Kajtek MT-918, czyli lotna inżynieria papierowa

Papierowym modelarstwem Polska słynie - i to całkiem serio! W projektowaniu i budowie modeli kartonowych nasi rodacy są najlepsi w świecie - wystarczy spojrzeć na strony dobrych e-sklepów z takimi modelami w USA, Niemczech czy Japonii. To po części wynik braku dostępu do większej liczby plastikowych modeli w czasach PRL. Magazyn "Mały Modelarz" był za to wtedy do upolowania w wielu kioskach Ruchu.

Nauka i technika

Dziś mamy dostęp do pełnego asortymentu, nie tylko modeli. Nie znaczy to jednak, że warto rezygnować z papierowych konstrukcji. Przeciwnie - to nadal najbardziej ekonomiczny sposób na sprawdzenie wielu (w tym komputerowych) projektów i obliczeń. Doceniają to także wykładowcy i nauczyciele. Nawet bogaci Amerykanie organizują szkolne konkursy inżynierskie, których celem jest np. zbudowanie najmocniejszego mostu z papieru. Budując i obciążając kartonowe konstrukcje, można szybko, tanio i bezpiecznie poznać zasady rządzące wytrzymałością materiałów, a także zrozumieć m.in. reguły optymalizacji przekrojów każdego rodzaju konstrukcji - nie tylko stalowych. Więc teraz potrenujemy zatem na latawcu!

Materiały i narzędzia

Do wykonania modelu potrzebne będą:

• papier biurowy 80-100 g/m² na poszycie (albo cieńszy – nawet gładka bibuła);
• brystol 160 g/m²;
• nić (bawełniana dobrze się wiąże i klei) oraz igła krawiecka;
• kleje – w sztyfcie i POW (biały stolarski, optymalnie szybkoschnący);
• ołówek, linijka min. 30 cm, ekierka 30°, cyrkiel, nożyczki.

Dużym ułatwieniem jest też możliwość wydrukowania elementów z pliku PDF.

1. Często zapominamy, że niepozorny papier jest masowo używany w budownictwie - może być nawet uodporniony na swoich zwyczajowych wrogów: wodę (zielony) i ogień (czerwony)

2. Z papieru projektowane są masowo meble i to nie tylko do studenckich loftów - wystarczy rozejrzeć się pośród reklamowych komód w pierwszym lepszym dyskoncie!

3. Z papieru da się budować również całkiem wytrzymałe rowery…

4. …a nawet prawdziwe, wielosezonowe mosty!

5. Po niektórych z tych mostów mogą nawet jeździć samochody. Widać tu nienajdoskonalszy sposób wykorzystania własności materiału - wytrzymałość tkwi bardziej w masie użytego materiału niż w finezji konstrukcji (niestety, nie udało mi się odnaleźć zdjęcia z archiwalnego "Młodego Technika", przedstawiającego kartonowy most kratownicowy z przejeżdżającą po nim solidną ciężarówką…)

6. Spójrzmy na wydruki - o ile na poszycie kajtka wystarczy cokolwiek cienkiego (może być nawet gładka bibuła), o tyle na konstrukcję należy już użyć brystolu 160 g/m². Pliki do wydruku elementów znajdziecie na stronach internetowych miesięcznika oraz autora (MODELmaniak.pl).

Papierowy szkielet

Na potrzeby tego artykułu wykorzystany został obrys modelu, który w większej i foliowej wersji opisywany był w "Młodym Techniku", w numerze 8/2011. Można oczywiście wybrać w miarę dowolny kształt - nie tylko klasycznie deltoidalny (inaczej malajski - wśród anglosasów znany jako Eddy; przeczytacie o nim w "Na warsztacie" nr 9/2007 i 9/2017).

7. Niezwykle ważną rzeczą w budowie papierowej konstrukcji jest staranne przygotowanie krawędzi do zaginania. Bigowanie bardzo ułatwia solidna igła zamocowana w oprawce. Zupełnie dobrze służyć też może igła cyrkla - ważne, by do pracy ustawiać ją wzdłuż linii i pod jak najmniejszym kątem do poziomu.

8. Starannie wycięte i pozaginane elementy skleja się najpierw pojedynczo.

Eksperymentując z papierowymi konstrukcjami, warto mieć świadomość, że największe obciążenia w równomiernie obciążonym wsporniku występują u jego nasady. Dobrze też wiedzieć (a nawet samemu naocznie się przekonać), że w niektórych miejscach potrzeba więcej wytrzymałej konstrukcji, a w niektórych mniej. Ciekawe też jest sprawdzenie wytrzymałości różnych kształtów profili - otwartych, zamkniętych i o zmiennej wysokości.

