PLASTIČNI MODELI

Slika 1. Plastična jadralna letala so kopije vrhunskih sodobnih jadralnih letal.

Leteče makete jadralnih letal, ko so izdelane iz plastičnih materialov (kompoziti), večinoma predstavljajo pomanjšana vrhunska, visoko sposobna jadralna letala. Gradnja s kompozitnimi materiali omogoča izdelavo močnih in lahkih konstrukcij. Čvrsto in lahko konstrukcijo tako ozkih, tankih, oziroma vitkih elementov letala, bi ne bilo mogoče narediti brez sodobnih materialov in tehnologij.

Najprej naj predstavim nekaj osnovnih materialov in pojmov,s katerimi se srečujemo pri plastičnih modelih jadralnih letal.

Letala so narejena v kalupih in sicer tako, da se vanje laminira laminat.

Laminat je sestavljen iz tako imenovane armature in vezivne smole.
Armatura predstavlja glavni material, ki daje laminatu trdnost, medtem ko vezivna smola poskrbi, da je armatura povezana v homogeno celoto.

Armatura ima lahko različne oblike. Lahko so vzporedna vlakna v obliki vrvice (rowing), lahko so vlakna vzporedna in v obliki traku (UD ali unidirekcionalno-enosmerno), lahko pa so vlakna spletena v tkanino. Vsaka vrsta armature ima svojstvene mehanske lastnosti, saj največje obremenitve prenese v smeri vlaken, zato so za različne namene in obremenitve, uporabljane za to primerne vrste armature. Visoko obremenjeni deli letala, pri katerih večina obremenitev poteka v eni osi, so narejeni iz rowinga ali enosmernega materiala, medtem, ko so deli, obremenjeni v več smeri, običajno narejeni iz tkane armature. Seveda najdemo v laminatu tudi kombinacije različnih vrst tkanja, ki si porazdelijo vsaka svoje obremenitve.

Danes so najpogosteje uporabljane armature iz steklenih vlaken, ogljikovih vlaken, kevlarskih vlaken, manj pa se uporabljajo dynel in podobna umetna vlakna.

Polnilo ali vezivo, ki prepoji armaturo se na kratko imenuje smola. Včasih se je uporabljala poliestrska smola, danes pa ima prvo mesto epoksidna smola, ker daje laminatom manjšo maso in večjo trdnost.

Glede na del letala, se izdelujejo različne vrste laminati.

Preprostejši izdelki so navadno narejeni iz laminata, ki ga tvori več slojev enake armature, medtem, ko so bolj zahtevni in kvalitetnejši izdelki narejeni po principu sedviča.

Sendvič je laminat, ki ga sestavlja zunanji sloj, vmesno polnilo in notranji sloj. Lupine na obeh straneh polnila zagotavljajo veliko trdnost takega izdelka, ki je hkrati tudi lahek, saj je lahko laminat tanek, oporo pa mu ponuja notranje polnilo iz lahke mase.

Polnil poznamo več vrst. So lahko v obliki lahke plastične pene ali pa v obliki satovja. Pene so lahko različne vrste stiropora, stirodura, rohacela, divinicela, medtem ko so satovja (honeycomb) narejena iz papirja, aluminija, plastičnih mas, ipd.

No, pa poglejmo pobliže kompozitno maketo jadralnega letala!

Trup

Slika 2. Kompozitna trupa jadralnih letal. *

Slika 3. Notranjost plastičnega trupa v predelu kokpita. Steklena tkanina, z lepo vidnimi ojačitvenimi trakovi iz karbona. **

Slika 4. Kalup za izdelavo leve polovice trupa. ***

Trup se izdeluje v negativnih kalupih in sicer iz dveh polovičk, ki se kasneje zlepita skupaj. Kalup ima sijajno površino, ki zagotavlja enako kakovostno zunanjo površino gotovega izdelka. Notranjost kalupa se pred začetkom laminirajna izdelka premaže z ločilnim sredstvom, ki preprečuje prijetje izdelka s kalupom.

