Przed pierwszym lotem – przygotowanie modelu do oblotu

Pierwszy lot każdego modelu to zjawisko, to zjawisko niezwykle emocjonujące dla pilota i modelarza.

Pomijam w swym wywodzie pierwszy lot jako taki. Chciałbym się skupić raczej na pierwszym locie nowego modelu, a raczej czynnościach przygotowawczych. Nie zależnie od tego czy dokonujemy oblotu modelu zbudowanego od podstaw na bazie planów modelarskich, oblotu własnej konstrukcji, zakupionego modelu z jakąś już przeszłością, czy też modelu zbudowanego z zestawu renomowanej firmy, model musimy do lotu ( oblotu ) odpowiednio przygotować. Proces przygotowania modelu rozpoczyna się już w momencie jego budowy i trwa generalnie aż do pierwszego jego wypuszczenia. Z oblotem nowego modelu łączy się cała masa powiedzmy strachu i nie pewności. Im nasze doświadczenie mniejsze, tym strach ten jest większy.
 
Zniwelowanie „sumy wszystkich strachów” powinno już nastąpić w momencie samej budowy modelu poprzez odpowiednie rozmieszczenie wyposażenia, zasilania, serwomechanizmów, odbiornika i reszty elementów. Kontrola poprawności wszelkich połączeń elektronicznych i odpowiednie ich zabezpieczenie przed przypadkowym rozłączeniem się. Kontrola połączeń mechanicznych serwomechanizmów z elementami i powierzchniami sterowymi, gdzie musimy dążyć do tego, by połączenia te były sztywne, pozbawione wszelakich luzów. Kontrola geometrii modelu i symetrycznego położenia względem siebie płatów, stateczników, podwozia i innych elementów składowych samolotu. Wszelka nonszalancja i zaniedbania na którymkolwiek z tych etapów nieuchronnie zemści się na nas w najmniej odpowiednim momencie. O ile istnieje szansa, że damy sobie radę z modelem niechlujnie zrobionym podczas powolnego lotu, o tyle po uzyskaniu większej prędkości, większych przeciążeń, akrobacji błędy nasze momentalnie się uwydatnią i doprowadzą do rozbicia czy też innej katastrofy.

W przypadku modeli RTF, modeli budowanych z zestawów fabrycznych z pomocą nam idą konstruktorzy i projektanci tychże. Modele te zazwyczaj budowane przez setki innych są już konstrukcjami sprawdzonymi, wielokrotnie oblatywanymi, wystarczy tylko trzymać się dokładnie samej instrukcji budowy danego modelu. Wcześniej jeszcze przed samą budową warto się zaznajomić z kolejnymi jej krokami.

Jeśli doświadczenie nasze nie jest zbyt wielkie raczej na tym etapie nie eksperymentujemy, ktoś już to za nas zrobił, wymyślił, policzył, wielokrotnie sprawdził. Otrzymaliśmy gotowy produkt i tak też go traktujmy.
Eksperymentem są wszelkie istotne zmiany w specyfikacji modelu, jego wyposażenia, czy też geometrii.
Załóżmy że mamy przed sobą model motoszybowca renomowanej firmy, zalecane wyposażenie to np. silnik o mocy 200W z akumulatorem napędowym 3S o pojemności ok 1100mA. Nic się raczej nie stanie gdy zastosujemy akumulator o pojemności 850mA lub 1300mA. Jednak w przypadku upchania w taki kadłub akumulatora o pojemności 2200 mA lub 2650 mA diametralnie może nam zmienić obciążenie powierzchni, co będzie skutkowało większą prędkością modelu. Jeśli do tego jeszcze dojdzie zmiana położenia środka ciężkości, katastrofę mamy gwarantowaną. Modelarstwo to sztuka, głównie myślenia i to myślenia na każdym etapie. Producent sugeruje zastosowanie nam w części ogonowej ( przykładem jest model Blizzard firmy Multiplex ) http://modelmotor.pl/multiplex-blizzard-138cm.html 13 gramowych serwomechanizmów.

Co się stanie gdy wciśniemy tam serwa 21 gramowe wszak nie jest to zbyt duża różnica, zaledwie 16 gram.

