2. díl - Renovace draku trupu

Rekonstrukce a úprava Kolibříka bude podřízena splnění těchto cílů:

1.Oprava poškozených dílů.

2.Přestavba motorového lože pro použití motoru Strádal STRX 1200 v tlačném uspořádání.

3.Redukce pasivních aerodynamických odporů.

4.Modernizace designu.

Ve 2.díle minisérie o rekonstrukci Kolibříka se budeme věnovat opravě a problematice stínového trupu.

Základ konstrukce stínového trupu letounu, tvoří duralová trubka  Ø75 x 3 mm s tím, že na tuto trubku jsou navlečeny a přinýtovany:

• svařenec uložení přední podvozkové nohy
• centrální svařenec s ložem pružiny hlavního podvozku, ukotvením vzpěr křídel a přírubami trubek, nesoucích nosník centroplánu s motorovým ložem
• svařenec svislé ocasní plochy

Příruby svařenců, do nichž jsou nýtovány duralové trubky, jsou zkrouženy z ocelového plechu. K trubce je dále přinýtováno uložení ručního a nožního řízení, uložení sedačky a držáky kompozitové gondoly. Tuhost konstrukce v ohybu, ve svislé rovině, zajišťuje přední a zadní šikmá trubková vzpěra.

Jak bylo uvedeno v minulém díle, původní motorové lože motoru Trabant v tažném uspořádání, bylo navařeno na prodlouženém nosníku centroplánu před křídlem, viz obr.1 

Obr. 1 - Původní motorové lože motoru Trabant v tažném uspořádání

Nabízely se dvě možnosti úpravy. První, ta jednodušší, spočívala v odříznutí motorového lože motoru Trabant a navaření lože motoru Strádal STRX1200 v zadní části nosníku centroplánu. 

Při podrobnější kontrole původního nosníku centroplánu, nasvícením a pohledem nezaslepeným koncem dovnitř, jsem však objevil vážný problém. Nosník čtvercového průřezu 60 x 60 mm, naohýbaný a podélně svařený z ocelového plechu tl. 1 mm, byl zevnitř ošetřen kvalitní základovou barvou. Lokálně však byl tak silně zkorodovaný, že vrstva koroze se v postižených místech zvedala několik milimetrů nad vnitřní povrch nosníku. Vysvětlení je celkem jednoduché. Nosník této dimenze byl bezpochyby správně navržen konstruktérem letounu Ing. Josefem Marešem tak, aby při umístění motoru v tlačném uspořádání vyhověl předpisu UL-2. Dopředu vyložený motor Trabant v tažném uspořádání, spolu se zřejmě tvrdým přistáním, letounu s centráží kdesi daleko vpředu, však již byl nad “možnosti” nosníku, a ten nevydržel a na dvou místech došlo k jeho mírnému ohnutí a možná i k prasknutí. V těchto místech byl nosník opraven přivařením plechových výztuh, dle vzhledu svaru autogenem a možná přímo na letišti. Na tom není nic špatného. Acetylénový plamen však obsahuje kyslík a během svařování tak dojde ke značnému okysličení svaru. Takový svar vyžaduje dokonalejší ochranu, než jen pouhé přetření základovou barvou, což dobře vědí hlavně majitelé starších vozů s nepozinkovanou karosérií. Následující roky pobytu letounu v hangáru, s neregulovanou vlhkostí a přístupem kyslíku ke svarům otevřenou zadní částí nosníku, dílo zkázy dokončily. Jen pro zajímavost – podélný svar nosníku, provedený v ochranné atmosféře a ošetřený stejnou základovou barvou, žádné stopy koroze nevykazoval. 

Na obr.2 vidíte množství koroze, uvolněné z několika desítek cm svaru uvnitř nosníku centroplánu

Nezbylo tedy nic jiného, než vyrobit celý nosník centroplánu i s oky závěsů křídel, zcela nový.

Jako polotovar jsem zvolil čtvercový tenkostěnný profil 60x60x2, stejný polotovar byl z důvodu zjednodušení a zpřesnění výroby použit i u dalších, sériově vyráběných Kolibříků. Hlavní část motorového lože motoru Strádal STRX 1200, tj. konzole spodních dvou závěsů a pylon horního závěsu, jsem si raději nechal zhotovit přímo výrobcem, firmou UL-JIH. Tato část motorového lože přenáší do nosníku centroplánu část hmotnosti motoru, tahovou sílu, torzní kmity a reakční a precesní momenty vrtule. Zadní část nosníku je rozdvojena a přes silentbloky opět přemostěna nosníkem, podepírajícím motor na straně vrtule. V prostoru rozdvojení se nachází startér motoru. Na nosníku centroplánu, zhruba v jedné třetině délky, je přivařen držák silentbloku přední části výfuku a oko pro zachycení pojistného lanka výfuku. Více není ke zhotovení nosníku centroplánu s motorovým ložem co dodat, je to jen práce s plechem a CO2 svářečkou. 

