Przyznam, że popularne obecnie w depronowych modelach różne konfiguracje aerodynamiczne, bazujące na płaskich profilach, nie wzbudzały dotąd mojego entuzjazmu. W związku z budową Whoppera nie miałem jednak innego wyjścia i musiałem pokonać niechęć do takiego rozwiązania, gdyż jego łopaty są wykonane właśnie z płaskich depronowych płytek. Przy oblotach okazało się, że taki wirnik działa bardzo dobrze, dlatego zdecydowałem się opisać jego budowę w oddzielnym artykule. Chociaż jest to element budowy Whoppera i podane niżej wymiary dotyczą tego modelu, moim zdaniem po drobnych modyfikacjach (np. zwiększenie długości) można ich użyć również w innych konstrukcjach. Sam w nadchodzącym sezonie zamierzam przeprowadzić takie próby.

Pojedyncza łopata składa się z dwóch pasków depronu 3mm (wymiary jak na rysunku), pomiędzy którymi wklejony jest płaskownik węglowy o przekroju 3x0,5mm, wystający 5mm poza krawędź łopaty. Do sklejenia użyłem żywicy epoksydowej, wcześniej lekko matowiąc powierzchnię profilu węglowego papierem ściernym. Grubość depronu oraz szerokość łopaty w tym przypadku powinna być zachowana, albowiem te wymiary decydują o kącie natarcia - będzie to wyjaśnione szczegółowo dalej. W przypadku jednego wirnika takich pasków potrzebujemy 8, dla dwóch wirników 16. Ilość może trochę zniechęcać, ale zapewniam, że klejenie tego rodzaju łopat idzie bardzo sprawnie.

Na element łożyskujący wirnik wykorzystałem piastę z łożyskami kulkowymi z napędu CD-ROM. Można oczywiście wykonać własne piasty, to rozwiązanie ma jednak dużą zaletę. Otóż wcześniej już, przy okazji budowy różnych piast, stwierdziłem, że łożyska stosowane w napędach CD-ROM są o wiele lepszej jakości niż handlowe łożyska dostępne u nas w sprzedaży (nawet te wysokoobrotowe). Przy okazji budowy silników 3F, czy cięższych wirników tak bardzo się tego nie odczuwa, natomiast łożyska z CD mają o wiele niższe opory tarcia niż „nasze” handlowe. Nie wiem czy to kwestia producenta (te są japońskie) czy przeznaczenie do zastosowania w napędach komputerowych, w każdym razie wirnik wiatrakowca osadzony na takich łożyskach znacznie łatwiej wchodzi w autorotację i kręci się zauważalnie dłużej niż przy zastosowaniu łożysk handlowych. Im lżejszy jest wirnik (a te opisane tutaj są wyjątkowo lekkie) tym bardziej zauważalne jest to zjawisko.

Podstawę piasty stanowi płytka z laminatu szklanego 0,7mm, na której naklejony jest kwadrat z balsy 4mm do osadzenia łopat. W oryginalnych planach Whoppera piasta rozwiązana jest nieco inaczej, wg mnie ta konstrukcja ułatwia pozycjonowanie łopat na etapie ich końcowego montażu.

Na wyciętym z laminatu kwadracie 40x40mm należy najpierw wytrasować jego środek (pod otwór do piasty łożysk) oraz położenie kwadratu z balasy. Następnie wiercimy i dopasowujemy otwór pod piastę łożysk (jeszcze jej nie wklejamy). W balsowym kwadracie 30x30 mm wycinamy szczeliny 1mm i precyzyjnie naklejamy go na laminat. Nominalna grubość balsy to 4mm, w praktyce potrzebujemy ok. 4,2 - 4,3mm, więc należy wybrać trochę grubszy kawałek. Po związaniu kleju wiercimy i dopasowujemy centralny otwór, jako szablon wykorzystując otwór w laminacie. Pokazany na zdjęciu krążek ze sklejki 0,6mm miał za zadanie wzmocnić element balsowy po wklejeniu łopat i przykryć szczeliny, z perspektywy czasu wydaje się, że cała piasta jest wystarczająco mocna i element ten bardziej spełnia rolę estetyczną niż konstrukcyjną.

