Latawiec szaszłykowy Klub i Szkoła Wynalazców

Nie tylko Kite Man, czyli zwiad powietrzny przed wynalezieniem dronów

Latawce płaskie to najstarszy typ statków powietrznych - również osobowych! Wynalezione może nawet około 770 r. p.n.e., choć dalekie od idealnej stabilności i zwykle wyposażone w mało praktyczny ogon - już od zarania swoich dziejów były wykorzystywane również do lotów załogowych - istnieje wiele przekazów pisemnych dotyczących wykorzystania jednopłaszczyznowych latawców załogowych do celów wojskowych (w uniwersum DC zielonym romboidalnym latawcem przemieszcza się Kite Man).

W kwestii aparatów cięższych od powietrza w realnym świecie w zasadzie nie było innego wyboru aż do czasu wynalezienie w 1894 roku przez Lawrence Hargrave’a znacznie stabilniejszego latawca skrzynkowego (ang. box kite). Udostępnienie ówczesnym pionierom aeronautyki informacji o doświadczeniach Australijczyka było wyraźnym katalizatorem szybkiego rozwoju lotnictwa na przełomie XIX i XX wieku, co w kilka lat zaowocowało budową pierwszych faktycznie latających samolotów.

1. Najstarsze wzmianki pisane, dotyczące załogowych lotów latawcowych, wspominają wyczyn chińskiego generała Han Hsina, który w 200 roku p.n.e. wzniósł się latawcem nad mury obleganego miasta, by ocenić konieczną długość tunelu, jaki wykonywali jego żołnierze. Później jeszcze wielu śmiałków szło w jego ślady - w wojsku taka obserwacja była szczególnie cenna, stąd latawcowe oddziały obserwacyjne działały nawet podczas II wojny światowej.

2. Współcześnie również lata się latawcami i choć zwykle są to projekty bezszkieletowe typu spadochronowego lub paralotniowego, to latawce płaskie także są używane w tym celu. Płaskim latawcem latał m.in.  główny bohater francuskiej komedii "Wielkie wakacje" (oryg. "Les grandes vacances") z 1967 r. grany przez Louisa de Funèsa.

Wojskowi obserwatorzy nie zrezygnowali jednak szybko z latawców - przesiedli się tylko na znacznie pewniejsze latawce skrzynkowe. Na nich również (aż do niedawna) montowano często aparaty fotograficzne i kamery filmowe. Dopiero w ostatnich latach zastąpiły je coraz doskonalsze i coraz tańsze drony.

Nie wszędzie jednak można wykorzystywać latawce - nawet zabawkowe. W krajach rządzonych przez fundamentalistów islamskich latawce są zakazane z przyczyn religijnych. Zakaz puszczania latawców obowiązywał w Afganistanie (i prawdopodobnie znów wrócił wraz z odzyskiwaniem władzy przez talibów). Podobne restrykcje z powodów religijnych wprowadzono w Pakistanie - antylatawcowe przepisy wprowadziły w 2001 władze prowincji Pendżab, a podtrzymał je pakistański Sąd Najwyższy w 2005 roku. W oficjalnym uzasadnieniu podano jednak, że latawce mogą ułatwić dokonanie zamachu terrorystycznego.

3. O zakazie zabawy dzisiejszym modelem w Afganistanie opowiada m.in. książka i nakręcony na jej podstawie film pt. "Chłopiec z latawcem". Zakaz zniesiono wprawdzie w 2002 roku, pod wpływem działań wojsk koalicji zachodniej, ale sytuacja w regionie znów się diametralnie zmieniła... 

Cieszmy się zatem szerokimi możliwościami budowy i zabawy latawcami, przystępując do budowy dzisiejszego modelu.

