Quando pensamos em um barco de controle remoto, normalmente imaginamos um motor conectado a um eixo que atravessa o casco e movimenta uma hélice submersa.
Mas nem toda embarcação funciona dessa maneira.
Existe uma categoria particularmente interessante em que a propulsão não acontece dentro da água. Uma grande hélice instalada acima do casco movimenta o ar e produz o empuxo necessário para deslocar a embarcação.
Estamos falando dos aerobarcos.
Além de serem visualmente diferentes, os aerobarcos possuem uma característica que os torna muito interessantes para quem gosta de modelismo: eles ficam praticamente no meio do caminho entre o aeromodelismo e o nautimodelismo.
Foi justamente essa combinação que explorei ao construir meu aerobarco pantaneiro de controle remoto utilizando Depron.
O que é um aerobarco?
Um aerobarco utiliza uma hélice aérea para produzir o empuxo.
Em um barco convencional temos, de maneira simplificada:
motor → eixo → hélice dentro da água
No aerobarco:
motor → hélice → fluxo de ar → deslocamento da embarcação
A diferença parece simples, mas muda bastante a construção.
Não precisamos instalar um eixo atravessando o fundo do casco para levar a rotação até uma hélice submersa.
A propulsão permanece acima da água.
Por que aerobarcos conseguem navegar em águas rasas?
Essa é uma das principais características desse tipo de embarcação.
Em um barco convencional, eixo, hélice e eventualmente leme ficam abaixo do casco.
Em águas muito rasas existe o risco de essas partes atingirem:
fundo;
pedras;
galhos;
vegetação;
outros obstáculos.
No aerobarco, a hélice responsável pela propulsão está fora da água. Como destaquei no artigo original, isso permite operar em regiões muito rasas sem existir uma hélice submersa sob risco de colidir com o fundo.
É justamente por isso que aerobarcos reais são tão associados a pântanos, áreas alagadas e regiões com vegetação.
Um barco com componentes de avião
Para quem já pratica aeromodelismo, existe uma vantagem enorme:
muitos componentes são familiares.
No aerobarco elétrico que apresentei originalmente, podemos utilizar componentes normalmente encontrados em um aeromodelo, incluindo servo, ESC, BEC, hélice, bateria LiPo e receptor.
Isso torna o aerobarco um projeto particularmente interessante para quem já possui peças de aeromodelismo na bancada.
Uma história que ficou na minha memória
No artigo original contei uma história que havia lido muitas décadas atrás em uma revista de modelismo.
Um aeromodelista morava longe da pista de voo, mas havia um rio perto de sua casa.
Naquela época, equipamentos de rádio controle eram muito mais caros. Em vez de possuir conjuntos eletrônicos para vários modelos, ele construiu um aerobarco e transferia os componentes entre o avião e o barco.
Quando conseguia ir à pista, voava.
Quando não conseguia, instalava os equipamentos no aerobarco e navegava no rio.
Sempre achei essa história interessante porque mostra perfeitamente a proximidade entre os dois tipos de modelo.
Hoje não precisamos necessariamente desmontar o avião
Felizmente, componentes de modelismo se tornaram muito mais acessíveis.
Não precisamos ficar retirando receptor, ESC e servos de um modelo para colocar em outro.
Mas o princípio continua válido:
um conjunto originalmente pensado para um aeromodelo pode fornecer grande parte da eletrônica necessária para construir um aerobarco.
E isso também significa que peças que ficaram paradas depois da aposentadoria de algum avião podem ganhar uma segunda vida.
Quais são os principais componentes de um aerobarco RC?
Em uma configuração elétrica básica teremos algo próximo de:
bateria LiPo → ESC → motor → hélice
Para receber os comandos:
transmissor → receptor
E para controlar a direção:
receptor → servo → leme aéreo
Dependendo do ESC utilizado, o receptor e o servo podem receber alimentação através do BEC.
É um conjunto relativamente simples, especialmente para quem já conhece a eletrônica básica de um aeromodelo.
A bateria LiPo
A bateria fornece energia para o sistema.
As baterias LiPo se tornaram extremamente populares no modelismo por oferecerem uma boa relação entre capacidade de fornecimento de corrente e peso.
Entretanto, não podemos escolher uma bateria apenas porque ela cabe dentro do barco.
Precisamos considerar:
tensão;
capacidade;
capacidade de descarga;
peso;
compatibilidade com motor e ESC.
A tensão da bateria influencia diretamente o conjunto de propulsão.
O ESC controla a potência do motor
ESC significa Electronic Speed Controller, ou controlador eletrônico de velocidade.
