RotoHeli

Co już mamy w powyższym temacie?

Niezwykłość lotu "na poziomym śmigle" od zawsze fascynowała konstruktorów, wynalazców oraz widzów. Wiele wskazuje na to, że wirnikowce przeżywają dziś swoją drugą młodość - nie tylko na Ziemi - choć trudno powiedzieć, czy bardziej za sprawą quadrokopterów (tak w wersjach miniaturowych, jak i airbike’ów), czy amatorskich wiatrakowców (pozwalających na latanie nawet bez licencji pilota - jak warszawski Fusioncopter JK-2 Nano), czy uznanych przedsiębiorstw z branży lotniczej, prezentujących coraz bardziej futurystyczne konstrukcje (np. Deviant X), czy niezwykle udany helikopter marsjański (NASA), który wielokrotnie przekroczył już zakładany plan lotów na Czerwonej Planecie.

1. Pierwszy rotohelikopter autora zadebiutował na łamach "Młodego Technika" w grudniu 2007 roku - i do dziś jest chętnie budowany we wrocławskich pracowniach modelarskich MDK im. Kopernika - także do zawodów na celność lądowania! 

2. Wśród jego dodatkowych komponentów, prócz szpilkowej osi wirnika, znajdują się także cztery aluminiowe wzmocnienia goleni, jedno wzmocnienie głowicy wirnika głównego oraz dwie druciane płozy

Również w emdekowych pracowniach modelarskich, prowadzonych przez autora, latające modele helikopterów z pracującym w autorotacji wirnikiem (różnych typów - vide ilustracje) cieszą się niesłabnącą popularnością, wywołując za każdym razem, nieodmiennie, zdziwienie i radość z udanych lotów (oraz lądowań!). Dlaczego więc nowy model? Ano dlatego, że w toku wielu zajęć pojawiają się pomysły racjonalizatorskie - często wysuwane przez młodych wykonawców. Jednym z nich był pomysł wyeliminowania metalowych wzmocnień podwozia oraz głowicy (wymagających nieco więcej wprawy i ostrożności w obróbce) na rzecz kartonu. Oczywiście, przy takim założeniu, w klasycznych helikopterowych sylwetkach trudno o dochowanie wierności oryginałowi (choć podjęliśmy i takie próby) - dużo celniejszym rozwiązaniem byłoby znalezienie nieco bardziej futurystycznej sylwetki śmigłowca.

3. Dwuwirnikowy SeaKnight z lutego 2015 to kolejny krok w ewolucji naszych rotomodeli - i tu również prócz kartonu i szpilek potrzebne są aluminiowe wzmocnienia podwozia oraz dociążające "morskiego rycerza" koła z modeliny.

4. Ingenuity, czyli latający marsjański helikopter (z majowego wydania 2021) w półmakietowej młodotechnikowej wersji (z dwoma niezależnie rotującymi na wspólnej osi wirnikami) to najbardziej wymagająca z prezentowanych dotąd Na warsztacie latających beznapędowców. Do jego wykonania potrzebne są starannie wykonane metalowe golenie podwozia, długa oś ze sztywnego pręta metalowego (zwykła szpilka już tu nie wystarczy) oraz teflonowe podkładki/łożyska - za dużo, by zrobić tego typu model z całą klasą w ciągu dwóch godzin (dlatego dodatkiem do tego artykułu jest też bardzo uproszczona wersja - ale wirująca już z całym kadłubem).

Uwaga - idzie nowe!

Po przeanalizowaniu dostępnych w sieci WWW projektów (jest ich trochę), ostatecznie największą inspiracją stał się, bardzo popularny swego czasu, zdalnie sterowany mikrośmigłowiec Pico Z, wyprodukowany przed kilkunastoma  latami przez firmę Silverit. Była to uproszczona do granic możliwości konstrukcja (sterowana jedynie za pomocą obrotów silniczków napędzających wirniki) - ale niemająca również klasycznego podwozia płozowego czy kołowego. Ten maleńki "hihoptej" po wylądowaniu opierał się jedynie na  trzech płetwach - dwóch piersiowych i jednej ogonowej - jakże nam miło, Panie Helikopterze!

