W zależności od tego jakich napędów i jakich śmigieł używamy - nie zawsze odczuwamy potrzebę ich wyważania. Wibracje od niewyważonego śmigła są zależne zarówno do różnicy mas łopat, ich rozmiaru jak i od prędkości obrotowej. Nawet niewyważone śmigło elektryczne 10” typu „Slow-Fly” wykonane z cienkiego materiału, ale obracające się z prędkością 6tys/min może dawać znacznie mniejsze wibracje niż małe śmigło spalinowe 6” obracające się z prędkością 16tys/min.Same wibracje są natomiast dla modelu bardzo niekorzystne – począwszy od destrukcyjnego działania na łożyska silnika, przez negatywny wpływ na działanie elektroniki, po luzujące się samoczynnie śruby i nakrętki – wszystko to może prowadzić w skrajnych przypadkach nawet do poważnych skutków.
Śmigła elektryczne można umownie podzielić na lekkie/cienkie (fot. po lewej) i ciężkie/grube (fot. po prawej). Te pierwsze są wykonane z lżejszego materiału, także sam profil łopat jest cieńszy. Daje to w efekcie nawet przy większej średnicy relatywnie małą różnicę w masie łopat. Jeśli używaliśmy tylko takich śmigieł, to przy umiarkowanej prędkości obrotowej możemy nawet nie zauważyć, ze istnieje jakiś problem z wibracjami. Nierównomierność rozłożenia masy zależy również od jakości wykonania, a więc producenta. Pokazane na fotce śmigła GWS i APC pod tym kątem wypadają bardzo dobrze, ale nie można już tego powiedzieć o „podróbkach” typu „APC-Style”. Lekkość wykonania to jednocześnie mniejsza odporność śmigieł na kontakt z ziemią. Pokazane na drugiej fotce śmigła są masywniejsze i przez to bardziej odporne na uszkodzenia, niestety również większa jest nierównomierność rozłożenia masy. W porównaniu do takich producentów jak Graupner, Master czy TGS najlepiej pod tym względem wypadają śmigła APC, ale i one założone na wyważarkę pokazują, ze sytuacja nie jest idealna. Natomiast śmigła spalinowe z definicji powinny być wyważane, gdyż nieco inna jest zasada ich produkcji. Mniej uwagi poświęca się optymalizacji kształtu i dużej sprawności przy niższych obrotach, ciąg w tych śmigłach pochodzi głównie z wysokich obrotów, muszą być więc masywne, wytrzymałe i bardzo sztywne. Śmigło elektryczne pracujące w warunkach śmigła spalinowego mogłoby się samoczynnie rozpaść, stąd niektórzy producenci zamieszczają na opakowaniach śmigieł elektrycznych zastrzeżenie, że niedopuszczalne jest ich stosowanie z silnikami spalinowymi.
Wyważarka składa się z wałka wyważajacego i stojaka. Wałek fabryczny (na fotografii czeski MP-Jet) to oś z „zaostrzonymi” końcami i dwa stożkowe chwytaki śmigła. Mają one w środku wkładkę hamującą z tworzywa, co umożliwia mocowanie śmigła po prostu „na ścisk”. Wałek można oczywiście wykonać samodzielnie w podobny czy też inny sposób – np. z gwintowanego pręta z mocowaniem śmigła nakrętkami, ale cena wałków fabrycznych jest na tyle niska, że trochę szkoda na to pracy, a poza tym wykonanie powinno być precyzyjne.
Stojak można natomiast wykonać samodzielnie – ja zrobiłem go z zamkniętego profilu aluminiowego (taki akurat miałem). Wycięcia na szerszych bokach utworzyły ramiona podtrzymujące wałek. Długość osi była większa niż szerokość kształtownika, więc musiałem go poszerzyć przez dodanie bocznych „uszu”, w których znajdują się małe otwory na mocowanie wałka.
Otwory te wykonane są w sposób zapewniający małe tarcie osi podczas obrotu, można dodatkowo posmarować je kroplą oleju maszynowego. Wkładanie wałka do stojaka następuje przez rozchylenie jego ramion – kształtownik, mimo że aluminiowy, w niewielkim zakresie ładnie sprężynuje. U mnie rolę podstawy pełni imadło – zaleta jest taka, ze sam stojak nie zajmuje dużo miejsca i daje się schować do szuflady na płasko.
Do testu wyważenia śmigło zakładamy na wałek tak jak pokazuje fotka, a następnie umieszczamy je w stojaku. Jeśli są problemy z wyważeniem, będzie się ono ustawiać tą samą (cięższą) łopatą do dołu w powtarzalny sposób. Jeśli na śmigle nie ma wyraźnych napisów fabrycznych, to cięższą łopatę możemy zaznaczyć delikatnie mazakiem i dla pewności delikatnie zakręcić śmigłem, żeby sprawdzić czy zatrzymuje się regularnie w tym samym położeniu, najlepiej to zrobić dla pewności kilka razy.