Projekt - nowy, choć na sprawdzonych rozwiązaniach

Dzisiejszy model jest zbliżony wielkością i większością detali konstrukcyjnych do opisywanego "Na warsztacie" we wrześniu 2007 roku latawca FEST (polecam jego opis również zobaczyć - link w tabeli…). Jest jednak od swojego starszego brata lżejszy i delikatniejszy - więc lata nawet lepiej od standardowego FEST-a, pokrytego zwykłym papierem - szczególnie przy małych wiatrach. To także dobry projekt do zajęć w pracowniach modelarskich, świetlicach i na zajęciach technicznych. Większość z zastosowanych tu rozwiązań została już pozytywnie zweryfikowana przez kilkanaście lat użytkowania przez setki młodszych i starszych zawodników.

4. Kadr z Mistrzostw Aeroklubu Wrocławskiego Modeli Latawców z latawcem typu FAST z logo Polski, jakie Ministerstwo Spraw Zagranicznych PR zatwierdziło do użytku w 2002 roku. Jednak ten logotyp nie przyjął się powszechnie - także z powodu pewnych zarzutów profesjonalnych grafików oraz faktu, że mimo wszystko latawce raczej nie są kojarzone ze stałością, z jakim powinno kojarzyć się państwo. Na latawcach jednak wciąż chętnie jest stosowany

Materiały i narzędzia (oraz ich ekwiwalenty)

Przede wszystkim potrzebny będzie delikatny i lekki papier - optymalnie bibuła gładka (dwa arkusze A3 - najczęściej dostępne w handlu). Może to też być papier, jaki czasem dodawany jest do opakowań butów lub koszul. Jeśli jest pognieciony - nie szkodzi - da się go w miarę dobrze wyprasować żelazkiem. W najgorszym razie może być to nawet papier śniadaniowy (choć będzie cięższy).

Drugim newralgicznym materiałem będą patyczki szaszłykowe - najlepiej o średnicy 3 mm i długości 30 cm - jeśli do dyspozycji będą krótsze, trzeba będzie dostosować wielkość poszycia. Na ogon przyda się bibuła karbowana (krepina), ale od biedy do tego projektu można wykorzystać nawet biały papier toaletowy.

Z dodatkowych materiałów potrzebna będzie mocna nić (taka, która nie zerwie się przy pierwszej próbie wytrzymałości). Zwykły papier, klej w sztyfcie, klej POV (typu wikolowego), cyjanoakrylowy (typu super glue), kęs papieru ściernego gradacji 150-200, ołówek, dłuższy liniał, nożyczki i nożyk do tapet w zasadzie wyczerpują listę potrzebnych materiałów i narzędzi. Markera można użyć do zdobienia albo (jeśli już jest wypisany) do wykonania całkiem wygodnego zwijadła holu.

Montaż modelu

Kiedy wszystkie materiały i narzędzia zostały w końcu skompletowane, polecam zacząć od wykonania papierowych mufek (łączników) prętów szaszłykowych i podobnych rurek na kieszenie poszycia. Oba te rodzaje akcesoriów do dzisiejszego modelu wymagają zwinięcia prostokątnych formatek zwykłego papieru (o wymiarach 30×40 mm) w rurki o długości 40 mm: minimum dwóch sztuk na pręcie szaszłykowym - oraz min. 4 poprawnie wykonanych sztuk zwiniętych na pręcie (ew. rurce po lizaku lub wiertle) średnicy ok. 4 mm.

Skąd te minimalne (a nie dokładne) liczby? Ano stąd, że mało kto rodzi się z wrodzonym talentem do zwijania cienkich rurek z papieru i zapewne pierwsze rurki nie przejdą wewnętrznej kontroli technicznej - nie należy się tym martwić, lecz przyjąć, że to raczej reguła niż wyjątek (to trochę jak z pierwszym naleśnikiem). Do klejenia rurek wygodniej użyć kleju wikolowego, nakładanego na wewnętrzną stronę końcowej krawędzi zwijanej rurki. Ważne - rurki powinny ściśle przylegać do szablonu (pręta 3 lub 4 mm).

5. Podstawowe materiały i narzędzia do budowy dzisiejszego modelu - w tym dwa arkusze bibuły gładkiej formatu A3. Do kompletu przyda się jeszcze klej cyjanoakrylowy i bibuła marszczona na prosty, taśmowy ogon. 

