Szybowiec Akar

REKONSTRUKCJA SZYBOWCA SL-1 AKAR

 

W tym roku obchodzić będziemy stulecie Odnowienia Tradycji Politechniki Warszawskiej. Z tej okazji Koło Naukowe Lotników działające przy Wydziale Mechanicznym Energetyki i Lotnictwa podjęło się rekonstrukcji pierwszego szybowca skonstruowanego na Politechnice.

 

HISTORIA SZYBOWCA

            Szybowiec SL-1 Akar został zaprojektowany i skonstruowany przez studentów Politechniki Warszawskiej. Oznaczenie SL pochodzi od jej Sekcji Lotniczej, nazwa Akar jest natomiast akronimem nazwiska jego głównego konstruktora – Adama Karpińskiego.

Budowa ślizgowca była dla młodych adeptów inżynierii lotniczej niemałym wyzwaniem – nie dość, ze nie posiadali dostatecznego doświadczenia, to na dodatek rodzące się szybownictwo dotychczas nie wzbudziło zainteresowania konstruktorów na terenie naszego kraju. Postanowiono więc zaprojektować tak prosty szybowiec, jak to tylko możliwe, wplatając jednocześnie kilka ostatnich nowinek lotniczych, takich jak stosunkowo gruby, nowoczesny profil umożliwiający wyeliminowanie odciągów i zastrzałów oraz skrzydło dwutrapezowe, redukujące opór indukowany. Poza tym jednak, Akar był konstrukcją raczej klasyczną, tworzoną głównie z inicjatywy studentów
w celu przetestowania swoich umiejętności, tym bardziej, że zbliżała się znakomita ku temu okazja.

Akar okazał się fenomenem I. Konkursu Ślizgowców w lecie 1923 roku w Białce koło Nowego Targu. Startujący na nim Tadeusz Karpiński, brat konstruktora, oraz Ryszard Bartel zajęli odpowiednio pierwsze i drugie miejsce. Zwycięzcy udało się wykonać lot trwający 165 sekund.
Rok później ten sam pilot sterując szybowcem Akar ustanowił rekord Polski w długości lotu szybowego wynoszący 4 minuty i 5 sekund. Po pokonaniu w tym czasie dystansu około dwóch kilometrów lot zakończył się gwałtownym lądowaniem, w wyniku którego szybowiec został uszkodzony i już nigdy nie powrócił do stanu lotnego.

Zdjęcie oryginalnego Akara, ok. 1924 roku

 

KONSTRUKCJA

 

SL-1 Akar to dwukadłubowy szybowiec z fotelem pilota umieszczonym pośrodku, przed płatem. Konstrukcja wolnonośna, jednopłatowa, drewniana, kryta w przeważającej części płótnem. Zdwojone stateczniki pionowe, pojedynczy statecznik poziomy, ster z wyważeniem rogowym. Podwozie dwukołowe z dwoma płozami ogonowymi.

Masa własna zamykała się w 80 kg, zaś doskonałość wynosiła ok. 9, choć na to miała w znacznym stopniu zapewne wpływ postura i sylwetka pilota w locie. Starano się unikać rozwiązań skomplikowanych, mając na uwadze testowy charakter całej konstrukcji, jak i jej pionierski w naszym kraju charakter. W powietrzu szybowiec osiągał niezbyt zawrotne 45 km/h, co umożliwiało jednak stosunkowo bezpieczny lot.

Rysunek w trzech rzutach, wykonany przez pana Andrzeja Glassa.

 

ODBUDOWA

 

Zachowana do dziś dokumentacja szybowca ograniczona jest do kilku zdjęć, których analiza pozwala określić proporcje oraz liczby np. żeber i nosków w płacie. Jest to jednak tylko ułamek informacji potrzebnych do rekonstrukcji .

Większość struktury wewnętrznej jak i dokładne wymiary części musimy zaprojektować sami, mając w pamięci ograniczenia stojące przed nami, a wynikające głównie z zaawansowania techniki dostępnej około 90 lat temu. Sugerujemy się w tym celu innymi konstrukcjami zagranicznymi
o podobnym przeznaczeniu pochodzącymi z tego okresu, książkami z ogólnymi wytycznymi konstrukcji szybowców jak też i wyczuciem „tak to wtedy mogło wyglądać.” Prace związane
z budową i wykonaniem realizowane są w większej części na naszym wydziale, jednak z uwagi
na brak miejsca i narzędzi, większe gabarytowo części konstrukcji musimy realizować w Zakładach Szybowcowych „Jeżów” w Jeżowie Sudeckim, dokąd co jakiś czas udaje się grupa osób z KNL-u.
W styczniu i w lutym byliśmy w trakcie budowy poszczególnych części, mieliśmy już częściowo złożone skrzydła, belki kratownicy kadłuba, dźwigary usterzenia.

