebbe roteare ad altissima velocità per simulare anche solo in parte il volo di un razzo con il suo motore. Se il razzo è troppo stabile, potrebbe seguire il vento e volare orizzontalmente come una bandieruola secondo il fenomeno detto weathercocking.

Oggetti come le frecce tendono a volare stabili perché la punta metallica e pesante muove il CG in avanti mentre le piume spostano il CP indietro. Lo stesso principio viene usato nei modelli di razzi.

Correzione dell'instabilità.

Un modo per correggere l'instabilità è quello di spostare il CP verso la parte posteriore. Si può fare sia aumentando l'area delle pinne sia spostandolel più indietro. Un modo più semplice di farlo quando il razzo è terminato è quello di aumentare peso nell'ogiva, con piombini o argilla fissati nella punta. Dopo ogni modifica effettuata, conviene ritestare dinamicamente per verificare la stabilità. Ricorda che il CG cambia ogni volta che viene modificato il razzo, così è meglio segnarlo sullo stesso.

In alcuni casi si può spostare più in dentro di un paio di centimetri il supporto del motore, che così facendo sposta il CG in avanti.

Stabilizzazione.

Altri modi per aumentare la stabilità sono i seguenti... Aggiungere delle piccole striscie alla base delle pinne o disassarle un poco per causare una rotazione del razzo intorno al suo asse centrale. Questo aumenterà la stabilità di un razzo marginalmente stabile, come un proiettile a causa della rigatura della canna. Questi 'spinneroni' possono essere mantenuti piccoli per un migliore effetto. Questi sistemi però aumentano la resistenza aerodinamica diminuendo l'atitudine raggiungibile, oltre a causare, a volte, l'intreccio delle corde del paracadute.

Calibro.

Il calibro di un razzo è il suo diametro. Se un razzo ha 1 calibro di stabilità, ha il CP di un calibro sotto il CG. Non si deve mai lanciare un razzo che abbia meno di 1/2 calibro di stabilità.

Rapporto di sottigliezza.

Un razzo lungo e fino vola meglio di uno corto e tozzo. Questo rapporto è quello che intercorre tra la lunghezza ed il diametro. Un buon rapporto inizia da 10 (esempio 25mm di diametro per 25 cm di lunghezza). Un raporto più alto richiede un'area di pinne inferiore, mentre tutti gli altri fattori rimangono inalterati.