Wydrukuj tę stronę
wtorek, 02 czerwiec 2020 17:22

I-014 „Kermit” – bezzałogowy samolot własnego projektu. Część dziewiąta.

Napisane przez Michał Imiołek
Oceń ten artykuł
(1 głos)
I-014 Kermit I-014 Kermit Grafika: Michał Imiołek

"Tak! To znowu „Kermit”! Melduje się raźno po dość długiej przerwie" - pisze Michał Imiołek. - "Wbrew obyczajowi nie będę dziś pisał o postępach w pracach czy niewielkich częściach, które wykonałem w ostatnim okresie, gdyż na dobrą sprawę nie było ich wiele, nie mówiąc już o tym, że nie są to części specjalnie istotne...

– od nowego roku pochłaniały mnie bowiem działania „ogólno-lotnicze”, związane chociażby z opublikowaniem książek mojego autorstwa. Jak już pewnie wiecie opublikowałem drugie (poprawione i uzupełnione) wydanie mej pracy pt. PROJEKTOWANIE SAMOLOTÓW KOMPOZYTOWYCH. WYBRANE ZAGADNIENIA W UJĘCIU SZCZEGÓŁOWYM oraz nową książkę – o zawiłym co prawda tytule, lecz przystępnej treści – tj. W STRONĘ DRONÓW CZYLI KILKA SŁÓW O PROJEKTOWANIU BEZZAŁOGOWYCH SAMOLOTÓW (W DIALOGACH PODANYCH)… Praca nad książkami była uciążliwa oraz „czasożerna”, nagrodą jest jednak życzliwe przyjęcie obydwu tytułów – dziękuję w tym miejscu moim Czytelnikom (w tym i Recenzentom) za serdeczne słowa do mnie kierowane!

Czy książki to wszystko? Bynajmniej! Przez ostatni czas pracowałem bowiem nad PROGRAMEM KOMPUTEROWYM (w zasadzie zaś pakietem niezależnych od siebie programów/modułów) o nazwie OZYRYS. OBCIĄŻENIA ZEWNĘTRZNE SAMOLOTU. Pakiet ten niedawno został ukończony, posiada instrukcję i osiem modułów, których docelowo ma być jednak więcej, gdyż zgodnie z planami OZYRYS nie jest bynajmniej produktem „zamkniętym”, lecz będzie on z czasem rozbudowywany…

O tych i o innych sprawach (w tym także o ukończonym „na dniach”, podobnym do OZYRYSA, pakiecie ATLAS. AERODYNAMIKA SAMOLOTU) piszę zwyczajowo na autorskiej stronie internetowej:

KUŹNICA TECHNIKI AERONAUTYCZNEJ i KOMPOZYTOWEJ „DRACO”

https://sites.google.com/view/kuznica-draco

A teraz do sedna, czyli do „Kermita”!

Ponieważ obecny odcinek nie będzie typową relacją z budowy poświęcę go treściom bardziej ogólniejszym, wyłożę w nim bowiem fragment „tego czegoś” co nazwałbym szumnie MOJĄ FILOZOFIĄ PRACY W KOMPOZYTACH. Fragmentaryczność ujęcia tematu wynikać będzie jednak stąd, że ograniczę się w tym miejscu jedynie do niektórych zagadnień stricte projektowych, wypracowanych i realizowanych właśnie przy budowie latadełka „Kermit”. Artykuł ten korespondować może zatem z CZWARTĄ CZĘŚCIĄ cyklu, w której poruszyłem ogólne arkana spraw technologicznych.

Poprzednie części cyklu o Kermicie: TUTAJ

Na początek jednak przewrotne pytanie: – Jak wygląda „Kermit”?