Przed wklejeniem łopat robimy przymiarkę. Wystające kawałki profilu węglowego wkładamy w szczeliny, a łopaty układamy na zakładkę, tak jak pokazano na fotce. Można zaznaczyć pisakiem na łopatach miejsca, w których stykają się ze sobą („góra-dół”). Teraz je demontujemy, zaznaczone miejsca smarujemy klejem (wystarczy po kropli), nakładamy go również na boki balsowego kwadratu, szczeliny, boki łopat przylegające do kwadratu oraz końcówkę węglowego płaskownika. Można również dać po kropli w miejscu, gdzie depron styka się z laminatem. Ponownie montujemy „na zakładkę” łopaty, a całość układamy na równym blacie na pokratkowanej podkładce (może być zwykły arkusz papieru z liniami naniesionymi pisakiem) - to ułatwi prostopadłe ustawienie łopat względem siebie. Należy użyć wolno wiążącego kleju epoksydowego, tak aby był czas na poprawki. Kiedy wszystko wygląda z grubsza dobrze, silnie obciążamy całą piastę poprzez podkładkę - kwadrat (balsa/sklejka) 30x30x3mm z naklejoną od strony taśmą malarską, co zabezpieczy ją przed przyklejeniem do piasty. Gdyby w trakcie tej operacji łopaty się poruszyły można jeszcze poprawić ich położenie. Namawiam do przećwiczenia końcowego montażu łopat najpierw bez użycia kleju, warto najpierw wypróbować czy radzimy sobie z tym wystarczająco sprawnie.

Potem powtarzamy operację dla drugiego wirnika, należy tylko zwrócić uwagę, że musi on mieć ułożenie „na zakładkę” zrobione odwrotnie niż pierwszy wirnik (mają one się obracać w przeciwnych kierunkach).

Od góry wirnika przyklejamy krążek maskujący, a następnie od dołu wklejamy piastę łożysk.

Teraz chciałbym wyjaśnić przy pomocy rysunku kwestię ułożenia łopat „na zakładkę”. Otóż w porównaniu do bardziej skomplikowanych piast do łopat z „prawdziwym” profilem, gdzie często używa się podkładek klinowych do ułożenia łopaty pod odpowiednim kątem w stosunku do płaszczyzny obrotu wirnika, zastosowana tu zasada wydaje się genialna w swojej prostocie. Użycie depronu o grubości 3mm przy zadanej szerokości łopat powoduje, że „łopata-podkładka” podnosząc sąsiednią o 3 mm, nadaje jej kąt około 5 stopni. Przy czym, tak jak już opisałem to w jednym z poprzednich artykułów, w stosunku do kierunku obrotów jest to kąt ujemny ( -5stopni ). Maszt jest odchylony od pionu o 8 stopni do tyłu, co powoduje, że kąt natarcia łopaty w stosunku do kierunku lotu wynosi 3 stopnie.

Tak jak zauważyłem wcześniej, oba wirniki muszą mieć „zakładki” ułożone w przeciwnych kierunkach (symetrycznie). Wirnik obraca się w kierunku „opuszczonej” w dół krawędzi, tak jak pokazano to wyżej. W moim modelu lewy wirnik (patrząc od tyłu) obraca się w prawo a prawy w lewo.

Dobre właściwości lotne Whoppera zachęciły mnie do budowy kolejnego wiatrakowca z takim wirnikiem, ale pojedynczym. Przy tej okazji zmodyfikowałem nieco piastę. Mam wrażenie, że w tej wersji łopaty zachodząc na siebie trochę lepiej się układają.

Zrezygnowałem również z krążka przykrywającego piastę od góry, zamiast tego przykryłem szczeliny małymi kawałkami cienkiej sklejki.

Na zakończenie trochę przemyśleń i wrażeń z eksploatacji depronowych łopat. Ich zachowanie w locie było dla mnie dużym, pozytywnym zaskoczeniem. Bardzo łatwo wchodzą w autorotację, zapewniają dużą siłę nośną i są elastyczne, co w przypadku autogyro jest dobrą cechą. Są wprawdzie bardzo delikatne, obawiałem się wręcz, że ich użycie będzie wiązało się z koniecznością wymiany po każdym locie, ale w tym przypadku „bezpieczeństwo” zapewnia im sam model - nie miałem takich kraks, jakie co chwila przydarzały mi się z poprzednimi wiatrakowcami. Jeden raz wprawdzie podczas lądowania przy silnym wietrze, mocny podmuch przewrócił mi model całkowicie „na plecy”, ale uderzenie o ziemię było zbyt mocne - na płasko wszystkimi łopatami, nie spowodowało to żadnych uszkodzeń. Podejrzewam, że w modelu z jednym wirnikiem, o ile nie będę potrafił nad nim zapanować, straty jednak będą. Po sklejeniu kilkunastu łopat sądzę, że wymiana zmiażdżonego lub wykruszonego kawałka depronu, a nawet całej łopaty nie powinna być problemem.

