16. 12. 2011
Jedno sobotní dopoledne jsme s Michaelem na pražské Bílé hoře sledovali soutěž zvláštních leteckých modelů bez vlastního pohonu. Proto jsme nejprve v laboratořích Strojní fakulty pražského ČVUT zjistili, jak tvar křídla a jeho poloha v proudu vzduchu ovlivňují vztlak, což je hlavní síla, která dostává a udrží tělesa těžší než vzduch v letu nad zemí. Pak nám mistr České republiky v kategorii těchto modelů Ondřej Rezler ukázal, jak se letoun, vážící necelých 300 gramů, musí pečlivě vyvážit a vybavit důmyslnou a přitom lehoučkou řídicí elektronikou na dálkové ovládání. A nakonec se Michael pod Ondřejovým vedením pokusí takový model, kterému modeláři sami říkají „házedlo“, sám sestavit.
Filip: Ať múzy ohnivé se vyhoupnou na rozzářené nebe imaginace. Království změní v jeviště a krále, v herce i diváky nádherných scén.
Tereza: Úvodními slovy Shakespearovy hry Jindřich V. začíná i dnešní Michaelův experiment. Ponoříme se do tekutiny, zvané vzduch.
Filip: Do vzduchu, vystaveného účinkům tepla.
Tereza: Jedním z nejvýznamnějších vkladů do lidského poznání je termodynamika.
Filip: Tato věda vznikla, aby pomohla zdokonalit jedinečný vynález – parní stroj.
Tereza: Termodynamika studuje děje, jakými teplo dodává tělesům sílu a uvádí je do pohybu.
Organizátor závodu: Lovětínský, Bortel, Zemánek.
Filip: Principem termodynamiky je tepelná rovnováha. Aby ji příroda dosáhla, používá často tento mechanismus – proudění.
Tereza: K proudění dochází při rozdílných teplotách. Ty ovlivní hustotu a v tekutině dochází ke vztlaku.
Filip: Těžší a tedy hustší část klesá dolů, zatímco lehčí, řidší stoupá. To může uvést do pohybu ohromné masy tekutiny.
Tereza: Proudění hraje mimořádnou roli v mechanismech naší planety. K povrchu vynáší masy žhavých hornin při sopečné činnosti, …
16 23 Filip:
… přenáší ohromné množství tepla v mořských proudech světových oceánů, …
Tereza: … vyrovnává teplotní rozdíly mezi oblastmi zemského povrchu, které nestejně zahřívá sluneční svit.
Filip: Je sobotní dopoledne, konec listopadu.
Organizátor soutěže: Poslední let se letí, sedm minut pracovního času. Máte všichni časoměřiče?
Filip: V Praze na Vypichu, pár kroků od zdi obory Hvězda, probíhá soutěž v létání.
Tereza: Létají tu zvláštní letecké modely. Ačkoli mají docela slušné rozpětí křídel, váží jen něco kolem 250 gramů.
Organizátor soutěže: Teď povolil, ale většinou je tak kolem čtyř až pěti metrů za sekundu. Teplota není tak nejhorší, ale poryvy větru nejsou dobrý. Ty nám trošku vadí.
Filip: Ptáte se, proč jsou modely tak lehké? Nemají totiž vlastní pohon. Jsou to větroně.
Tereza: Ale přesto nepatrné pohonné jednotky mají. Jsou to miniaturní servomotorky, které ovládají klapy na křídlech, směrovku a výškovku. Tyto větroně jsou totiž řízeny na dálku rádiem, vysílačkou.
Filip: Také tyto modely, stejně jako jejich vzory, skutečné velké větroně, využívají k letu termodynamiku. Nadnášejí je teplé stoupající vzdušné proudy.
Tereza: I když dnes je tu na Vypichu dost velká zima. Termika dnes vlastně ani nefunguje. Modeláři a jejich letouny musejí naopak bojovat s ostrým západním větrem, jehož proudění navíc narušují nedaleké domky.
Filip: Člověk ovládl létání prostředky těžšími než vzduch už poměrně dost dávno. Na jakých principech ale vlastně funguje?
18 27 Michael:
Chtěli jsme získat hlubší znalosti o principech létání.
Filip:
A tak jsme navštívili Ústav mechaniky tekutin a termodynamiky na Strojní fakultě ČVUT v Praze.
Michael:
Vítejte v naší experimentální laboratoři.
Tereza: Jak je možné, že nejen lehké větroně, ale i dnešní obří letouny, vážící víc než pět set tun, se dokážou odlepit od země a vznést se?