Pytanie to może wydawać się śmieszne, zwłaszcza dla tych z Was, którzy na bieżąco śledzą moje artykuły, bądź też zetknęli się z rzeczonym płatowcem przy innej okazji. Śmiesznym jednak nie jest – bynajmniej nie dla mnie! Spójrzmy na rysunek (o nagłówku brzmiącym tak jak i pytanie…), na którym widnieje kształtny samolocik, podobny do jakiejś pierzastej istoty. Czy to nowy „Kermit”, w jakiejś wymuskanej wersji rozwojowej? Tak pewnie myślicie, przecież jest ładniejszy od tego płatowca, który jest Wam znany z poprzednich rozważań. Czas na konstatację: to nie nowy „Kermit”, lecz jego pierwowzór (wirtualny zresztą), zaczerpnięty z pierwszych, lakonicznych szkiców będących wytworem twórczego fermentu... Fakt, wygląda fajnie, zwłaszcza kiedy go porównać z płatowcem „finalnym” (osobny rysunek), lecz nie o to chodzi – wygląd to nie wszystko! Wbrew temu wszystkiemu co się często sądzi stosunkowo łatwo jest zaprojektować rzecz dość finezyjną, pełną zwiewnych łuków, czy też efektownie wymodelowanych przejść pomiędzy bryłami, albo w ich obrębie, lecz nie zawsze pogoń za ciekawą formą uznawać należy za wymóg wiodący. Należy wszak wiedzieć, że od estetyki częstokroć ważniejsza jest TECHNOLOGICZNOŚĆ. Wyrób określany mianem „technologicznego” jest szybszy, prostszy i tańszy w produkcji, w krytycznych przypadkach nawet wielokrotnie. Ten temat jest znany – pisałem już o nim i ja, pisali też nasi Mistrzowie. Od siebie dorzuciłbym jednak jeszcze jeden czynnik: to UNIWERSALNOŚĆ, rozumiana jednak w dość szczególny sposób. W jaki? Już wyłuszczam… Zarówno samego „Kermita” jak i oprzyrządowanie niezbędne do jego produkcji w finalnym ujęciu zaprojektowałem bowiem tak, że wzajemne usytuowanie poszczególnych zespołów, pomniejszych elementów, okuć czy wykrojów nie zostało narzucone odgórnie, lecz – wespół z kolejną modyfikacją płatowca, bądź też z nowym jego egzemplarzem – istnieje sposobność dość znaczącej zmiany geometrii drona. Sprawę tę wyjaśnia kolejny rysunek. Jak widać, że szkicu możliwość zmiany położenia płata, usterzeń, gondoli czy podwozia (szczególnie głównego) jest czymś „naturalnym” dla mego projektu. Podobna uwaga dotyczy tak samo wykroju kabiny, obrysu usterzeń albo rozpiętości każdego ze skrzydeł, czy długości dziobu, a także długości skorupy kadłuba. Ta uniwersalność pozwala nam zatem na tworzenie kolejnych odmian samolotu ze sprawdzonych „klocków”! Ów nowy samolot mógłby się odznaczać np. korzystniejszym rozkładem mas (istotnym chociażby dla „bezbolesnego” uzyskania założonego położenia środka ciężkości), zoptymalizowanymi, pod kątem zadanych kryteriów, cechami aerodynamicznymi czy bezwładnościowymi, odmiennym zapasem stateczności itp. Listę tę naturalnie można by rozszerzyć – możliwości do zmian jest wszak cała masa! A wszystko to głównie dzięki oprzyrządowaniu, które (podobnie jak części) jest uniwersalne. Aby rzecz wyjaśnić do tekstu rozważań dołączyłem zdjęcie skorupy kadłuba, foremnika tejże (dla jednej z połówek) i jego makiety. Widać tu wyraźnie, że długość kadłuba, geometria wykroju kabiny, położenie okuć pod bagnet skrzydłowy czy też pod statecznik nie jest narzucone przez kształt foremnika. Oznacza to, że w oparciu o ten sam foremnik wykonać można inny (w tym także i krótszy) kadłub, cechujący się odmiennym położeniem okuć czy też inną geometrią wykroju kabiny, bądź też jego brakiem… Są to zresztą cechy, które wprawne oko wyłowi nieomal po pierwszym zerknięciu. Lecz to, że istnieją wynika z prostoty zespołów „Kermita”! I tak dla przykładu: w finalnym projekcie geometria bryły skorupy kadłuba na znacznej długości składa się z przekrojów o tym samym kształcie (dalej zaś o kształcie zbliżonym do siebie), jej obrys opisać zaś można liniami prostymi i łagodnym łukiem (dla widoku z boku) albo też ich parą (jeśli spojrzeć z góry). Taka geometria umożliwia zatem łatwe „przesuwanie” skrzydeł czy gondoli oraz pasowanie stosownie przyciętej osłony kabiny czy choćby osłony silnika przedniego. To samo dotyczy ukrytych w kadłubie szczegółów struktury, pod postacią wręg, podłużnic czy też innych wzmocnień, przy laminowaniu ułatwia zaś proces wklejenia przekładki, wcześniej: jej docięcia… To już i technologiczność i uniwersalność poszczególnych części! Pierwowzór „Kermita” (ze szkicu wstępnego) cech tych nie posiadał, chociaż był ładniejszy. Posiadał rzecz jasna inne przypadłości typowe dla szkicu (będącego przecież jedynie przymiarką do właściwej pracy), niekiedy na pozór zupełnie trywialne. Z „palety bolączek” spójrzmy tu jedynie na kołpaki śmigieł, wpasowane ściśle w geometrię dziobu i tyłu kadłuba. Łatwo zauważyć, że zmiana przyjętej średnicy kołpaków (bez względu na powód tejże ingerencji) nie będzie możliwa bez gruntownej zmiany części samolotu lub ich foremników! W takich właśnie miejscach rodzą się problemy i „wzajemne tarcia”, wszystko wzięte razem generuje koszty i obniża prestiż autora projektu – stąd jeszcze zawczasu dobrze jest przemyśleć podobne tematy, po to by uniknąć chociaż części pułapek, których zresztą w pełni uniknąć nie sposób…