6. Zaostrzone końce patyczków trzeba będzie docelowo usunąć - można to zrobić piłką o drobnych ząbkach, nacinając dookoła nożykiem modelarskim - ale można również wykonać najpierw rowek jednym z ostrzy nożyczek (kładąc obrabianą końcówkę pręta i jedno z rozwiedzionych ostrzy nożyczek na krawędź stołu), a następnie delikatnie odłamując zbędną część pręta oraz fazując delikatnie nowy koniec elementu. Łącząc najpierw niezaostrzone końce prętów, z docięciem ostrych końcówek można się jednak wstrzymać do czasu przymierzenia szkieletu do poszycia (vide fotografia 14).

7. Łączniki i kieszenie dla szkieletu to papierowe rurki, ściśle zwinięte i czysto sklejone na odpowiedniej średnicy szablonie. 

8. Prawidłowe wklejenie prętów w mufkę wymaga oznaczenia połowy głębokości łącznika na każdym z prętów. Przy tej wielkości latawca papierowe mufki trzeba koniecznie zaimpregnować klejem C-A (Uwaga! Łącznik poziomej belki szkieletu będzie nieco przegięty przed zaimpregnowaniem - vide kolejne zdjęcie). 

9. Na szkielecie znajdują się punkty zaczepu uzdy (może być dwu- lub trzylinkowa - w prezentowanym projekcie będzie możliwość nawet i późniejszego wyboru). Wygodnie jest zrobić pętelki na fragmentach nici, które potem przykleja się do konstrukcji w oznaczonych na rysunku montażowym miejscach - tym razem klejem POV, żeby już nie kleić palców.

10. Wielkość tego latawca wynika w zasadzie z wielkości formatek folii (A3). Żeby wygodnie było skleić poszycie w szachownicę, przyjęty został taki podział arkusza (podstawa pierwszego trójkąta z lewej niech ma 20 cm). Bibułę należy uważnie wyciąć nożycami albo odpowiednim nożem przy długim liniale.

Przedłużanie prętów szaszłykowych z wykorzystaniem właśnie zwiniętych węższych rurek będzie łatwiejsze, jeśli końce prętów delikatnie sfazuje się wkładane w mufkę końcówki oraz oznaczy 2 cm - czyli tyle, ile pręta powinno znaleźć się w łączniku.

Poprzeczną część szkieletu warto będzie wygiąć, aby uzyskać ustateczniające lot podniesione końcówki skrzydeł (uszy) latawca. Można to zrobić (na wzór FEST-a - vide ramka) poprzez wygięcie w łuk sklejonych dobrze prętów - ale można też odpowiednio przegiąć mufkę i utrwalić jej kształt, impregnując papier łącznika klejem cyjanoakrylowym.

Druga opcja została zastosowana i z sukcesem przetestowana w opisywanym modelu. Jedną z rzeczy, o których należy jednak pamiętać, to fakt, że okrągłe pręty łatwiej obracają się w kieszeniach niż prostokątne w przekroju listwy - ma to szczególne znaczenie w przypadku poprzecznej belki szkieletu, która miewa tendencje do obrotu (szczególnie przy trzypunktowej uździe). Rozwiązaniem jest ciasne związanie skrzyżowania belek lub wręcz jego sklejenie, jeśli nie przewiduje się konieczności demontażu modelu.

11. Poszycie skleja się na zakładkę - optymalnie szerokości ok. 5-6 mm. Warto jednak wcześniej rozważyć, która strona ma być prawa, by po tej właśnie ciemniejsze arkusze były klejone na wierzchu.

12. Po sklejeniu brytów poszycia, najpierw na sucho, a następnie z pomocą kleju w sztyfcie, klei się mankiet szerokości 5-6 mm, wzmacniający zewnętrzne krawędzie bibuły. Tradycyjne wklejanie nici w mankiet nie jest w tym modelu konieczne.