Slika 5. V kalup je nanešen sloj bele barve, ki bo postal zunanja površina trupa. ***

Največkrat so letala bele barve in ta barva se nanese kot prvi sloj va kalup. Ker barva služi le za izgled, ne doprinese pa k trdnosti izdelka, je dobro, da je ta čim bolj kvalitetna in nanešena v čim manjši debelini, vendar se ne sme skozi njo prepoznati tkanje laminata.

Slika 6. Laminiranje steklene tkanine. ***

Glede na velikost modela in potrebno trdnost določenega dela trupa, se v kalup polaga armatura v obliki tkanin in trakov, ter prepoji z epoksidno smolo. Prepojitev armature se izvaja s čopiči in valjčki. Razmerje med armaturo in smolo mora biti pravilno, sicer se ne doseže zadostna trdnost laminata.

Slika 7. Vstavljanje sendvič sredice v repnem delu trupa.***

Če je lupina trupa narejena v tako imenovani »sendvič« tehniki, kar pomeni, da ima lupina vmesni sloj iz lahke penaste mase (stirodur, rohacel, satovje ali balzo), se v kalup postavijo ustrezno skrojeni in oblikovani kosi tega materiala, preko katerega se potem zalaminira še notranji laminat. Da se laminat dobro pritisne ob kalup, kar je potrebno za pravilno obliko izdelka, se preko kalupa zalepi plastična folija, katera se priklopi na vakuumsko črpalko. Podtlak, ki ga črpalka ustvarja, pritiska laminat k stenam kalupa. Podtlak se mora vzdrževati, vse dokler se laminat ne utrdi, torej, dokler se ne končajo kemične reakcije v smoli.

Slika 8. Vakuumiranje laminata.***

Ko je laminat trd, ga je mogoče še »temprati«. Tempranje je vzdrževanje izdelka na neki določeni povišani temperaturi za nek določen čas, kar laminatu poveča temperaturno obstojnost in trdnost.

Sledi spajanje obeh polovic trupa.

Slika 9. Polovički trupa zlepljeni skupaj in vzeti iz kalupov.***

Včasih se še ličarsko obdela spoj med obema polovičkama, včasih pa se celo cel trup prebarva .

Krilo in repne površine

Krilo je pri kompozitnih modelih lahko narejeno na enega od več možnih načinov.

Pa opišimo najenostavnejše do bolj zahtevnih tehnologij.

Sendvič gradnja, oplata/sredica/oplata

V tem primeru se iz stiropora ali stirodura izreče sredica krila, na katero se potem nalepi ali nalaminira oplata.

Oplata je lahko lesena (balza, abahi…), plastična (stekleni, karbonski laminat ali kombinacija vseh teh materialov.

Slika 10. Priprava sredice za krilo. Lepo so vidne lesene in karbonske ojačitve na kritičnih mestih.**

Najpogosteje je sredica narejena iz stiropora. Na mestih, kjer se bo nahajal bajonet, ki povezuje levo in desno polovico krila s trupom, se vstavijo ojačitve iz vezane plošče v obliki reber. Na mestu, kjer bo potekal tečaj krmilnih površin, se pogosto že vnaprej zalepi les, ki kasneje olajša dokončanje krila v predelu krilc in flapov. Dostikrat se že v tej fazi v krilo vgradi škatla zračnih zavor, električni kabli za servomotorje in seveda nosilec krila.

Nosilec krila je lahko lesen ali kompoziten, sestavljen iz stojine, ter pasnic.