kermit bezzałogowy

kermit bezzałogowy

kermit bezzałogowy

kermit bezzałogowy

kermit bezzałogowy

* * *

Tak, uniwersalność… Czy to jednak wszystko? Bynajmniej! Przez uniwersalność rozumiem tu także i inną właściwość jaką to niekiedy warto jest rozważyć, przy okazji pracy nad projektem oprzyrządowania czy wybranych części. Pośrednio pisałem już o tym wcześniej, prezentując wstępną koncepcję jednoosobowego MIKROSAMOLOTU I-015 „Pchełka”, którego budowa (w zasadniczej partii) możliwa by była do przeprowadzenia w oparciu o oprzyrządowanie produkcyjne i niektóre części latadełka „Kermit”. Jakkolwiek przykład „Pchełki” z wielu względów jest dość ekstremalny, to wydaje się, że nic nie stoi jednak na przeszkodzie by oprzyrządowanie produkcyjne czy niektóre części wykonane na użytek jednego płatowca wykorzystać w innym, i to nawet znacząco odmiennym projekcie. W głównej mierze mówimy tu przecież o KOMPOZYTOWYCH ZESPOŁACH PŁATOWCA – wykonanie danego zespołu nowego płatowca (np. skorupy skrzydła czy skorupy kadłuba) w uproszczeniu sprowadzałoby się zatem do „dodania” lub „odjęcia” tkanin (czy rowingów) adekwatnie do przebiegu wyznaczonych na nowo OBCIĄŻEŃ ZEWNĘTRZNYCH…

Jeszcze inna sprawa! Wielokrotnie pisałem już o tym, że sporządzenie oprzyrządowania produkcyjnego (zwłaszcza foremników) to rzecz pracochłonna a także kosztowna. Na przeszkodzie mogą nam też stanąć niedobory w parku maszynowym (jak w moim przypadku), które trzeba zwalczyć poprzez kreatywność. Ale jeśli już uporaliśmy się jakoś z tym problemem to dlaczego by nie wykorzystać niektórych fragmentów oprzyrządowania do produkcji innych, niekoniecznie nawet lotniczych wyrobów? Jak sądzę dobrym przykładem do zobrazowania tej oto koncepcji może być foremnik gondoli „Kermita”, opisany przeze mnie w CZWARTEJ CZĘŚCI cyklu – przecież ten foremnik (wespół z foremnikiem dekielka gondoli) służyć mógłby np. do produkcji zbiorników na wybrane ciecze…  

* * *

Jakiś Zacny Mędrzec (o umyśle zwiewnym jak skrzydło jaskółki) może jednak stwierdzić: – A po co to wszystko? Przecież współczesne samoloty są doskonale zoptymalizowane, czasami zaś kilkuprocentowe różnice w osiągach decydować mogą o rynkowym sukcesie bądź klęsce maszyny. Nie ma tu więc miejsca na żadne składanki!