Otóż te 16 gram doszło nam w części ogonowej modelu, czyli model od przodu by zniwelować tę różnicę i utrzymać wymagany środek ciężkości powinniśmy dociążyć o jakieś 90-100 gram.
Przy założonej wadze do lotu ok 730 gram stanowi to około 13-15 procent różnicy. Różnica ta wpłynie na zachowanie modelu w locie.
Oryginalny model miał obciążenie w granicach 37,5 g/dm2 i zachowywał się poprawnie, teraz obciążenie nam wzrosło, czyli model będzie wymagał większej prędkości lotu, może to skutkować „zwaleniem na skrzydło” w trakcie zbyt wolnego zakrętu. Może to też spowodować potrzebę zmiany napędu na mocniejszy, czyli cięższy, co łączy się z wymianą silnika, reglera, akumulatora. Oryginał szedł bardzo szybko w górę, a teraz leci wolniej. Zmiana serwomechanizmów może wymusić dalsze zmiany w modelu powodując coś w rodzaju lawiny. Proponuję na początku naszej kariery modelarskiej wystrzegać się takich kroków i dopiero zacząć eksperymentować w momencie, gdy nabierzemy już doświadczenia zarówno jako pilot, jak i budowniczy. Wszelkie zmiany w konstrukcji wprowadzamy też zazwyczaj po zapoznaniu się i oblataniu modelu pierwotnego i raczej krok po kroku.

Zbudujmy model jak nam nakazał producent, polatajmy na takim wyposażeniu i dopiero później zabierajmy się za przeróbki. Daje nam to jakąś gwarancję, że nie rozbijemy go od razu.
Jak na wstępie wspomniałem o pierwszym i następnych lotach myśleć musimy już na etapie budowy i wyposażenia modelu. Głównie tyczy to geometrii modelu, symetrii konstrukcji, dobrania odpowiedniego kąta zaklinowania płata oraz właściwego umiejscowienia środka ciężkości zgodnie z instrukcją lub projektem. Każda niedokładność w tym zakresie powinna być natychmiast likwidowana. Wszystkie te składowe decydują o sukcesie oblotu i niwelują w dużym stopniu możliwość katastrofy.
Pomijam w swej dywagacji w tym momencie naszą oczywistą znajomość praw aerodynamiki, zasad lotu, zasad sterowania oraz umiejętność przewidywania zachowań modelu i szybkiego reagowania na zmienne stany lotu. Zakładam, że mamy już pewne doświadczenie i wiedzę w tym zakresie.
 

GEOMETRIA MODELU – CZYNNOŚCI KONTROLNE I REGULACYJNE.
 
Na fotografii 1 widzimy model motoszybowca w perspektywie przedniej od góry, oraz w części dolnej widok modelu od strony jego usterzenia.
Rysunek ten już daje nam pogląd jak powinna wyglądać poprawna geometria modelu.
Pary AB i CD obrazują sposób kontroli symetrii.
Odległość od końcówki płata do statecznika pionowego (A) powinna być równa tej samej odległości (B). Pomiaru możemy dokonać z pomocą długiej listewki lub kawałka sznurka.
To samo tyczy prawidłowości wklejenia statecznika poziomego, gdzie odległość od jego jednej końcówki do przodu modelu (C) powinna być taka sama z drugiej strony (D)


Foto. 1.
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"

Kontrola ułożenia płata względem stateczników. Znów mamy dwie pary liczb. Sprawdzamy patrząc od tyłu lub przodu na poziomo ułożony model, czy linia statecznika poziomego jest równoległa do linii płata. A powinno być równe B. W przypadku płata ze wzniosem linie nie będą równoległe ale odległości A i B winny być takie same. Kontrola kątów C i D pozwoli nam sprawdzić prawidłowość ułożenia statecznika pionowego względem poziomego i płata.
Wstępną kontrolę tych ustawień przeprowadzamy już w trakcie budowy modelu i składania go w całość. Doskonale sprawdza się tu wykafelkowana podłoga. Kładziemy model wzdłuż linii kafelek i patrząc na niego z góry już pojawiają nam się wszelkie nieprawidłowości.
Oczywiście jest to tylko zgrubna kontrola ustawień i wymaga doprecyzowania i pomiarów szczegółowych w momencie klejenia.
Oczywiście to tylko jedna z pomocnych metod i obranie właściwego sposobu kontroli uzależnione jest od własnej pomysłowości i inwencji.
 