Slika 11. Sredice prelepljene z oplato iz 1,5 do 2 mm debelim abahi furnirjem.**

Ko so na sredico krila nalepljene oplate, je treba spredaj le še nalepiti debelejšo letvico, katero se obdela v natančno obliko prednjega dela profila. Izrežejo se krilca, izvrtine za servomotorje, dodelajo zračne zavore…

Krilo se lahko obleče v modelarsko termoskrčljivo folijo ali pa prevleče s tankim steklenim laminatom, ki utrdi površino. Ta se potem ličarsko obdela (kit, temeljna barva, zaključni sloj)

Kompozitno krilo iz kalupov

Slika 12. Kalupi za krilo celokompozitnega krila.***

Izdelava krila v kalupu nam zagotavlja veliko natančnost in ponovljivost izdelkov, ter vsekakor visoko kvaliteto, tako v smislu geometrijske natančnosti, kot mehanskih lastnosti.

Slika 13. Nanos barve v kalup.***

Tako kot pri trupu, se tudi tu v kalup nanesejo ločilno sredstvo, barva in laminat.

Slika 14. Prvi laminat in plast penastega materiala za sredico oplate.***

Prvi sloj je običajno tanka steklena tkanina, nato karbon. Če je oplata krila sendvič, kar tudi najpogosteje je, se na prvi laminat nanese material sredice te sendvič oplate. Lahko je tanka balza, stirodur, rohacel… N ta sloj se laminira še notranji sloj laminata, ki je najpogosteje iz steklene tkanine.

Slika 15. Vakuumiranje laminata oplate krila.***

Ko je lupina krila gotova, se na določena mesta položijo in zalepijo vsi potrebni elementi, kot so glavni in pomožni nosilci krila, nosilna rebra, nosilci servomotorjev, nožnice in bajoneti, električni kabli…

Slika 16. Lepljenje nosilcev in ojačitev v krilo.***

Ko so v krilu postavljeni vsi elementi, sledi zapiranje dveh krilnih oplat; zgornje in spodnje. Na stična mesta se nanese epoksidno lepilo pomešano z vezivnimi vlakni, nato pa se oba kalupa (kalup za zgornjo in kalup s spodnjo oplato krila) postavita eden na drugega, čvrsto stisneta in postavita na toplo mesto, da se lepilo posuši.

Slika 17. Kalupi za zgornjo in spodnjo stran krila zaprti.***

Ko je lepilo suho, je mogoče še krilo temprati, nato pa se vzame ven iz kalupov, ter očisti, oziroma obrusi odvečno lepilo, ki se je scedilo med spojema kalupov.

Slika 18. Krilo pravkar vzeto iz kalupov.***

Sedaj se krilu odreže krilca, izreže odprtine za servomotorje in zavore, ter prilagodi na trup.

Repne površine

Repne površine so izdelane zelo podobno kot krila, le da so manjših dimenzij, ter v nekaterih detajlih poenostavljene.

Kompletiranje modela

Da lahko model poleti, je treba poleg tega, da se krila in repne površine spojijo s trupom, na način, ki omogoča lahko in enostavno sestavljanje in razstavljanje, še vgraditi opremo za radijsko vodenje.

V trupu se spredaj nahaja vlečna kljuka, v katero se vpne vrvica vlečnega letala, nato se v nosu nahaja nosilec ki drži na svojem mestu električni akumulator s sistemom za napajanje sprejemnika in servomotorjev.

Slika 19. Montaža opreme v trupu modela.*

Slika 20. Večino opreme je moč skriti. V tem primeru pod pokrov instrumentalne plošče.**

Slika 21. Pri leteči maketi se spodobi izdelati še detajlno opremo kokpita, od instrumentov, sedeža in krmilnih ročic.**

Slika 22. Model in njegov lastnik. Ni lepšega, kot z modelom oditi na letenje!**


Uporabljeni viri fotografij:

Opomba: namen tega članka ni navodilo kako korak za korakom izdelati letalo iz kompozitnih materialov, marveč le poljuden prikaz v izdelavo in ustroj tovrstnih modelov, namenjen obiskovalcem spletne strani aerozaprega.si, ki bi želeli izvedeti kaj več o naših modelih.


Sestavil: Mitja Seršen Erman - Ultralajt, februar 2011