Ele fica eletricamente entre a bateria e o motor.
De maneira simplificada:
bateria → ESC → motor
Quando movimentamos o comando do acelerador no transmissor, o receptor fornece ao ESC o sinal correspondente.
O controlador então modifica eletronicamente a potência entregue ao motor.
É isso que permite acelerar e desacelerar o aerobarco.
O motor pode ser brushless
Um motor brushless é uma escolha bastante comum em projetos desse tipo.
Esse motor precisa trabalhar em conjunto com um ESC adequado.
Mas existe uma questão fundamental:
motor, hélice, ESC e bateria precisam ser dimensionados como um conjunto.
Não devemos selecionar cada peça isoladamente.
Uma hélice muito exigente pode fazer o motor consumir uma corrente elevada.
Isso pode aquecer o motor.
Pode aquecer o ESC.
Pode sobrecarregar a bateria.
Portanto, o dimensionamento da propulsão é uma das partes mais importantes do projeto.
A hélice fica no ar
Essa é a característica visual mais evidente do aerobarco.
Em vez de ficar escondida debaixo da água, a hélice fica instalada acima do casco.
O motor gira a hélice e acelera uma massa de ar para trás.
Como consequência, surge uma força sobre a embarcação no sentido oposto.
É o mesmo princípio básico que encontramos na propulsão de um aeromodelo.
Mas existe uma diferença:
o aerobarco não precisa produzir sustentação suficiente para sair do chão.
Ele precisa vencer principalmente as resistências envolvidas em seu deslocamento sobre a água.
Atenção especial à hélice exposta
Aqui existe um cuidado importante.
Uma hélice de aeromodelismo girando em alta velocidade pode causar ferimentos graves.
No avião ela já exige cuidado.
Em um aerobarco, essa hélice permanece bastante exposta sobre o casco.
Por isso, um projeto bem construído deve considerar uma proteção ao redor da hélice, especialmente se o modelo for utilizado próximo de outras pessoas.
Nunca faça ajustes no conjunto com o sistema armado.
E mantenha mãos, roupas, cabos e objetos afastados da hélice.
Como o aerobarco faz curvas?
Como não temos necessariamente um leme convencional trabalhando dentro da água, podemos direcionar o próprio fluxo de ar produzido pela hélice.
Para isso utilizamos um ou mais lemes instalados atrás da hélice.
O servo movimenta esses lemes.
Quando alteramos sua posição, desviamos o fluxo de ar.
Esse desvio produz o momento necessário para fazer a embarcação mudar de direção.
Assim:
rádio → receptor → servo → leme aéreo → desvio do fluxo → curva
É uma solução muito parecida com superfícies de controle utilizadas em aeronaves, embora aplicada de outra maneira.
Onde instalar o servo?
O servo precisa ficar em uma posição que permita uma ligação mecânica eficiente com o leme.
Podemos utilizar hastes de comando para transmitir o movimento.
É importante verificar se o servo possui força suficiente e se todo o mecanismo trabalha livremente.
Um comando pesado ou travando pode aumentar o consumo do servo e comprometer a direção.
Também precisamos lembrar que estamos construindo uma embarcação.
Portanto, água e respingos precisam ser considerados na instalação da eletrônica.
E o receptor?
O receptor recebe os comandos enviados pelo transmissor.
Em uma configuração simples podemos utilizar:
canal do acelerador → ESC
canal da direção → servo
Isso já permite controlar completamente um aerobarco básico.
Se o rádio possuir canais adicionais, começamos a abrir espaço para outras funções.
Iluminação.
Buzina.
Efeitos.
Bombas.
Outros mecanismos.
O aerobarco pode se transformar em uma excelente plataforma para experiências eletrônicas.
O que é o BEC?
BEC significa Battery Eliminator Circuit.
Sua função é fornecer uma tensão apropriada para alimentar equipamentos como receptor e servos a partir da bateria principal.
Isso evita, em muitas configurações, a necessidade de utilizar uma segunda bateria exclusivamente para o sistema de rádio.
Podemos imaginar:
bateria principal → ESC/BEC → receptor e servo
Mas é sempre necessário verificar as especificações do equipamento utilizado.
Não devemos presumir que qualquer ESC possui um BEC apropriado para qualquer configuração.
E chegamos ao casco
A eletrônica pode ser semelhante à de um aeromodelo, mas precisamos construir uma embarcação.
Existem vários materiais possíveis.
No artigo original mencionei alternativas como madeira balsa, compensado naval, fibra de vidro e Depron.
Cada material apresenta vantagens e dificuldades.