5. Maleńki Pico Z okazuje się doskonałą inspiracją do opracowania nowego, jeszcze prostszego w budowie dla początkujących, latającego helikoptera autorotacyjnego! 

6. Na tej ilustracji, prócz wydruku nowo zaprojektowanych "rotohelikopków", na helipadzie leżą również przejściowe wersje naszego pierwszego "latającego jaja" z goleniami opracowanymi "bezaluminiowo" - rozwiązanie sprawdza się w praktyce, ale "wrażenie artystyczne" psuje niewycięta przestrzeń między goleniami… Nowy model nie będzie miał tej niedoskonałości! 

W pierwszym odruchu miałem zamiar stworzyć model modelu - także z różnej średnicy wirnikami na jednej osi, podobnie jak w  "mikrozdalniaczku". I choć jest to jak najbardziej wykonalne (dla wprawnego modelarza), zdecydowaliśmy jednak pozostać przy prostszym rozwiązaniu z pierwszej wersji, nie-znacznie tylko modyfikując kształt łopatek - taki ukłon w stronę projektantów plastikowego "latadełka".

7. Jak to zwykle bywa w przypadku modeli kartonowych - wszystkie części trzeba starannie wyciąć - zwykle nożyczkami, choć można posiłkować się ewentualnie nożykiem modelarskim lub żyletką techniczną (w oprawie) w przypadku drobniejszych części lub "zakamarków".

8. Na tej ilustracji warto zwrócić uwagę na co najmniej podwójne wzmocnienia głowicy wirnika głównego ("+") wklejone pod łopatkami - oraz na prowadnicę osi wirnika wklejoną pomiędzy sklejanymi już burtami. Odgięte płetwy podwozia nie będą teraz klejone - na nie przyklejone zostaną za chwilę podwójne kartonowe wzmocnienia… 

Budujemy lepszy rotokopter!

Do zbudowania dzisiejszego bohatera Na warsztacie potrzebny będzie arkusik brystolu (min. 160  g/m² - choć lepiej byłoby użyć nawet nieco sztywniejszego - nawet rzędu 250 g/m² - na te cieńsze mamy), zestaw elementów modeli w skali 1:1 (kopia rysunku [A] ze strony… lub plik pdf do wydruku), szpilka krawiecka z plastikowym łebkiem, dobre nożyczki i takiż klej do papieru.

Kartonowe elementy należy starannie wyciąć. Pary łopatek wirnika skleja się pod kątem 90° w stosunku do siebie, w taki sposób, by czarna głowica z oznaczeniami wyginania łopatek znalazła się na wierzchu. Od dołu podkleja się 2 do 4 wzmocnień głowicy ("+") w zależności od grubości papieru. Wyginanie łopatek wzdłuż linii przerywanych oznaczonych na czarnym krzyżu głowicy warto wykonywać po całkowitym wyschnięciu kleju.

 9. …dzięki którym karoseria naszego modelu już może stać samodzielnie. Pora na przebicie otworu pod oś wirnika - należy to robić na miękkiej podkładce, najwygodniej tą samą szpilką, która będzie stanowiła docelową oś. W przypadku wykonywania modelu przez nieco starszych modelarzy, zarówno wzmocnienia głowicy, jak i otwór na oś można zaimpregnować klejem cyjanoakrylowym (wydłuży to resurs wirnika). 

10. Złożony model w pozycji odwróconej - doskonale widoczna doklejona część płetw podwoziowych (dodatkowa jeszcze w środku). Również łopatki osi wirnika są już wygięte w oznaczonych na głowicy miejscach… 

Przed sklejeniem burt kadłuba do jednej z nich (obojętnie której - byle w odpowiednim miejscu) należy wkleić prowadnicę osi wirnika. Dzięki niej wbijana szpilka ma utorowaną drogę i zdecydowanie rzadziej udaje jej się znaleźć wyście burtą. Dokładne sklejenie obu burt (szczególnie w obrębie osi wirnika, podwozia oraz belki ogonowej) jest niezwykle istotne dla dalszej eksploatacji modelu. Dopiero po sklejeniu burt przykleja się dolne części płetw podwoziowych (dwa elementy). Ich zadaniem jest usztywnienie podwozia. Prawidłowo ukształtowany model pewnie opiera się na czterech punktach podparcia: na stateczniku ogonowym, dwóch płetwach podkadłubowych oraz części nosowej kadłuba. Można wykonać test stateczności: kadłub bez wirnika, zrzucony z ok. 30 cm centymetrów na płaskie podłoże, powinien ustać lądowanie.