 
Foto. 2
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"
 
W przypadku wklejania i kontroli położenia usterzenia pomocnym nam będą wszelkiej maści lekkie kątowniki, możemy zastosować gotowe ekierki biurowe lub zbudować sobie właściwe i uniwersalne przyrządy we własnym zakresie. Na fotografii 3 zrobione z plastikowych płytek lekkie przymiary zaopatrzone w krawędzie umożliwiające ich uchwycenie z pomocą małych ścisków sprężynowych. Naroża zostały wycięte w ten sposób, że przyrząd nie zahacza o fragment kadłuba na styku obydwu stateczników.
 
 
Foto. 3


Foto. 4                                                                   Foto. 5
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty" 

Fotografie 4 i 5 przedstawiają uniwersalność takiego kątownika, prócz tego że jest doskonałym przyrządem kontrolnym ułatwia też klejenie ze sobą elementów stanowiąc dla nich niejako rusztowanie lub ścisk.
 
Kolejnym krokiem w naszych pomiarach jest sprawdzenie kąta zaklinowania płata i usterzenia. Czynności tej nie możemy w żaden sposób bagatelizować. W przypadku budowy modelu z zestawu zazwyczaj sama konstrukcja modelu już wymusza sama z siebie prawidłowe ustawienie tego kąta. O ile nie popełniliśmy błędów w trakcie montażu zestawu możemy to traktować jaką czynność typowo kontrolną. W przypadku budowy modelu na podstawie planów, własnego projektu czy też modelu z przeszłością dla nas nie wiadomą pomiar ten staje się koniecznością. Pomiaru takowego dokonujemy z pomocą odpowiedniego przyrządu.
 
Fotografia 6 – jest to kątomierz modelarski zbudowany w oparciu o plastikowe elementy i dwie rurki aluminiowe. Zewnętrzne ramiona urządzenia są rozsuwane i pozwalają na pomiar płata o cięciwie około 40 cm. W handlu dostępne są podobne przyrządy produkowane przez firmy Great Planes, Graupner i wiele innych
Podobny przyrząd w wersji elektronicznej można samemu zbudować w oparciu o kątomierze do pomiarów łopat w modelach śmigłowców.

 
Foto. 6
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"

Kątomierz elektroniczny Align AP800 może stanowić bardzo dobry materiał wyjściowy do budowy kątomierza. Sam w sobie służy generalnie do pomiarów wychyłu łopat w modelach śmigłowców i pracy całej głowicy. Jest to bardzo precyzyjne urządzenie, dokonuje pomiaru z dokładnością do jednej dziesiątej stopnia, posiada funkcje zerowania i ustawiania zera jako punktu odniesienia w dowolnym miejscu.
Zakres pomiarowy -90 do 90 stopni.

 
Foto. 7
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"

Sposób pomiaru i kontroli kąta zaklinowania płata względem usterzenia nie jest operacją skomplikowaną. Ustawiamy model podpierając go bardzo stabilnie na skrzydłach. Na fotografii 8 widzimy średniej wielkości model motoszybowca laminatowego w trakcie pomiaru. Model został oparty na klockach balsowych. Zakładamy na skrzydło jak najbliżej kadłuba nasz kątomierz, zaciskamy na krawędziach natarcia i spływu jego ramiona i w końcu poziomujemy model.
Pod ogon modelu możemy podłożyć jakieś dystansy, książki etc. Istotnym jest by całość była sztywna i stabilna.
 
 
Foto. 8
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"

W momencie gdy model został wypoziomowany względem płata zdejmujemy kątomierz ze skrzydła i starając się nie poruszyć całości delikatnie zakładamy go na usterzenie poziome. W ten sposób odczytujemy jaki mamy kąt zaklinowania usterzenia względem skrzydła. Teraz możemy przystąpić do jego ewentualnej korekty. W zależności od konstrukcji modelu zmieniamy kąt usterzenia lub samego skrzydła, pomiar i kolejne zmiany ponawiamy aż do uzyskania właściwych kątów wynikających ze specyfikacji modelu.
 
