Prosty projekt modelu samolotu odrzutowego

Latające modele rakiet i samolotów hipersonicznych kilkukrotnie gościły już "Na warsztacie". Nic dziwnego, bo są doskonałym treningiem i świetną zabawą, wprowadzającą w bardziej wymagające tematy modelarstwa lotniczego i kosmicznego. Są też od lat najbardziej popularnymi tematami licznych warsztatów pracowni modelarskich Młodzieżowego Domu Kultury im. M. Kopernika we Wrocławiu.

Jednak zawsze były to gotowe opracowania - niewiele było tam pola dla własnej inwencji. Tym razem będzie inaczej. W tym materiale pokazany zostanie proces tworzenia modelu od absolutnych podstaw - od kartki papieru, bez żadnej elektroniki i programów graficznych - po prostu siadamy i projektujemy, ołówek, linijka, gumka do mazania, klej i nożyczki (no może jeszcze jakaś rurka na wyrzutnię). Zaczynamy!

Materiały i narzędzia

Sprawdźmy materiały i narzędzia (fot. 1) - chyba jeszcze nigdy nie trzeba było ich tak mało, jak dziś:

• 1 kartka A4 (zwykła, do drukarki, albo podwójna z zeszytu, bez linii i kratek);
• rurka o średnicy zewnętrznej ok. 15 mm;
• klej do papieru w sztyfcie i płynny POW (typu wikolowego);
• szkolne przybory kreślarskie i nożyczki.

1. Materiały do tego projektu znajdą się zapewne w każdym domu. Chyba najważniejszy z tego zestawu jest dobry duszek motywacji - choć płynny klej do drewna/papieru też okazał się później bardzo przydatny

2. Początek pracy dla tej wielkości modelu to staranne złożenie kartki wzdłuż na pół - tak łatwiej będzie wycinać formatki - na kadłub do tej średnicy będą miały wymiary 10,5×6,0 cm (warto wyciąć co najmniej dwie, choć jeśli doświadczenie w zwijaniu rurek z papieru dopiero będzie zdobywane, może warto od razu zrobić ich więcej)

Wyrzutnia

Jest wiele możliwości znalezienia w domu odpowiedniej rurki, która posłuży za wyrzutnię do startu modelu - a że to do niej będzie projektowany, więc siłą rzeczy trzeba właśnie od niej zacząć. Możemy pozyskać ją z wypisanego markera, resztek rurek do prowadzenia instalacji elektrycznych albo (jak autor) po papierze faksowym (ma się te znajomości). Rurki mogą być praktycznie gotowe, może trzeba będzie je dociąć do ok. 105 mm.

Jeśli zastosujemy obudowę markera, warto uwzględnić ew. zwężanie się jej ku przodowi. Wygodnie mieć dwie identyczne rurki - oklejenie jednej z nich papierem lub (lepiej) folią samoprzylepną utworzy bardzo dobry szablon, ułatwiający tworzenie kadłubów z odpowiednim dystansem do surowej (nieoklejonej) rurki startowej.

3. Dwa kroki dalej - na rurce plastikowej najpierw ściśle sklejona została rurka dystansowa (szablonowa - można też ją wykonać z folii) a na niej dopiero docelowa rurka kadłubowa

4. Formatka na dziób to koło o średnicy ok. 55-60 mm

Kadłub

Kadłuby tego kalibru rakiet i samolotów wykonuje się z pojedynczej warstwy zwykłego (ok. 100 g/m²) papieru biurowego. Aby wygodniej rozmieszczać elementy modelu, warto zacząć od złożenia formatki na pół wzdłuż dłuższego boku [2]. Pół szerokości kartki to akuratna długość formatki kadłuba, szerokość można wyliczyć (d × 3,14 + sklejka) lub wyznaczyć.

5. Starannie skleja się ją na pół (jak się ma płaską pupę) - można nią docisnąć - w przeciwnym wypadku lepiej włożyć pod kilka ciężkich książek)

6. Po wyschnięciu, przed formowaniem stożka, trzeba dokładnie wyznaczyć jego wierzchołek

Przy klejeniu umieszcza się wąski pasek kleju na wewnętrznej stronie końcowej krawędzi i zwija się rurkę możliwie najciaśniej na szablonie - najwygodniej na odwrotnej stronie podkładki pod myszkę (wtedy lepiej działa docisk klejonych warstw). Dobrze sklejona rurka kadłubowa ściśle przylega do szablonu (ale nie jest do niego przyklejona!) i nie ma na sobie śladów kleju [3].

Dziób

To w zasadzie bardziej wyciągnięta głowica stożkowa. Do jej narysowania można użyć cyrkla albo nawet "kapsla" od dezodorantu lub aktywatora kleju (średnicy ok. 60 mm) [4]. Tym razem potrzebujemy jednak podwójnej grubości papieru, więc starannie sklejamy krążek złożony na pół [5]. Żeby uformować z (wysuszonego) półkola stożek, trzeba wyznaczyć środek prostej krawędzi [6] a następnie zwinąć w "krasnoludzki kapelutek" o średnicy identycznej jak średnica papierowego kadłuba (pomaga próba na sucho i zaznaczenie ołówkiem, do którego miejsca należy zwijać).

Ze względu na zwiększenie wytrzymałości oraz wyważenie do środka sklejonego stożka można dokleić stosownie mniejszy. Żeby odpowiednio połączyć dziób z kadłubem, w tym ostatnim wgniata się przednią krawędź papierowego kadłuba, obtaczając go (przy nieco cofniętej plastikowej rurce) na stole pod kątem ok. 45’ [7]. Najlepiej kleić dziób do kadłuba klejem płynnym, formując z niego O-ring wewnątrz stożka.

