Para pasar la información entre las distintas fases se deberán sincronizar según las necesidades del NODEMCU con el Arduino MEGA y el Arduino Mega con los otros 3 Arduino ONE.
Cuando se inicia el simulador, no hay información hasta que X-Plane comienza a enviarla. Se formatean estos datos con dos decimales y se completa la parte entera hasta seis posiciones con ceros. En caso de ser un valor negativo se coloca anterior al primer cero el '-' y se elimina un cero.
X-Plane --------> 345.25 ---------> 0000345.25 Siempre el total de la cifra debe ser de 10 posiciones.
X-Plane --------> -345.25 ---------> -000345.25 Cuando tiene signo negativo se elimina un cero del relleno. Siempre el total de la cifra debe ser de 10
posiciones.
Como se reciben 6 datos, el total por cada tanda será de 60 caracteres que el Arduino Mega separara en 6 parámetros. Estos parámetros serán y en ese orden, Pitch, Roll, Yaw, y de gravedad, normal, lateral y axial.
Antes de mandar este stream al Arduino Mega deberá verificar que este le haya solicitado información. Esto se debe a que antes de mandar nuevos datos, el Arduino MEGA debe enviar a los 3 Arduinos UNO de cada motor.
Cuando el Arduino MEGA esta listo le solicita información al NODEMCU. Simultáneamente el Arduino Mega debe solicitar a casa Arduino ONE la información provista por cada Encoder, esta información es la posición actual del motor luego de posicionarse con los datos recibidos en la tanda anterior. Con esta información y la nueva tanda de datos calcula el voltaje que se debe aplicar a cada motor. Luego de calcular el voltaje con los nuevos datos, se deberá chequear si cada Arduino ONE estan listo para recibir datos.
El Arduino ONE cuando esta listo le solicita información al Arduino MEGA . Tambien recibira los datos que recibe de los encoders. Luego de enviarlos le informa al Arduino MEGA que puede recibir nuevos datos.
La otra distribución de datos que llegan al Arduino MEGA es a los 16 servos del asiento. Como mostré en el post 16 esta coneccion es por RS232 con el controlador y utiliza el mismo mecanismo de señales. Como los servos no necesita de los Encoders para saber su posición, todo es manejado por el controlador para conocer la posición de los servos. Esto se logra por los potentes comandos que este tiene.
Veamos como se realiza en calculo de posición de los servos y las acciones a tomar para lograr la posición final.
Como habíamos dicho Arduino MEGA recibe del NODEMCU tres datos para el asiento, normal, lateral y axial, que son las fuerzas de gravedad para movimientos sobre cada eje (los otros tres movimientos son alrededor de los ejes)
Ahora vamos a definir las fuerzas que actúan sobre un avión durante virajes y deben ser simuladas por el g-seat. comenzamos en definir las fuerzas centrípetas y centrífugas. Vamos a definir al radio y al régimen de viraje. El radio de viraje esta definido como la distancia desde el avion que esta en viraje hasta el centro de la circunferencia imaginaria. El régimen de viraje esta definido como la velocidad con la que el avión gira sobre un eje imaginario vertical. Si nuestro avión gira a razón de 3 grados por segundo, vamos a completar los 360 grados en 2 minutos y este es el régimen de viraje. El régimen standard para aviones pequeños es de 3 minutos.
Si tenemos una esfera en reposo y le aplicamos una fuerza, esta va a continuar con una trayectoria recta a menos que le apliquemos otra fuerza que cambie la dirección.Si a la esfera la sujetamos con una cuerda, esta va a generar una fuerza para evitar que continua en dirección recta y va a hacer que siga una trayectoria circular. Esta fuerza que de alguna manera atrae a la esfera al centro de la circunferencia se llama fuerza centrípeta. Según la tercer ley de Newton donde dice que toda acción tiene una reacción de la misma magnitud pero en sentido contrario, vamos a ver que la esfera va a experimentar otra fuerza que hace ques quiera alejarse del centro de la circunferencia. A esta fuerza es la fuerza centrífuga.
En base a lo anterior podemos definir las fuerzas que actúan sobre un avión durante el viraje. Cuando el avión mantiene una trayectoria nivelada vamos a tener la sustentación y el peso, pero cuando iniciamos el viraje las cosas cambian. Ahora la sustentación se va a dividir en dos componentes, uno vertical que nos mantiene volando y otro horizontal que va a actuar como cuerda que va a hacer que el avión vaya al centro de nuestro viraje que seria la fuerza centrípeta. Por otro lado vamos a tener el peso que siempre se dirige al centro de la tierra. Pero también vamos a tener otra fuerza generada como reacción al vector horizontal de la sustentación que seria la fuerza centrifuga. La suma de la fuerza centrifuga y el peso genera un componente total mayor al que teníamos originalmente generado por el peso cuando estábamos volando recto y nivelados.
Definimos como factor de carga las fuerzas generadas por el peso y la fuerza centrifuga.
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Esta fuerza será mayor a la gravedad y aumentara cuanto mayor sea el viraje. Si por ejemplo tomamos un viraje de 60 grados vamos a experimentar una fuerza equivalente a 2g.
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Esta fuerza se manifiesta sobre los glúteos y es la fuerza que simulara el g-seat.
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Cuando un móvil, como el avión, se desplaza en el espacio de tres dimensiones, se ve sometido a unas fuerzas debidas a las aceleraciones y fuerzas centrífugas.