13. Pora na kieszenie, w które wkładane będą końce prętów szkieletu (szerszy opis ich montażu w tekście).

14. Z założenia długość szkieletu ma odpowiadać długości przekątnych poszycia, więc do tej długości należy dociąć pręty szkieletu - koniecznie symetrycznie w przypadku poprzecznej, wygiętej części konstrukcji. Końce prętów należy zawsze sfazować, aby nie uszkadzały kieszeni.

15. Kieszenie przykleja się klejem w sztyfcie, nasadzone na belki szkieletu, do lewej strony naprężonego poszycia. Ponieważ drewniane pręty nie są wklejane w papier, będzie można je wyciągać - co nieraz się jeszcze przyda. Na poszyciu oznacza i przebija się otwory na linki uzdy (przy tak klejonej bibule warto wykorzystać we wszystkich miejscach pas podwójnej warstwy).

16. W przetknięte przez poszycie pętelki zaczepów przewleka się kolejno: najpierw pętelkę linki uzdy, a następnie przez tę pętelkę koniec tej samej linki i trzeba zaciągnąć. Czynności powtórzyć dla odpowiednio długich linek uzdy (dwóch lub trzech, w zależności od wybranej opcji).

Poszycie dla tego dość sporego latawca (jak na wymiary prętów do szaszłyków) można kupić w jednym arkuszu wielkości 50×70 cm lub (częściej) w zrolowanych "wielosztukach" formatu A3. W drugim przypadku można będzie zastosować różnokolorowe arkusze, dobierając kształty i kolory brytów odpowiednio do potrzeb i możliwości.

W modelu, którego budowę przedstawia ten artykuł, wykorzystano dwa różnokolorowe arkusze i dość łatwy w wykonaniu, a przy tym chyba całkiem ciekawy podział poszycia w szachownicę. Do klejenia bibuły, ze względu na możliwość przebarwienia, najlepiej używać kleju w sztyfcie (można go nawet dosuszać żelazkiem, o ile takie jest na podorędziu). Warto jednak wcześniej dobrze przemyśleć kolejność nakładania brytów (11 i 12). Przy mniejszych wielkościach latawców można nie wzmacniać krawędzi poszycia dodatkowym mankietem, jednak tu warto już go wykonać, naklejając 5-6 mm krawędzi bibuły na lewą (górną docelowo) stronę poszycia.

Dodatkowo poszycie można ozdobić, używając przede wszystkim markerów i flamastrów (farby wodne w zasadzie się do tego celu nie nadają). Inną opcją jest naklejenie (raczej niedużych) liter, numerów, zdobień z ciemniejszej bibuły gładkiej lub lekkiej folii.

Kieszenie wykonuje się stosunkowo łatwo, choć należy się liczyć z pierwszymi nieudanymi egzemplarzami. Ich zaletą jest przede wszystkim możliwość wyciągania z nich szkieletu - do transportu, przechowywania lub ew. remontu czy modernizacji modelu. Wykonuje się je w następującej kolejności:

1. ciasne zwinięcie i sklejenie rurki z prostokąta (30×40 mm) zwykłego papieru (gramatury ok. 100 g/m2) na szablonie ok. 1 mm szerszym niż pręt szkieletu (czyli w tym przypadku na szablonie ok. 4 mm);
2. spłaszczenie papierowej rurki ze szwem (łączeniem) na górze (na środku);
3. zagięcie elementu w 1/3 długości, w taki sposób, aby szef spłaszczonej rurki znalazł się wewnątrz;
4. włożenie do końca krótszej części papierowego elementu sfazowanej końcówki drewnianego pręta szkieletu latawca (trochę jak nogi do końca kapcia - stąd też wzięło się drugie nieformalne określenie tego elementu we wrocławskich pracowniach MDK im. Kopernika);
5. przyklejenie "podeszw kapci" założonych na listewki szkieletu do naprężonego poszycia.