Cięższą łopatę bardzo delikatnie i równomiernie szlifujemy drobnym papierem ściernym od strony oznaczonej na fotce białą strzałką – czyli od spodu śmigła, gdyż podobnie jak w skrzydłach profilem „roboczym” jest jego wypukła część i tego nie możemy popsuć. Kontrolujemy efekty zakładając śmigło na wyważarkę, obracając i sprawdzając w jakiej pozycji się zatrzymuje. Proces powtarzamy, aż śmigło zacznie się ustawiać poziomo. Ostatnie szlifowanie (tuż przed osiągnięciem równowagi) warto jest zrobić bardzo drobnym papierem (np. gradacja 600) w celu dobrego końcowego wygładzenia powierzchni. Ta procedura dotyczy wyważenia śmigła w jednej osi – podłużnej - i nie oznacza że śmigło jest już wyważone idealnie, uwagi na ten temat znajdują się na końcu artykułu. W przypadku śmigieł drewnianych, które zwykle są zabezpieczone lakierem, szlifowanie można zrobić trochę mocniej („przedobrzyć”), bo późniejsze lakierowanie doda do niej trochę masy. Jeśli niewyważenie łopat w śmigłach drewnianych nie jest duże, można nie szlifować cięższej z nich, tylko lakierować dla równowagi lżejszą.
Innym bardzo ciekawym sposobem rozwiązania stojaka jest wariant „magnetyczny”. Rysunki a także model został wykonany przez zaprzyjaźnionego modelarza z Białegostoku (bardzo dziękujemy Wojtkowi za materiały).
Konstrukcja składa się ze ścianek bocznych ze sklejki, połączonych w dolnej części metalowymi „dystansami”, w górnej natomiast wklejone są niewielkie magnesy neodymowe (w sposób jakby się miały przyciągać), w prezentowanym modelu użyto magnesów 5x5x1,2 N40. Elementy wykonane w rzeczywistości wyglądają jak na fotce poniżej:
Zasada działania opiera się na sile przyciągania osi wałka do magnesu. Ponieważ mój wałek w całości jest niemagnetyczny (mosiądz) musiałem dorobić ośkę stalową – jej długość jest o ułamek milimetra (u mnie 0,1mm) mniejsza niż rozstaw magnesów, celowo zastosowałem też mniejszy kąt zaostrzenia - wg mnie daje to lepsze przyciąganie wałka niż przy bardzo „ostrej” osi, a przy okazji jest to mniej pracy. Jako „dawcę” wykorzystałem prowadnice głowicy z napędu CD.
Wałek umieszcza się miedzy magnesami w ten sposób, że dotyka on zaostrzonym czubkiem jednego magnesu a przeciwny utrzymuje drugą część wałka w równowadze w powietrzu.
Dla mnie ten efekt jest trochę sprzeczny z intuicją, więc przyznam, ze byłem bardzo zaskoczony jak dobrze to działa. Mimo, ze w moim wariancie stojaka opory obrotu są bardzo małe, tutaj są po prostu rewelacyjnie małe. To pozwala precyzyjnie wyważać najmniejsze lekkie śmigła, które w pierwszym wariancie mają trochę za małą masę aby ustawiać się powtarzalnie w tym samym położeniu. Przy śmigłach o większej masie działanie obu rozwiązań jest podobne, ale mniejsze opory stojaka magnetycznego dają jednak zauważalną poprawę precyzji.
Namawiam wszystkich do korzystania z tego rozwiązania, jest ono proste w wykonaniu a jednocześnie zapewnia bardzo precyzyjne wyważanie. Jeśli zaś do tej pory nie korzystaliśmy z wyważarki – to pora spróbować, to jeden z podstawowych przyrządów w modelarskim warsztacie.
Na koniec jeszcze jedna istotna uwaga. Dobrze jest, aby wyważarka była wypoziomowana, szczególnie ta z mechanicznym łożyskowaniem osi.
Uzupełnienie 16.01.2010
Komentarz kol. Włodka (dziękuję za uwagi) skłonił mnie do skorygowania podanych wyżej informacji. Rzeczywiście opisana procedura dotyczy wyważenia śmigła w jednej osi - wzdłuż łopat, co nie oznacza, że śmigło jest wyważone idealnie. Rysunek wyjaśnia o co chodzi (to też jest pewne uproszczenie):
Starając się doprowadzić śmigło do równowagi w poziomie (wzdłuż osi X-X) uzyskujemy sytuację, kiedy środek masy każdej z łopat znajdzie się w osi X-X w tej samej odległości od osi Y-Y. Nie oznacza to wcale, że ich odległość od osi X-X będzie jednakowa, a to oznacza brak wyważenia wzdłuż osi Y-Y.
Ja osobiście nie odczuwałem do tej pory potrzeby bardziej dokładnego wyważania, ale latam rekreacyjnie i nie używam ani większych rozmiarów śmigieł ani bardzo mocnych napędów. Zdaję sobie sprawę, że perfekcjoniści lub osoby zajmujące się modelarstwem na bardziej zaawansowanym poziomie nie będą usatysfakcjonowani opisanym wyżej procesem. W internecie można znaleźć sporo informacji dot. bardziej precyzyjnego wyważania, przykładem może być zrozumiale napisany artykuł z renomowanego magazynu RC Modeler: http://www.rcmplans.com/issues/requested/content/features/pdf/r-fe-prop-051995-1-1.pdf
Precyzyjne wyważanie to wbrew pozorom złożony temat. W takim przypadku trzeba byłoby również uwzględniać więcej czynników, jak np. wyważenie samej wyważarki, piasty, kołpaka, silnika (wirnika). Jeśli nie zamierzamy lub nie możemy tego zrobić „walka” o precyzję związaną z poprawianiem drugiej osi w przypadku latania rekreacyjnego moim zdaniem trochę mija się z celem, oczywiście za wyjątkiem tych przypadków, kiedy po wyważeniu w jednej osi nadal występują wyczuwalne drgania – ja wtedy po prostu użyłbym innego śmigła. Co do pozycji w jakiej powinno się zatrzymywać idealnie wyważone śmigło na idealnej wyważarce – to zgoda, że stabilnym położeniem jest każda pozycja kątowa.