Filip: Také základem létání je proud vzduchu, který obtéká křídlo letadla.
Tereza: Jak nám na tomto miniaturním větrném tunelu názorně předvede Ing. Michal Schmirler.
Filip: Ano, tady se potvrzuje, že i vzduch je tekutina. Na modelu křídla vidíme, že vzduch obtéká jeho horní i spodní stranu. Díky profilu křídla proudí nahoře rychleji než dole.
Tereza: Tím nad křídlem vzniká podtlak, který křídlo a s ním celé letadlo „nasává“, tedy táhne vzhůru.
Filip: Když však při přistávání pilot zvedne úhel náběhu křídla – tedy příď letadla – příliš vzhůru a rychlost letounu klesne pod nejnižší povolenou hodnotu, dojde k odtržení vzduchového proudu nad horní stranou křídla.
Tereza: Vztlak přestane působit, letoun se už neudrží ve vzduchu a začne padat.
Filip: V experimentální laboratoři ČVUT jsme si tedy vyjasnili, jak tekutina zvaná vzduch umožňuje létání tělesům těžším, než je ona sama. A pak jsme se vydali na Vysočinu.
Tereza: Na dohled od známé Haškovy Lipnice a také od městečka Světlá nad Sázavou jsme si dali sraz se zdejším rodákem, Ondřejem Rezlerem, s nímž jsme se seznámili na závodech modelů na pražském Vypichu.
Ondřej Rezler, letecký modelář, Světlá nad Sázavou: Proto vymysleli v Americe, že se to chytí za konec křídla, člověk se roztočí, je to hod podobný, jako když se háže kladivem nebo diskem. A ty dosahované výšky pak jsou od padesáti až do sedmdesáti metrů.
Filip: A Ondřej nám takový „start hodem“ hned předvedl.
Michael: Ten byl pěkný. Kolik metrů?
Ondřej Rezler, letecký modelář, Světlá nad Sázavou: Zhruba šedesát by to mohlo být.
Michael: To bylo šedesát metrů?
Tereza: Zajímalo nás, jak se takový rádiem řízený model větroně dá vyrobit. V Ondřejovi jsme našli skvělého učitele.
Ondřej Rezler, letecký modelář, Světlá nad Sázavou: Tato házedla jsou strašně namáhaná. Tam je zrychlení z nuly na sto dvacet kilometrů za hodinu za dvě vteřiny, což je neskutečné. A právě kvůli tomu se to dá vyhodit až do těch sedmdesáti metrů. Ovšem jsou tam strašné nároky na materiály. Musí se používat nové, moderní materiály, jako je karbon, kevlar a skelná tkanina.
Filip: Karbonová – tedy uhlíková – tkanina na náběžné hraně křídla má černou barvu. Zde je v kombinaci se žlutým kevlarem.
Tereza: A ještě bílá tkanina ze skelných vláken.
Filip: Náš model musí být velice lehký – celý váží jen něco kolem 260 gramů. Základem některých dílů je proto lehoučký polystyren.
Tereza: Pomocí odporového drátu a šablony se vyřízne přesně tvarovaná plocha, v tomto případě je to směrovka.
Filip: Laicky řečeno „ocas“ letounu. Povrch dílu se musí dokonale vyčistit.
Tereza: A to je slepená směrovka.
Filip: Gumové rukavice věští nástup chemie.
Filip: Čistý a suchý váleček je nástrojem pro operaci, …
Tereza: … a pro nás zároveň rychlokurz …
Filip: … zvanou laminování.
Ondřej Rezler, letecký modelář, Světlá nad Sázavou: Celá operace začíná tím, že se namíchá epoxid. Ten se musí míchat v přesných poměrech.
Tereza: Správná čísla nám ovšem zůstala utajena jako výrobní tajemství.
Filip: Epoxidovou pryskyřici budeme nanášet na skelnou tkaninu. Jako její podklad poslouží plastová fólie. Většinou se používá potravinářská, tenká asi dvě desetiny milimetru.
Tereza: Nanést musíme jen tenkou vrstvičku pryskyřice, šetří se každým gramem váhy budoucího letounu.
Filip: Následující důležitou operaci provede Michael.
Ondřej Rezler, letecký modelář, Světlá nad Sázavou: Důležitá operace: Vezme nůžky a obstřihne tuto fólii.
Michael: Dobře.