Na pewno taki wirnik ma swoje ograniczenia. Pierwsze z nich to masa modelu - łopaty nie są zbyt wytrzymałe więc model nie może być ciężki. Kolejne - to niska prędkość, wydaje się, że taki wirnik będzie dobrze pracował tylko w połączeniu z modelem latającym powoli. Taka cecha oczywiście może być też zaletą w przypadku początkujących miłośników wiatrakowców. Co do odporności na kraksy nie mam większych złudzeń, ale doświadczalne dane zbiorę dopiero na wiosnę i wtedy podzielę się wrażeniami.

 

Aktualizacja 30-07-2012

 

Test pojedynczego wirnika odbył się wczesną wiosną tego roku w modelu o nazwie Whopper Mono. Bazuje on na planach „klasycznego” Whoppera ze zmodyfikowaną przeze mnie częścią środkową umożliwiającą zamocowanie pochylanego na boki pojedynczego masztu.

Próby niestety nie przebiegły pomyślnie. Chociaż udało mi się wykonać kilka lotów, model było bardzo trudno kontrolować, gdyby nie pochylany na boki wirnik, nie dałoby się przelecieć nawet kilku metrów po starcie. Wirnik cechuje się bardzo dobrą autorotacją oraz wytwarza wystarczająca siłę nośną, jednak jej nierównowaga na łopacie nacierającej w stosunku do łopaty odchodzącej, jest zdecydowanie większa niż w przypadku wcześniej testowanych przeze mnie rozwiązań z łopatami balsowymi. Jeśli się zastanowić, jest to zgodne z teorią, opisywany tu depronowy wirnik jest wolnoobrotowy, więc im szybciej leci model przy małej prędkości obrotowej wirnika, tym mniejszą prędkość w stosunku do ziemi ma łopata odchodząca, co oznacza małą siłę nośną wytwarzaną przez tę łopatę. W praktyce zjawisko to miało niemal gwałtowny przebieg, tak jakby odchodząca łopata prawie nie wytwarzała żadnej siły, model miał tendencję do natychmiastowego i gwałtownego przechyłu po stracie.

Wiedząc o tym dało się jakoś przeciwdziałać, poza tym po pewnych zabiegach model zachowywał się przy starcie lepiej niż na powyższych fotkach z pierwszego lotu, tym niemniej chwilowa utrata koncentracji natychmiast kończyła się klasycznym niekontrolowanym pikowaniem w stronę ziemi. Także wniosek z tych prób mógł być jeden - taka konstrukcja niezbyt nadaje się do układu pojedynczego wirnika, łopaty nie posiadają zawiasów, a ich ograniczona elastyczność nie kompensuje nierównowagi siły nośnej, przynajmniej w tym konkretnym układzie (model, wymiary, kąty natarcia, rodzaj i sposób montażu dźwigarów).

Jedna z kolejnych kraks zakończyła się wyłamaniem łopaty w miejscu, gdzie jest ona wklejona w balsę (czerwona strzałka). Wprowadziłem więc poprawki do konstrukcji wirnika, polegające na zastosowaniu od góry dłuższych sklejkowych nakładek, oraz wklejeniu od dołu, w sposób pokazany na zdjęciu, kawałków (55mm) z pręta laminatowego fi1,5mm, (wchodzą pomiędzy depron a laminatową płytkę).

Nic nie wskazywało, żeby zmianą jakichś ustawień dało się poprawić właściwości lotne tego modelu, w związku z czym zdecydowałem się na wypróbowanie kolejnej konfiguracji - dwóch przeciwbieżnych wirników na pojedynczym maszcie.

Wystarczyło zmienić oś na dłuższą, wirniki są pozycjonowane na niej przy pomocy popularnych piast typu „prop-saver”, a cały podwójny układ mocuje się w modelu tak samo jak poprzedni pojedynczy wirnik. Narożniki łopat (te „nacierające”) zostały zaokrąglone, dzięki czemu łopata lepiej znosi ew. kontakt z podłożem, a także na pierwszy rzut oka wiadomo, w którą stronę należy rozkręcić wirniki przed startem.

W taki sposób powstał model nazwany przez mnie Whopper-C (coaxial). Był to przysłowiowy „strzał w dziesiątkę”. Lata bezproblemowo od pierwszego startu i jest bardzo przyjemny w pilotażu. Wkrótce więcej na ten temat w kolejnym artykule.

Nie masz uprawnień aby komentować.

Publikowane tutaj materiały i zdjęcia stanowią własność ich autorów, nie mogą być kopiowane oraz wykorzystywane bez ich zgody.
Strona niekomercyjna.