11. …w tym ujęciu chyba widać to nieco lepiej. 

12. Po krótkim przeschnięciu nasz model w zasadzie jest już gotowy do lotów testowych. 

Po wyschnięciu głowicy wirnika głównego (ogonowy jest dekoracją) wykonuje się w nim otwór na szpilkę-oś wirnika nośnego oraz ustala nachylenia jego łopatek przez podgięcie wzdłuż białej linii przerywanej.

Tą samą igłą wykonuje się gniazdo osi w szczelinie wcześniej wklejonej pomiędzy burty prowadnicy (wygodniej to robić samą szpilką - bez wirnika). Następnie łączy się szpilką wirnik z kadłubem (notabene, w motoryzacji połączenie napędu z karoserią auta nazywa się "ożenkiem"). Wirnik powinien lekko obracać się wokół osi obrotu, bez przechyłów i w możliwie jednej płaszczyźnie (zbyt luźno zamocowana lub zbyt płytko wciśnięta szpilka, ew. wyrobiony otwór w głowicy może skutkować oscylacjami osi rotacji wirnika - a przez to "katastrofami" przy lądowaniu).

Do lotu, 3, 2, 1, start!

Do pierwszych lotów testowych wystarczy wysokość podniesionej ręki (ew. wcześniejsze stanięcie na krześle). Prawidłowo wykonany model, puszczony swobodnie, zazwyczaj wykonuje udany lot już za pierwszym razem. Należy dążyć do możliwie powolnego opadania przy szybko wirującym rotorze - i pewnego lądowania.

Zawody tego typu modeli (o ile jest na to możliwość) wygodnie rozgrywa się na klatce schodowej (można przygotować większy helipad - w naszych modelarniach używamy dojo (ringu) z walk robotów minisumo). Ponieważ są to modele, którymi trudno komuś zrobić krzywdę, w porozumieniu np. z wielopoziomową galerią handlową można również tam przeprowadzić minizawody - ale piękno długiego lotu też ma swoją cenę: niektóre modele mogą ujawnić niewidoczne dotąd wahania boczne, co może nawet uniemożliwić im poprawne lądowanie. Oczywiście celność też jest wtedy inna).

Punktacja we wrocławskich zawodach zwykle jest następująca: za wylądowanie w obrębie litery H: 10 punktów; w okręgu: 7; na czarnym: 5; poza kartką/lądowiskiem: 3; lądowania nieustane: 0 pkt.

13. Ponieważ nasz model lata pasywnie, wykorzystując autorotację wirnika (podobnie jak prawdziwy helikopter w sytuacji awaryjnej), należy najpierw zapewnić mu odpowiednią wysokość nad równym lądowiskiem (najczęściej młodzi piloci wchodzą na krzesło), a następie trzymając kadłub w wyciągniętej w górę ręce, puścić go swobodnie.

Co można więcej?

Wszystkim, którzy z powodzeniem zbudowali i oblatali opisywany dziś model, serdecznie polecam spróbowania swoich sił w samodzielnym projektowania rotowirnikowców - jest przecież tyle inspiracji, a podstawowe elementy konstrukcyjne już przetrenowaliśmy. Może będzie to własny quadrokopter? Może wiatrakowiec? Może jeszcze bardziej futurystyczny helikopter? Czekamy na Wasze relacje z budowy i lotów własnoręcznie zbudowanych konstrukcji tego typu! Powodzenia i dobrej zabawy! 

Paweł Dejnak