7. Jak przygotować sklejanie dziobu z kadłubem, szerzej opisano w tekście artykułu

8. Szkicowanie usterzenia pionowego - trochę na wyczucie - z pomocą małego pomocnika

Usterzenie pionowe

Również powinno być wykonane z podwojonej grubości papieru. Optymalnie, gdyby przednia krawędź była zagięta [8]. Na dole sklejki przydadzą się do połączenia z usterzeniem poziomym (usterzenie to statecznik i ster).

Statecznik poziomy

9. Podwójnie klejone skrzydła i usterzenie poziome zaraz wylądują pod obciążeniem z książek, bo już zaczynają się wichrować od wilgoci kleju

10. Można zająć się osłoną kokpitu (warto pooglądać wcześniej wycinanki modeli redukcyjnych)

Także podwójnej grubości papieru, w jednej części (jeśli nie ma takiej konieczności, raczej nie warto go dzielić). Projektując go, można skopiować podwójnie kształt usterzenia pionowego.

Skrzydła

Koniecznie podwójnej grubości (czasem nawet jeszcze ze wzmocnieniami). Warto starannie rozmierzyć obie połówki płata (płat tworzą skrzydło prawe i lewe) - lub najpierw wyciąć szablon skrzydła i odpowiednio je skopiować. Skrzydła i stateczniki ze względu na większe rozpiętości wymagają szczególnie uważnego nakładania kleju (w sztyfcie) i jeszcze staranniejszego sklejenia do wyschnięcia pod naciskiem (np. kilkoma książkami) [9]. Tu nie warto się spieszyć, a tym samym dopuścić do zwichrowania powierzchni nośnych i ustateczniających, bo będzie to skutkowało również niepożądanymi właściwościami lotnymi, a może nawet brakiem możliwości jakiegokolwiek prawidłowego lotu.

11. Pasek obcej sklejki bardzo pomaga, choć nie może być też zbyt szeroki

12. Zmontowany model - mój mały pomocnik (ze znacznie większej autorskiej serii EkoEgo) pokazuje wznios skrzydeł

 

Owiewka

"Kabinka" może być wykonana z dwóch półstożków [10], połączonych np. paskiem obcej sklejki [11]. Trzeba tu być przygotowanym na pewne poprawki - choć można też (dysponując pewnymi umiejętnościami) wykreślić te elementy geometrycznie albo podejrzeć rozwiązanie z podobnego, redukcyjnego modelu kartonowego.

Końcowy montaż

Po całkowitym wyschnięciu skrzydeł podgina się je wzdłuż osi symetrii (uzyskując dodatni wznios skrzydeł) i przykleja klejem POW do dołu kadłuba. Usterzenia pionowe i poziome najpierw wygodniej skleić ze sobą, a następnie przykleja się z kadłubem - dbając o odpowiednie położenie (w widoku z przodu i z góry). Zwykle nie stosujemy dodatkowych sklejek pod usterzeniem poziomym ze względu na wyważenie (nie jest korzystne zwiększanie masy na ogonie), choć nie jest to kategorycznie wzbronione.

Oblatywanie

13. Przed startem w zawodach modeli halowych z napędem pneumatycznym

Do pierwszych testów lotnych warto wybrać stołowy pokój (firanka może ochronić dziób przed szybkim zniszczeniem) lub (lepiej) szeroki korytarz. Po włożeniu rurki-wyrzutni w kadłub (delikatnie i zawsze tą samą stroną), a następnie w usta należy energicznie dmuchnąć [13].

Idealnie opracowany, wyważony (przy wykonaniu jak w opisie mieścimy się w dopuszczalnym zakresie) oraz wytrymowany model może polecieć powyżej kilkunastu (czasem kilkadziesiąt) metrów [14]. Niestety, idealne rozwiązania zwykle nie przychodzą same, warto wiedzieć, jak się do nich przybliżyć. Podstawowe kroki ku temu poniżej:

1. Sprawdź symetrię położenia i kształtu powierzchni nośnych i ustateczniających - w razie potrzeby skoryguj przed lotem.
2. Model zadziera/pompuje - odchyl tylną krawędź usterzenia poziomego delikatnie w dół. Wykonaj parę lotów kontrolnych po każdej pojedynczej zmianie, zanim zaczniesz kolejne korekty.
3. Model zbyt szybko opada/nurkuje - podnieś tylną krawędź usterzenia poziomego.
4. Jeśli model skręca/przechyla się na skrzydło w pierwszej fazie lotu, koryguj przekrzywienie skrzydeł w obrębie lotek (opuść/zwichruj nieco końcówkę skrzydła, na które skręca model).
5. Model zakręca w drugiej (wolniejszej) fazie lotu - skręć tylną krawędź usterzenia pionowego (ster kierunku) w stronę przeciwną do korygowanego kierunku lotu.

14. Jeden z pięknych (dla wielu zaskakująco długich) lotów modelu w wykonaniu mojego utalentowanego wychowanka…

15. … zapewnił mu w pełni zasłużone nagrody w konkursie konstruktorów oraz klasyfikacji ogólnej

Program rozwojowy

Po wykonaniu kilku modeli i chociaż podstawowym zrozumieniu mechaniki ich lotu w zależności od geometrii, wyważenia czy wytrymowania, można pokusić się o bardziej zaawansowe projektowanie modeli bardziej zbliżonych do rzeczywistych konstrukcji lotniczych - do czego też, życząc wiele satysfakcji z tworzenia własnych modeli latających statków powietrznych, serdecznie zachęcam!

Paweł Dejnak

Przeczytaj także:

Kultowe polskie P.11
Fokker E.V - 001
BabyWalker MT-20.06