Zaczepy uzdy, wykonane w tym latawcu, są charakterystyczne dla większych konstrukcji - ale i tu mają sporo zalet: nie są skomplikowane w wykonaniu, umożliwiają odczepienie linek uzdy (do wymiany lub przełożenia, kiedy latawiec będzie służył jako dekoracja pokoju lub modelarni). Sposób wykonania prostych, pętelkowych zaczepów, mocowanych do szkieletu omotką i klejem pokazuje fotografia 9.

Uzda w tym latawcu może być dwulinkowa (pierwsza linka zaczynałaby się na skrzyżowaniu szkieletu, druga w połowie odległości pomiędzy skrzyżowaniem a ogonem latawca) lub - nieco bardziej stabilizująca latawiec - trójlinkowa (przednie linki w połowie każdego ze skrzydeł, tylna jak w dwupunktowej). W opisywanym latawcu zaczepy umożliwiają zamienne stosowanie obu uzd - przyda się to dla pokazania różnic młodym adeptom modelarstwa lotniczego w prowadzonych przez autora pracowniach.

Pewną innowacją jest w tym projekcie wykorzystanie linek uzd, obustronnie zakończonych pętelkami o średnicy minimalnej ok. 10 mm. Umożliwia to łatwe mocowanie i demontaż tych linek, zarówno do konstrukcji, jak i holu - bez konieczności ponownego wiązania na szkielecie.

17. Pętelki na przyholowych końcach linek uzdy nie muszą być aż tak duże jak na zdjęciu (w odróżnieniu od pętli na końcu holu) - tutaj lepiej jednak pokazują zasadę łączenia z linką holu. Pętlę końcówki holu (koniecznie dużą) przewleka się przez wszystkie pętelki linek uzdy, a następnie przez nią przekłada się zwijadło. Po zaciągnięciu nitek połączenie uzdy z holem jest gotowe do lotu. 

18. Tak bezsupłowo wykonane połączenie można zdemontować bez cięcia (a jeśli nawet szybciej będzie ciąć, to wystarczy tylko jedną pętelkę - przy holu). Jeszcze doskonalszym rozwiązaniem byłoby umieszczenie między pętlami linek uzdy a holem wędkarskiego krętlika, przeciwdziałającego skręcaniu się linki holu - jednak w aeroklubowych zawodach latawców wszelkie metalowe elementy latawców są regulaminowo zabronione.

19. Ogon latawca najszybciej można zrobić z dwóch pełnych taśm bibuły marszczonej - 2×(10 cm × 200 cm). Niech zakładka (sklejka) ma 15-20 mm szerokości. Również do klejenia tej bibuły lepiej używać najbardziej suchego z popularnych klejów - w sztyfcie.

20. Ogona taśmowego można używać na dwa sposoby - jako pojedynczej taśmy ze wzmocnioną końcówką i z zarobioną pętelką, zamocowaną do pętelki na dolnej końcówki szkieletu - lub (jak na zdjęciu) przez przełożenie taśmy pod prętem ogonowym, przez co latawiec otrzyma dwa ogony połowy długości taśmy. Pierwsze rozwiązanie jest lepsze aerodynamicznie, drugie jest natomiast praktyczniejsze (szczególnie podczas zawodów, w których łatwo o zerwanie ogona na ziemi).

Hol, z możliwie trudnej do zerwania, ale lekkiej nici, zwinięty na rurce o średnicy ok. 15 mm (choćby ze zużytego markera) również ma pętlę - w odróżnieniu jednak od pętelek uzdy, ta powinna umożliwiać swobodne przełożenie przez nią holu. Będzie to potrzebne przy połączeniu z uzdą, co pokazują fotografie 17 i 18.

Taśmowy ogon bibułowy nie wymaga komentarza dłuższego niż przy fotografiach 19-20. Można też wykonać bardziej pracochłonny i kłopotliwy, choć przez wielu uznawany za bardziej klasyczny ogon z kokardkami (choćby z listków papieru toaletowego, kiedy nie ma bibuły). Wybór opcji pozostawmy wykonawcom - z zastrzeżeniem, że nie warto oszczędzać na długości i gęstości elementu, który odpowiada za stateczność modelu w locie.