Gdy mamy już sprawdzony i wyregulowany model pod względem geometrycznym możemy przystąpić do ustawiania kątów i zakresów wychyleń poszczególnych płaszczyzn sterowych typu lotki, ster wysokości, kierunku.
Zazwyczaj producent danego modelu podaje w instrukcji jak te wychylenia mają być ustawione.
Korekty stopnia wychyleń dokonujemy na orczyku serwomechanizmu, a w przypadku nadajnika komputerowego ustawiamy funkcję EPA - maksymalnych wychyleń dla danych serwomechanizmów.
Wskazane jest jednak wpierw ustawienie mechaniczne na samym serwie.
W przypadku gdy nie znane są nam maksymalne kąty wychyleń ustawiamy je na początku na mniejsze wartości około 10-15 stopni. Zabezpiecza nas to przed zbyt gwałtownymi reakcjami modelu w locie, w późniejszym czasie zakres wychyleń możemy zwiększyć.
 
Model ustawiamy na stanowisku tak by wszystkie powierzchnie sterowe mogły być swobodnie obsługiwane. Dla naszego bezpieczeństwa odpinamy regler w przypadku modelu o napędzie elektrycznym i podpinamy zasilanie samego odbiornika. Zabezpiecza nas to przed przypadkowym uruchomieniem się silnika w wyniku naszej nie uwagi itd. Możemy też zdjąć samo śmigło lub jego łopatki w przypadku modelu motoszybowca.
Dopiero teraz, gdy mamy model unieruchomiony przystępujemy do tych regulacji. Tak zabezpieczony model widzimy na fotografii 9.
 
 
Foto. 9
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"

W trakcie regulacji pierwotnej modelu staramy się wpierw ustawić pozycje neutralne sterów i serwomechanizmów w sposób mechaniczny, wszelkie miksery w nadajniku powinniśmy mieć wyłączone.
Serwa powinny pracować bez jakichkolwiek zacięć i oporów, w razie konieczności włączamy na początku w nadajniku jedynie odpowiednie reversy serw, jeśli takowa potrzeba dla danej powierzchni sterującej będzie wymagana. Pierwsze ruchy serwami wykonujmy delikatnie i powoli obserwując zachowanie poszczególnych sterów. Może się zdarzyć na tym etapie, że konstrukcja lotki, zawiasu itd. nie pozwoli nam na pełne wychylenie serwomechanizmu. Stąd nasza wzmożona uwaga.

Kontrolę wychyleń lotek i sterów ułatwia nam następny przyrząd pomiarowy widoczny na fotografii 10. Zasada pracy jest bardzo prosta,
do uchwytu podobnego do klamerki bieliźnianej przymocowana jest tarcza z podziałką kątową. Sama tarcza może być obracana o pewien zakres i unieruchamiana, z tarczą współpracuje wskaźnik zawieszony wahliwie. Dzięki temu po ustawieniu danej powierzchni w pozycji neutralnej tarcze obracamy ( pochylamy) tak by wskazówka wskazywała nam zero.
Następnie ruszamy lotką i odczytujemy i jaki kąt się wychyla w położeniach maksymalnych.
 
 
Foto.10
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"

W trakcie regulacji poszczególnych powierzchni dbać musimy o ich symetryczność, to znaczy że w przypadku lotek sterowanych osobnymi serwami obie lotki powinny się wychylać dokładnie o te same kąty zarówno w góre jak i w dół.
To samo tyczy klap, steru wysokości, gdy obsługiwany jest przez osobne serwa dla każdej z połówek w przypadku usterzenia Rudlickiego.
Ostatnią czynnością przed naszym lotem – oblotem jest sprawdzenie położenia środka ciężkości modelu.
Tu znów sięgamy do instrukcji producenta, gdzie jest to pokazane, lub do dokumentacji i planów według których budowaliśmy model.
W przypadku modeli własnej konstrukcji, modeli z drugiej ręki etc. środek ten będziemy musieli wyznaczyć sami, ale temu zagadnieniu poświęcony będzie osobny artykuł.
 
Fotografia 11 - fragment instrukcji modelu PANDA SPORT firmy Multiplex ( http://modelmotor.pl/panda-sport-kit-multiplex-116cm.html )
Widzimy na obrazku 31 ( pic.31 ), że dla tego modelu środek ciężkości powinien się znajdować w odległości 55 mm od krawędzi natarcia płata przy kadłubie. W przypadku modeli tej firmy instrukcje jasno to określają w sposób obrazkowy. Dodatkowo na dolnych powierzchniach płatów miejsca środka ciężkości
zaznaczone są w postaci wypustków ( piegów ) wyraźnie wyczuwalnych pod palcami.