Fibra de vidro pode produzir um acabamento extremamente profissional, mas exige conhecimento e materiais específicos.
Madeira permite estruturas muito interessantes.
No meu caso, escolhi uma alternativa particularmente prática:
Depron.
O que é Depron?
Depron é um material leve em forma de placas, bastante conhecido entre modelistas.
Ele foi muito utilizado na construção de aeromodelos elétricos devido à combinação entre:
baixo peso;
facilidade de corte;
facilidade de conformação;
boa relação entre rigidez e massa.
No meu aerobarco, o Depron permitiu construir uma estrutura de dimensões relativamente grandes mantendo o peso reduzido.
Por que o Depron combina tão bem com um aerobarco?
Porque o projeto não precisa necessariamente de um casco tradicional profundo.
Podemos trabalhar com uma estrutura relativamente plana, adequada para deslizar sobre a água.
Isso facilita a construção utilizando chapas.
Podemos cortar as peças com ferramentas simples e montar a geometria do casco gradualmente.
Além disso, o baixo peso ajuda bastante no desempenho.
Quanto mais pesada for a embarcação, maior será o empuxo necessário para movimentá-la adequadamente.
Antes de cortar, pense na distribuição dos componentes
Um erro comum seria construir todo o casco e somente depois perguntar:
onde vou colocar a bateria?
É melhor fazer o contrário.
Antes da montagem definitiva, pense na posição aproximada de:
motor;
ESC;
bateria;
receptor;
servo;
estrutura de suporte da hélice.
A bateria, especialmente, costuma representar uma parcela importante da massa.
Sua posição pode ser utilizada para ajudar no equilíbrio do modelo.
Centro de gravidade também importa em um barco
Naturalmente, o comportamento não é igual ao de um avião.
Mas a distribuição de massa continua sendo importante.
Se concentrarmos muito peso na traseira, a popa pode ficar excessivamente baixa.
Se colocarmos tudo na frente, a proa pode mergulhar mais do que desejamos.
Se os componentes estiverem concentrados em um lado, o modelo pode permanecer inclinado.
Por isso, antes de fixar definitivamente a eletrônica, faça testes de flutuação.
Faça o primeiro teste sem ligar o motor
Coloque o aerobarco cuidadosamente na água.
Observe.
Ele permanece nivelado?
A proa está adequada?
A traseira afundou demais?
Existe alguma entrada de água?
Somente esse teste já pode revelar vários problemas.
Se necessário, reposicione bateria e outros componentes antes de continuar.
É muito mais fácil alterar a montagem nessa etapa do que depois de tudo estar definitivamente fixado.
Depron e água exigem atenção à construção
Apesar de o material não se comportar como uma madeira comum diante da água, isso não significa que podemos ignorar a vedação da embarcação.
Juntas, passagens de fios, furos e regiões coladas precisam ser observadas.
O objetivo é evitar que água alcance o interior e principalmente a eletrônica.
Uma pequena infiltração pode não ser percebida imediatamente.
Depois de alguns minutos de navegação, entretanto, podemos encontrar água acumulada dentro do casco.
Escolha a cola adequada
Nem todo adesivo é apropriado para materiais à base de espuma.
Alguns produtos possuem solventes capazes de atacar determinadas espumas.
Portanto, antes de aplicar qualquer cola em toda a estrutura, faça um pequeno teste em um pedaço de material.
Também precisamos considerar a resistência mecânica necessária e o contato com água.
Uma união excelente na bancada não é necessariamente adequada para uma embarcação.
E como fazer o acabamento do Depron?
No meu aerobarco utilizei uma solução que produziu um resultado visual muito interessante.
Apliquei uma película semelhante à utilizada no envelopamento de automóveis.
Isso mudou completamente a aparência do modelo.
A estrutura deixou de parecer simplesmente um conjunto de placas de espuma e ganhou um acabamento muito mais próximo de um produto pronto.
Também mencionei no artigo original a possibilidade de utilizar adesivo tipo Contact para obter um resultado semelhante.
O acabamento também pode ajudar a proteger a superfície
Além da questão estética, revestir adequadamente o modelo ajuda a preservar a superfície durante o uso.
Mas precisamos ter cuidado com materiais muito pesados.
Lembre-se:
cada camada acrescentada ao modelo aumenta a massa.
É fácil construir uma estrutura extremamente leve e depois perder boa parte dessa vantagem acrescentando excesso de cola, revestimento e acessórios.
No modelismo existe sempre um equilíbrio entre:
resistência + acabamento + peso.
O suporte do motor merece atenção especial
O motor produz empuxo e vibração.