Oblatywanie modelu

Podobnie jak w przypadku każdego innego modelu latawca, na miejsce lotu należy wybrać dostępny teren (najlepiej płaski), bez przypadkowych przechodniów, drzew, słupów, linii elektrycznych, dróg kołowych, lotnisk i innych przeszkód stanowiących zagrożenie dla latawca - ale przede wszystkim ludzi i zwierząt. Wielkość i masa własna opisanego latawca pozwala na udane loty zarówno na zewnątrz przy delikatnym i umiarkowanym wietrze, jak i w szkolnej sali gimnastycznej (pod warunkiem stosowania się do zasad bezpieczeństwa i poleceń koordynatora lotów).

Przed startem na zewnątrz należy określić kierunek wiatru (np. podrzucając kilka źdźbeł trawy) i pamiętać, że każdy szanujący się lotnik startuje zawsze pod wiatr, jeśli tylko jest taka możliwość. Przy starcie z dłuższego holu przyda się przeszkolony pomocnik (np. w tym jak bezpiecznie trzymać i wypuszczać latawiec). Startujący operator powinien jednocześnie obserwować drogę przed sobą i zachowanie latawca, odpowiednio dostosowując swoją prędkość (lub oddawanie i wybieranie holu) do zachowania modelu w powietrzu.

Prawidłowo wykonany latawiec powinien po starcie wznosić się możliwie stabilnie w górę, aż do osiągnięcia ustalonego kąta na holu. Nieprawidłowości lotu oraz sposób przeciwdziałania tymże:

• ciągłe skręcanie w jedną stronę: należy sprawdzić i w razie potrzeby skorygować: kierunek startu w stosunku do osi wiatru, długość przednich linek trzypunktowej uzdy lub równowagę obu skrzydeł po podwieszeni na dwupunktowej uździe;
• szybkie wahania latawca wokół punktu zaczepienia ogona: prawdopodobnie zbyt duża prędkość względem strug powietrza: zwolnić bieg, jeśli był konieczny, ew. chwilowo oddawać hol, ew. zmienić uzdę z dwu- na trzypunktową, ew. wstrzymać loty do czasu zmniejszenia prędkości wiatru;
• latawiec wiruje w kręgach większych niż jego rozpiętość: za krótki ogon - przedłużyć;
• latawiec lata zbyt nisko (pod małym kątem linki holu w stosunku do ziemi) - dostosować długość tylnej linki uzdy: kąt ten można regulować w zależności od wiatru, skracając lub wydłużając ogonową linkę uzdy (zwiększa lub zmniejsza się kąt natarcia płaszczyzny latawca w stosunku do strug powietrza). Przy mocniejszym wietrze kąt może być mniejszy (dłuższa linka ogonowa uzdy), przy słabszych nieco mniejszy (krótsza linka ogonowa uzdy). Należy dążyć do uzyskania możliwie najbardziej stabilnego lotu pod możliwie dużym kątem holu względem płaszczyzny lotniska.

Wersje rozwojowe

To drugi udany projekt latawca płaskiego (klasy FLP wg regulaminu Aeroklubu Polskiego) w naszych pracowniach, wykorzystujący przedłużane pręty szaszłykowe. Jeśli wykonawcy poradzą sobie ze zwijaniem rurek, dalsze prace są już raczej proste, a i walory eksploatacyjne latawca bardzo obiecujące. Nic więc nie stoi na przeszkodzie, żeby sprawdzone tu rozwiązania materiałowe i technologiczne wykorzystać w projektach latawców płaskich o innych kształtach oraz w projektach latawców skrzynkowych i specjalnych podobnej wielkości. Najprawdopodobniej powstaną takie i we wrocławskich pracowniach - może pojawią się również w przyszłych wydaniach "Na warsztacie"…
Dobrych wiatrów i tyluż udanych startów co lądowań!

Paweł Dejnak