Tereza: Pomocí druhé fólie se stejným tvarem odloupneme jednu nalaminovanou skelnou tkaninu. Ondřej ji pokládá do vakuovacího pytle.
Filip: A Michael na ni klade odsávací ubrousek, tedy toaletní papír, který odstraní přebytek pryskyřice.
Tereza: Ondřej zbývající pryskyřicí pečlivě ale rovněž jemně natírá náběžnou hranu směrovky.
Filip: A také uhlíkovou výztuž. Ta totiž brání tomu, aby směrovka nepraskla při vypouštěcím hodu, kdy se extrémně namáhá.
Tereza: Znovu odsávací papír a druhá fólie s tkaninou. Vše se uzavírá do vakuovacího pytle.
Filip: Ten má podél okraje šňůru na prádlo. Přes ní se může odsát veškerý vzduch z vnitřku pytle. A těsnicí proužek plastelíny.
Tereza: Spouští se vakuová pumpa. Za okamžik je vzduch pryč. A odsají se přebytky pryskyřice.
Michael: Takže máme akorát čas na čaj.
Ondřej Rezler, letecký modelář, Světlá nad Sázavou: Jdeme na čaj.
Filip: Po pauze rychle odstraňujeme odsávací ubrousky, aby neodsály všechnu pryskyřici.
Tereza: Pak se na jádro směrovky přiloží zpět obě nalaminované tkaniny. Šest hodin schnutí, dvě hodiny temperování – a hotovo.
Michael: Výsledek mé nebo spíše naší práce. Ale koukám, že tu je daleko více součástí. To je všechno?
Ondřej Rezler, letecký modelář, Světlá nad Sázavou: Téměř všechny díly se dají vyrobit touto technologií. Je to zase olaminovaný, extrudovaný polystyren. Touto technologií jde vyrobit směrovka, výškovka a samozřejmě celé křídlo.
Filip: Do kompletu ještě patří trup, neboli gondola, a také ocasní část – trubka z lepšího uhlíku.
Tereza: V gondole je dvojice těchto maličkých servomotorků.
Filip: Názorný příklad toho, jak postoupila technologie. Tento přijímač dálkového řízení na modelu a vedle něj servomotorek jsou staré patnáct let.
Tereza: Vedle je dnešní přijímač a servomotorek. Díky miniaturizaci jsou devětkrát lehčí.
Filip: Servomotorky prostřednictvím kevlar-silonové nitě pohybují směrovkou a výškovkou na zádi. Zvláštní serva přímo v křídlech ovládají klapky.
Tereza: V přídi gondoly se skrývá tento přijímač pro příjem povelů ze země.
Filip: A také padesátigramové závažíčko z olova, které pomáhá zlepšit stabilitu letounu při silném protivětru.
Tereza: O tom, že nás dnes zaučoval skutečný mistr, svědčí mezi mnoha dalšími i čerstvý titul mistra republiky v bezmotorových modelech.
Ondřej Rezler, letecký modelář, Světlá nad Sázavou: Celý vtip je jenom v tom, že vy tu ruku máte vedle sebe nataženou a roztočíte se jenom nohama a potom to vypustíte.
Michael: Takže jenom jednou otočit…A pak.
Filip: A teď přišla velká Michaelova chvíle.
Ondřej Rezler, letecký modelář, Světlá nad Sázavou: Paráda. Tohle máme už tak deset metrů.
Filip: Jako vypouštěč modelů by tedy Michael snad obstál. Ovšem zvládnout to řízení, a ještě k tomu v tomhle prudkém větru, na to bude muset ještě hezky dlouho trénovat.
Michael: To byl můj první let.
Ondřej Rezler, letecký modelář, Světlá nad Sázavou: To bylo pěkný…Tady v tom počasí se špatně lítá. To v létě bychom vám ukázali tu termiku, jak se v tom točí.
Filip: Vám i modelářům ještě dlužíme jednu omluvu. V úvodu dnešního Portu jsme modely této kategorie nazvali vrhadly. Omyl. Na tato letadélka se všude doptáte jako na házedla.
Tereza: Ondřej Rezler umí bezmotorové modely nejen mistrně řídit, ale i stavět. S jeho „házedly“ létají jejich milovníci nejen u nás, ale i v cizině, dokonce až v dalekém Japonsku.
Michael: Tak to bylo moc pěkné. Děkujeme.
Ondřej Rezler, letecký modelář, Světlá nad Sázavou: Za málo. Hlavně, že se vám to líbilo. To musíte přijet v létě.