Obr.3 Nový nosník centroplánu s motorovým ložem motoru STRX 1200

Před opětovným navařením nosníku centroplánu na příruby s trojúhelníkovými výztuhami, jsem odvrtal nýty spojů svislých duralových trubek s přírubami, a po vyjmutí trubek z nich, jsem odstranil stopy koroze, která byla naštěstí, v tomto případě, jen povrchová. 

Obr. 4 Povrchová koroze v přírubách centrálního svařence

Příruby jsem zevnitř natřel základovou barvou a spoje znovu snýtoval ocelovými pozinkovanými nýty. Lze použít též nerezové nýty, při průměru 5 mm je však již velmi obtížné ručními nýtovacími kleštěmi nerezový nýt zatáhnout. Ocelové nýty bez povrchové úpravy nelze použít s ohledem na nebezpečí vzniku elektrochemické koroze při kontaktu ocelového nýtu s duralovou trubkou.

Po přivaření nosníku centroplánu jsem případné mezery, mezi přírubami, zkrouženými z ocelového plechu, a duralovými trubkami, vyplnil dvousložkovým lepidlem Epoxy 1200. Otvory v nýtech jsem utěsnil pružným a lehce přelakovatelným lepidlem. Neeloxované duralové trubky jsou zevnitř vystříkány Resistinem ML nebo vylity základovou barvou.

Ještě bylo třeba provést úpravu spojení konců šikmé přední vzpěry s konstrukcí trupu, které bylo u mnou zakoupeného Kolibříka, navrženo jako rozebíratelné, podobně jako je tomu u konstrukce motorového rogalla. Stejně jako výrobce u dalších vyrobených kusů, jsem toto spojení provedl opět nanýtováním trubkové vzpěry do plechové příruby svařence nosníku centroplánu a svařence uložení přední podvozkové nohy. Pevným spojením vzpěry s konstrukcí trupu se výrazně zvýší síla, potřebná k vybočení vzpěry, což se může hodit při velmi tvrdém přistání nebo havárii. Zároveň se podstatným způsobem zvýšila tuhost přední části stínové konstrukce trupu. 

Na obr. 5 je dobře vidět celý trup po provedení výše popsaných úprav

Konstrukce trupu Kolibříka je velmi jednoduchá. Máte-li všechny svařence, nosník centroplánu a trubky, k sestavení trupu potřebujete pouze nýtovací kleště a ruční vrtačku. Jednu nevýhodu však toto konstrukční řešení má.

Rozdělme si letoun na dva konstrukční celky s velkým momentem setrvačnosti ke svislé  ose. První celek bude tvořit trup s posádkou, motorem, palivem a ocasními plochami, jako druhý konstrukční celek nám zbude křídlo. Obě tyto konstrukční skupiny mají ke svislé ose velký moment setrvačnosti, ale během provozu letounu, jsou často vystaveny současnému působení otáčivých momentů s opačnými znaménky. Za letu je to například při letu ve skluzu nebo při letu v turbulenci. Na zemi třeba při pojíždění po nerovném terénu nebo při neopatrné manipulaci s letounem v hangáru. Dynamické zatížení opačně působícími momenty je přenášeno z nosníku centroplánu na páteřovou trubku trupu převážně dvěma svislými trubkami pod nosníkem centroplánu. Jejich nýtované spojení s příslušnými svařenci, však pro přenos větších cyklicky působících kroutících momentů není příliš vhodné. Bezpečnost letu tím jistě ohrožena není, na střih jsou nýty těchto spojů dimenzovány dostatečně. Horší je to však s velkými měrnými tlaky, působícími v nýtových spojích při výše zmíněném způsobu namáhání. To může mít za následek uvolnění nýtových spojů, postupné zvětšení kmitů a tím i větší namáhání spojů. Z tohoto důvodu bude jistě nutné, dříve nebo později, tyto spoje přenýtovat. Nižší tuhost trupu v ohybu, v horizontální rovině, rovněž přispívá k dynamice výše uvedeného jevu.

Kdo výše uvedenému nevěří, nechť jednoduše postaví Kolibříka ostruhou na zem a zkusí rukou rozkmitat křídlo kolem svislé osy. 

Řešení tohoto problému je velmi jednoduché! Stačí přidat dvě tenká lanka, spojující horní konec zadní vzpěry křídla s koncem trupu, podobně jako je tomu u letounu Mobby Dick. Tato lanka zcela eliminují výše uvedený problém. Jaká lanka použít a kde je nejlépe ukotvit, si povíme v některém z dalších dílů. Přidáním těchto lanek, se podle vyjádření jednoho z pilotů Kolibříka, také zlepšilo chování letounu v zatáčkách. Je to logické, ale nemohu to potvrdit, bez lanek jsem v Kolibříku nikdy neletěl :-) .

Příště vysvětlím, jak postupovat při opravě poškozeného nenosného laminátového dílu a jak vyrobit jednoduchý díl dle vlastního návrhu do negativní formy bez nutnosti zhotovení makety.

Autor textu a fotografií: Ing. Josef Ulrych