 
Foto.11
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"

Obrazuje to fotografia 12. Znów PANDA SPORT, czarne kropki to właśnie podany przez producenta środek ciężkości tego modelu. Świadomie na potrzeby tej fotografii wypustki te zostały przeze mnie zaznaczone czarnym markerem.
W ten sam sposób SC zaznaczony jest w modelu SOLIUS http://modelmotor.pl/solius-kit-multiplex-216cm.html tego samego producenta.


W jaki sposób kontrolować prawidłowość wyważenia modelu względem środka ciężkości (SC)?
 
 
 
Foto.12
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"

Kontrolę SC bez udziału dodatkowych przyrządów najprościej przeprowadzić ręcznie, może nam tu jednak być potrzebna w przypadku większych modeli druga osoba, która będzie nas niejako asekurować.
Metoda ta jednak jest mało dokładna, zgrubna i zazwyczaj stosujemy ją jedynie kontrolnie na lotnisku.
 
Model ujmujemy oburącz od dołu, w miejscu wyznaczonego środka ciężkości, następnie równomiernie podpieramy go na palcach wskazujących lub serdecznych obydwu rąk i lekko unosimy. Prawidłowo wyważony powinien przyjąć pozycje poziomą.
Przeważony na przód pochyli nam się dziobem w dół, niedoważony poleci w dół ogonem.
W zależności od wyniku jaki uzyskaliśmy musimy teraz model tak wyregulować by przyjął pozycje poziomą. Regulację przeprowadzamy wpierw przez odpowiednie rozmieszczenie wyposażenia.

 
Foto.13
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"
 
W razie konieczności i możliwości konstrukcyjnych odpowiednio przemieszczamy w modelu najcięższy element, czyli zasilanie. Staramy się model wyważyć jedynie poprzez zmiany miejsca jego wyposażenia, akumulatora, reglera etc. Może się zdarzyć, że jednak gdzieś będziemy musieli dodać masy. A skoro z jednej strony musimy dodać to na pewno z drugiej moglibyśmy ująć. Czynimy to jednak z rozsądkiem, tak by kosztem ujmowania nie osłabić konstrukcji, a kosztem dodawania nie przeciążyć jej zbyt mocno.
Generalnie każdy model posiada pewien zapas stateczności, więc różnice położenia SC w granicach kilku mm w przypadku modeli szkolnych, treningowych nie stanowią aż takiego problemu.
Inaczej sprawa ma się w przypadku modeli zawodniczych i wyczynowych, gdzie odchyłka rzędu 2 mm w przypadku położenia SC lub 1 stopnia wychylenia lotki może stanowić o sukcesie lub porażce.
Sposób wyważania w przypadku MULTIPLEXÓW widzimy na obrazku 32 ( pic.32 ) fotografii 11.
Producent do każdego modelu dodaje komplet kuleczek wyważających i dokładnie wskazuje miejsce gdzie je wsypywać i wklejać w trakcie wyważania, gdyby takowa potrzeba zaszła.
Ale raz jeszcze podkreślę, starajmy się model wyważać poprzez odpowiednie rozmieszczenie jego wyposażenia.
 
Wyważarka fabryczna.
Urządzenie amerykańskiej firmy Great Planes.
Pozwala z jednej strony bardzo precyzyjnie znaleźć punkt środka ciężkości, a z drugiej idealnie go wyważyć.
Konstrukcja rozkładana, oparta o dwa stojaki z tworzywa sztucznego. Punkty podparcia modelu wyposażone we wskaźniki i podziałki w centymetrach i calach.
To jedno z tych urządzeń, które każdy modelarz powinien posiadać.
 

Foto.14
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"

Pozostaje nam jeszcze sprawdzenie czy przypadkiem któreś ze skrzydeł modelu nie jest za ciężkie.
Najprościej to sprawdzić zawieszając model na nitce w miejscu SC. Jeśli przechyli się na którąś ze stron, znaczy to ze skrzydło to mamy cięższe. Różnicę niwelujemy wklejając w jego końcówkę mały ciężarek.
Dopiero po tych wszystkich operacjach kontrolno-pomiarowych, po sprawdzeniu całej geometrii, połączeń elektronicznych, sprawdzeniu SC, wyregulowaniu serwomechanizmów przystępujemy do pierwszego lotu, czy też oblotu modelu.
Ale o tym w następnej części.
 

Maj 2014,  Tomasz Motyl "Motylasty", Zdjęcia: archiwum własne