Para medirlas, se utiliza el factor de carga o número n, que se define como la relación que existe entre la fuerza total que actúa sobre el avión y el peso del mismo.
Por ejemplo, un factor de carga n = 3, en un avión de 1.000 Kgs., significa que la estructura del avión está soportando una fuerza de 3.000 Kgs·.
n = 3.000/1.000 = 3
Otra forma de nombrar el factor de carga es por la letra g (aceleración de la gravedad).
En el caso anterior, se diría que el avión soporta 3g.
Estas fuerzas pueden ser positivas o negativas. Son positivas cuando su dirección es hacia abajo.
Se indica con el signo ( + ). Ejemplo: + 3g.
Son negativas cuando la fuerza es hacia arriba. Esta fuerza, puede incluso anular el propio peso del avión. Se les pone el signo ( – ), para indicar el sentido de la fuerza aplicada. Ejemplo: – 3g.
El Piloto las nota inmediatamente, desde el primer vuelo.
En las g ( + ), parece como si el peso humano aumentara. El Piloto, como un elemento más del avión, queda “pegado” al asiento.
En las g ( – ), el Piloto queda “flotando” en el asiento.
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EL FACTOR DE CARGA EN LAS PÉRDIDAS.
Esta maniobra debe ser analizada en cuatro fases:
1) Entrada.
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- La fase de entrada en pérdida no provoca cargas superiores a l g, o sea, lo mismo que si el avión estuviera en vuelo recto
2) Pérdida.
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- Cuando la pérdida se produce, el factor de carga se reduce, pudiendo incluso desaparecer.
El Piloto siente como si “flotara en el asiento”, reduciéndose el peso.
3) Recuperación.
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- Puesto que la recuperación de la pérdida se realiza “cediendo palanca”, el factor de carga puede hacerse negativo. (- g).
Esta aceleración negativa, tiende a separar al Piloto de su asiento. El valor puede ser pequeño y sus consecuencias no son muy importantes estructuralmente a menos que se use una técnica pobre de recuperación, en cuyo caso los g negativos pueden llegar a producir serios daños.
4) Nivelación.
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- Conseguida la velocidad necesaria para el vuelo seguro, se debe iniciar la nivelación.ya que, al aumentar la carga, aumenta igualmente la velocidad de pérdida.
La recuperación debe hacerse de una forma continua y suave.
En esta fase, pueden aparecer importantes factores de carga positivos, si la recuperación se hace de una forma violenta, “tirando” muy fuerte de la palanca.
Normalmente, el factor de carga suele ser de 2 a 2,5 g.
Si el factor de carga aumenta por encima de estos valores, pueden aparecer “pérdidas secundarias”.
EL FACTOR DE CARGA EN LAS BARRENAS.
Una barrena, básicamente, es idéntica a una pérdida, con la excepción de que en esta maniobra aparece un movimiento rotatorio.
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- Deben aplicarse los mismos conceptos en la barrena que en la pérdida, con relación al factor de carga siendo, por tanto, el momento más comprometido la nivelación.
En una barrena bien realizada, el factor de carga no debe pasar de 2,5 g, no presentando aerodinámicamente ningún problema su realización en aquellos aviones autorizados a su ejecución.
EL FACTOR DE CARGA Y LA TURBULENCIA.
Todos los aviones deben demostrar su capacidad de resistir ráfagas de aire de gran intensidad.
El factor de carga aumenta, con la velocidad y, normalmente, el límite estructural está calculado a la máxima velocidad de crucero.
En condiciones de turbulencia muy fuerte, como en tormentas o en situaciones frontales, es aconsejable reducir la velocidad a la de turbulencia.
De este modo, será prácticamente imposible que las ráfagas de aire produzcan daños estructurales.
Cada avión tiene una velocidad de turbulencia específica, que el Piloto debe conocer. Está suficientemente distante de la velocidad de pérdida y de la velocidad máxima estructural, y hace el vuelo muy seguro en condiciones de turbulencia fuerte.
EL FACTOR DE CARGA Y LA VELOCIDAD DE PÉRDIDA.
Cualquier avión, dentro de sus límites estructurales, PUEDE ENTRAR EN PERDIDA ACUALQUIER
VELOCIDAD, SI EL PESO AUMENTA LO SUFICIENTE.
Prácticamente se ha demostrado que la velocidad de pérdida aumenta en relación directa a la raíz cuadrada del factor de carga.
Esto significa que si un avión tiene, en condiciones normales de g 1, una velocidad de pérdida de 50 millas y se ve sometido a un factor de carga de 4g, su velocidad de pérdida aumenta a
100 millas. ( 4 = 2 ; Vg 2 x 50 = 100).
He aquí una explicación de los accidentes en los virajes al final, en que el Piloto se pasa de la alineación de la pista (se “overchuta”). Si el Piloto intenta forzar la maniobra ciñendo e inclinando, está aumentando la fuerza centrífuga a consecuencia del “tirón” y la inclinación.
Ambas acciones aumentan el factor de carga, según hemos visto y, en consecuencia, la velocidad de pérdida.
En caso de un “OVERCHUT” sin tiempo y distancia a la pista para hacer la maniobra con suavidad, es conveniente hacer un “motor y al aire” antes que forzar la maniobra. Sus consecuencias pueden ser fatales.
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Ambas acciones aumentan el factor de carga, según hemos visto y, en consecuencia, la velocidad de pérdida.
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