9. W kolejnym etapie łączy się całość szkieletu - wygodniej robić to w pozycji odwróconej, korzystając z celowo umieszczonych w jednej płaszczyźnie górnych linii elementów szkieletu.

10. W utrwaleniu połączeń pomogą niewielkie rombowe nakładki. Do klejenia elementów konstrukcyjnych najlepszy jest szybkoschnący klej POW (np. sprzedawany w szkolnych tubkach "Magic").

Do naszych celów, ze względu na łatwość wykonania bez dodatkowego oprzyrządowania, wybrałem przekrój trójkątny o zmiennej wysokości, z podstawą klejoną do lekkiego poszycia. Stosukowo łatwo go też będzie rozrysować dla różnych rodzajów i wielkości modeli. Projektując siatkę elementów szkieletu, należy uwzględnić wznios skrzydeł (czyli, w uproszczeniu, podniesienie końcówek - według aeroklubowego regulaminu może on wynosić maksymalnie 10% rozpiętości modelu) oraz połączenia z pozostałymi elementami konstrukcyjnymi. Przy tej rozpiętości i rodzaju materiału zrezygnowałem z wręg wzmacniających profile (szczególnie w miejscach podparcia - zamocowania uzdy).

Montaż modelu

Szczegółowo zilustrowana budowa nie wymaga chyba komentarza szerszego nich ten zaprezentowany w podpisach do ilustracji (6-14). Warto tylko wspomnieć o konieczności zachowania możliwie dużej staranności prac. Na rysunkach, które znajdziecie na stronie mt.com.pl, pokazany jest dodatkowy element - śmigło. Można je wykonać wraz z kołpakiem papieru i zamocować obrotowo w głównym profilu szkieletu. Można też użyć plastikowego śmigła lub nawet samego kołpaka. Przed ostatecznym zawiązaniem uzdy należy zdecydować, czy model będzie używany jako niesterowalny (z jednoliniowym holem) czy akrobacyjny (z minimum dwuliniowym holem) i odpowiednio dostosować długości linek uzdy.

11. Podczas przyklejania szkieletu do poszycia lepiej sprawdzi się klej w sztyfcie - może za wyjątkiem końcówek, przy których warto powrócić do POW.

12. Do montażu uzdy przydatna będzie igła. Tego typu latawce (trójlistewkowe) lepiej latają z uzdą czterolinkową - dwuliniowa pozwala na skręcanie części ogonowej, a przez to umożliwia niestateczność lotu.

13. W przypadku jednoliniowego holu (dla niesterowalnego latawca), chcąc ustalić odpowiednią długość linek, można skorzystać z dolnego narożnika skrzydła. Na naciągniętych linkach ołówkiem oznacza się punkty wspólne - symetrycznie także po drugiej stronie. Następnie cztery punkty łączy się razem i wiąże wspólnym, głównym węzłem uzdy. Niezależnie od sposobu wyznaczania długości linek, po zawiązaniu węzła i podwieszeniu modelu nad stołem krawędź wzdłużna latawca powinna utworzyć z poziomem kąt ok. 30°, a obie końcówki skrzydeł powinny znajdować się mniej więcej na podobnej wysokości.

14. Podwójny ogon z bibuły marszczonej (tzw. krepiny) przykleja się bezpośrednio do poszycia, ewentualnie do dolnych listew szkieletu, kiedy poszycie jest wykonane z delikatnej bibuły. Biały kolor bibuły może sugerować samolotowe smugacze. W razie braku bibuły na ogon można użyć także białego papieru toaletowego.

Loty

Podobnie jak w przypadku wszystkich latawców, należy startować modelem pod wiatr o odpowiedniej sile (w tym przypadku zalecany jest wiatr umiarkowany), z dala od postronnych widzów, ruchu ulicznego, przewodów wysokiego napięcia, wszelkiego rodzaju wilgoci i potencjalnych burz. Z prawidłowo wykonaną, czterolinkową uzdą kajtek lata stabilnie i przyjemnie. Dobrze wykonane śmigło z papieru również dodaje mu szyku.

Z modelem tego typu można śmiało startować w corocznych aeroklubowych mistrzostwach modeli latawców w klasie FLP - trzeba jednak otwarcie przyznać, że choć prawdopodobnie nie będzie on "robił ogonów" i jest w stanie zebrać sporo punktów za konstrukcję oraz wykonanie, ciężko od niego wymagać medalowego miejsca w rywalizacji z większymi konstrukcjami. Ale radości i zabawy nie powinno zabraknąć!

Udanych lotów i mnóstwa frajdy!

Paweł Dejnak