Portanto, sua estrutura de sustentação precisa ser suficientemente rígida.
Não adianta construir um casco perfeito e instalar o motor em um suporte flexível.
A direção do empuxo também precisa ser observada.
Se o conjunto estiver desalinhado, a força produzida pela hélice pode influenciar o comportamento da embarcação.
Por isso, vale gastar algum tempo garantindo uma montagem sólida e corretamente posicionada.
Faça testes progressivos
Quando o modelo estiver pronto, não comece imediatamente com aceleração máxima.
Faça testes graduais.
Primeiro verifique o rádio.
Depois a direção.
Confirme o sentido de funcionamento do leme.
Teste brevemente o motor em condições seguras.
Coloque o aerobarco na água.
Acelere pouco.
Observe.
Faça algumas curvas.
Aumente gradualmente a potência.
Esse procedimento permite descobrir problemas sem submeter imediatamente o modelo às condições mais severas.
Observe a temperatura do motor e do ESC
Depois dos primeiros minutos, pare o modelo e verifique o conjunto.
Motor excessivamente quente pode indicar problemas de dimensionamento.
O mesmo vale para o ESC.
Uma hélice inadequada pode exigir corrente demais.
Também vale observar a bateria.
O conjunto deve funcionar dentro das especificações dos componentes utilizados.
Não tente resolver aquecimento excessivo simplesmente adicionando refrigeração sem antes investigar sua causa.
Um aerobarco é uma ótima plataforma experimental
Essa talvez seja uma das características que mais gosto desse projeto.
Ele permite combinar conhecimentos de diferentes áreas.
Temos eletrônica, porque precisamos trabalhar com bateria, ESC, BEC, receptor e servo.
Temos elétrica, porque precisamos compreender tensão, corrente e potência.
Temos mecânica, porque precisamos construir suportes e mecanismos de direção.
Temos física, porque trabalhamos com empuxo, resistência, massa e equilíbrio.
E temos o próprio modelismo, porque tudo isso precisa resultar em um modelo funcional e visualmente interessante.
Aeromodelismo e nautimodelismo no mesmo projeto
O aerobarco é particularmente interessante justamente porque mistura esses dois mundos.
Utilizamos:
hélice de aeromodelismo
motor de aeromodelismo
ESC
LiPo
servo
receptor
Mas colocamos tudo isso sobre:
um casco navegando na água.
Foi exatamente essa característica que destaquei no artigo original: o aerobarco funciona como uma espécie de meio-termo entre um avião e um barco rádio controlado.
Veja como ficou meu aerobarco pantaneiro de Depron
No vídeo original deste artigo mostro em detalhes o aspecto final do aerobarco construído em Depron, incluindo sua estrutura e o acabamento que utilizei.
Um excelente projeto para quem gosta de construir
É perfeitamente possível comprar modelos praticamente prontos.
Mas existe uma experiência diferente quando começamos com algumas placas de material, componentes eletrônicos e uma ideia.
Precisamos decidir as dimensões.
Cortar.
Colar.
Posicionar o motor.
Instalar o servo.
Organizar a eletrônica.
Fazer o acabamento.
Testar.
Errar.
Corrigir.
Até chegar aquele momento em que colocamos o modelo na água, aceleramos e vemos algo que construímos começar a navegar.
Para mim, essa continua sendo uma das partes mais interessantes do modelismo.
Quer entender melhor a eletrônica para construir seus próprios modelos RC?
Um projeto como esse fica muito mais fácil quando entendemos o papel de cada componente e, principalmente, como eles trabalham juntos.
Bateria, ESC, BEC, motor, hélice, receptor e servo não são componentes isolados. Eles formam um sistema elétrico e eletrônico que precisa ser corretamente dimensionado e conectado.
Essa é justamente a proposta do Método 7H RC: ensinar elétrica e eletrônica aplicadas ao rádio controle de maneira prática, usando situações encontradas realmente no aeromodelismo, automodelismo e nautimodelismo.
Se você quer ganhar autonomia para entender, dimensionar, diagnosticar, modificar e construir seus próprios projetos de rádio controle, conheça o Método 7H RC.
Experimentação na prática: Como montar um aerobarco pantaneiro de controle remoto usando isopor Depron — acompanhe um projeto prático de modelismo que combina construção em isopor Depron, adaptação de componentes e experimentação na criação de um modelo controlado por rádio.
Veja também: este projeto experimental faz parte do guia Construção, Materiais e Projetos de Modelismo, que reúne materiais, ferramentas, técnicas de construção, montagem, reaproveitamento e experimentação prática no modelismo.