Odpowiem więc na ten potencjalny zarzut. Nic nie stoi na przeszkodzie by PŁATOWIEC BAZOWY, tj. ten podstawowy samolot, pod którego tworzone jest oprzyrządowanie, był zoptymalizowany tak dobrze jak to jest możliwe. Pamiętajmy jednak, że optymalizacja prowadzona jest po to by osiągać postawione cele, np. w zakresie osiągów płatowca. Załóżmy przy tym, że zgłosił się klient gotowy zamówić nasz produkt dla siebie, pod warunkiem jednak, że samolot będzie mieć zwiększony zasięg, zaś sam rozbieg krótszy, i to bez zwiększania ilości paliwa czy mocy napędu. Jednym ze sposobów może być niekiedy powiększenie rozpiętości płata, co najczęściej znaczy wykonanie tegoż praktycznie od zera, wespół z foremnikiem. U nas jest inaczej – nasze foremniki są uniwersalne, celowo więc dłuższe niż rozpiętość skrzydła konstrukcji bazowej. Wykonanie na nich nowych, dłuższych skrzydeł nie będzie problemem… Taka filozofia to również handicap dający przewagę nad konkurentami (zwykle zamożnymi), którzy bardzo prędko mogą doszlusować do naszych standardów w przypadku gdy wyrwiemy się nieco przed szereg – możemy więc (przynajmniej na krótko) znów od nich odskoczyć...    

No i jeszcze jedno. W moim rozumieniu OPTYMALIZACJA to nie tylko walka o osiągi czy ekonomikę samolotu w locie (uzyskana zwykle przez złożoność kształtów czy niewielką masę), ale również przyjęcie właściwej KONSTRUKCYJNEJ KONCEPCJI STRUKTURY (włączając w to także jej dopracowanie), dobór materiałów, uwzględnienie możliwości wykonawczych (i naszych i podwykonawców), a także ocena finansowych możliwości potencjalnych klientów. To również zdolność do racjonalnego uwzględnienia i skorelowania kosztów obsługi, serwisowania i części zamiennych. W praktyce prosty samolocik, i to nawet o mało wysublimowanej aerodynamicznie bryle (jak chociażby nasz finalny „Kermit”), ale za to niedrogi i łatwy w produkcji czy też w zapewnieniu zdatności do lotu, może w konkretnych przypadkach czy zastosowaniach okazać się lepszy od wyśrubowanego aerodynamicznie i materiałowo, ale za to o wiele droższego płatowca. Spójrzmy tu na „Kruka”, „Dromadera” czy też inne, wyspecjalizowane maszyny rolnicze – służą one przecież do konkretnych celów, stąd taka ich forma wymuszona przez nadrzędne, kluczowe czynniki. Ich ekonomika w warunkach przelotu nie jest najważniejsza, stąd nie posiadają one chowanych podwozi czy wysmukłych skrzydeł o „zmyślnych” obrysach…     

* * *

samolot bezzałogowy I-014 „Kermit”

PODSTAWOWE DANE (dotyczą wersji z największą gondolą):

-rozpiętość: 5 [m];

-powierzchnia nośna: 2,5 [m²];

-masa całkowita: 90 [kg];

-masa płatna (udźwig): 30 [kg].

SZACOWANE OSIĄGI (wg projektu wstępnego, dla płatowca jw.):

-prędkość maksymalna: 156 [km/h];

-prędkość minimalna (bez mechanizacji): 67 [km/h];

-prędkość wznoszenia: 6,3 [m/s];

-czas lotu: 5 h.

* * *

WIĘCEJ INFORMACJI DOSTĘPNYCH NA STRONIE INTERNETOWEJ AUTORA PROJEKTU:

Kuźnica Techniki Aeronautycznej i Kompozytowej „DRACO”

https://sites.google.com/view/kuznica-draco

OSOBY ZAINTERESOWANE WSPARCIEM KONSTRUKTORA W SAMOTNEJ BUDOWIE SAMOLOTU BEZZAŁOGOWEGO I-014 „KERMIT” PROSZONE SĄ O DOKONYWANIE WPŁAT NA PORTALU CROWDFUNDINGOWYM Zrzutka.pl, POD LINKIEM:

https://zrzutka.pl/samolot-bezzalogowy-i-014-kermit-zbiorka-na-dokonczenie-samotnej-budowy

ISTNIEJE TEŻ MOŻLIWOŚĆ NABYCIA KSIĄŻKI-CEGIEŁKI NA PORTALU AUKCYJNYM Allegro. LINK DO AUKCJI PONIŻEJ:

https://allegro.pl/projektowanie-samolotow-ksiazka-cegielka-i7657241043.html

Źródło informacji: Michał Imiołek

Czytany 786 razy

Artykuły powiązane