Pomieszczenie koła w trakcie prac, styczeń 2015. 

Klejenie żeber skrzydła.

 

Niestety ten egzemplarz nie będzie zdatny do lotu. Musieliśmy stanąć przed trudnym wyborem – zgodność historyczna lub dopuszczenie do lotu przez ULC. Wybraliśmy, żeby zrekonstruowany przez nas Akar wyglądał jak oryginalny, stąd też budowany aktualnie ślizgowiec nigdy nie poleci. Być może uda nam się zbudować w niedalekiej przyszłości „lekką wariację na temat Akara”, która już zostanie dopuszczona do lotów.

Prace nad elementami szybowca, luty 2015 – Jeżów Sudecki.

W kolejnym etapie prac, rozpoczętym od razu po powrocie z Jeżowa Sudeckiego byliśmy mocno ograniczeni czasem, gdyż został ustalony dokładny termin, do którego musieliśmy zdążyć wszystko wykonać – chodziło przede wszystkim o dostępność przyczepy szybowcowej, w której to trzeba było przewieźć wielkogabarytowe elementy. Niemniej udało się nam, chociaż czasami wymagało to przebywania na uczelni od 8 rano do 22, łącznie z sobotami i niedzielami.

Stan zaawansowania projektu na koniec lutego, skrzydła przed montażem wykrzyżowań i układu sterowania, sklejone poziome belki kadłuba i dźwigar steru wysokości

 

Zrobione zostały prawie wszystkie większe elementy płatowca, a mianowicie: wykrzyżowania w skrzydłach, w końcu są sztywne tak jak powinny, bo do tej pory po zamocowaniu samych dźwigarów i żeber dało się skręcić całe skrzydło używając tylko jednej ręki. Następnie wykonano lotki, usterzenie pionowe – jako ciekawostka, po analizie zdjęć udało się nam ustalić, że statecznik pionowy był jedynym elementem oryginalnego Akara krytym nie płótnem, ale sklejką. Dlaczego tak było do końca nie wiemy, niemniej odwzorowaliśmy to zgodnie z oryginałem.

Oba stateczniki pionowe przed pokryciem sklejką oraz jeden ze sterów kierunku.

 

 

Usterzenie poziome jest również dość ciekawe – ster wysokości ma powierzchnię 3,3 metra kwadratowego, około 1/3 całej powierzchni nośnej płata. Poza tym zrobiliśmy obydwa kadłuby, będące w sumie wielkimi drewnianymi ramami, które z pewnością nie poprawiały aerodynamiki samolotu.

Sprawdzanie, czy żeberka na pewno pasują do dźwigara w sterze wysokości. Na komputerze pasowało, ale zawsze warto sprawdzić jak to będzie po wykonaniu.

 

Impregnowanie lotki po końcowym sklejeniu.

 

W końcu marca szybowiec znalazł się z powrotem w Jeżowie Sudeckim, gdzie wszedł w kolejny etap prac wykończeniowych. W Warszawie natomiast zajmowaliśmy się głównymi brakującymi elementami, a mianowicie fotelem pilota, jego mocowaniem w kadłubie oraz całym podwoziem. W drugiej połowie kwietnia, po kolejnych tygodniach wzmożonej pracy i naszej obecności w Jeżowie Sudeckim, Akar trafił z powrotem do Warszawy, gdzie ma mieć miejsce finalny montaż przed publiczną prezentacją w maju.

Tworzenie przyrządu montażowego i pozycjonowanie rozpórek do poziomych belek kadłuba.

 

Pakowanie usterzenia poziomego do przyczepy szybowcowej celem transportu do Jeżowa.

 

Prezentacja finalnego efektu prac miała miejsce na wystawię pt. „Na skrzydłach czasu – ludzie i konstrukcje lotnicze Politechniki Warszawskiej”, która  miała miejsce w Gmachu Głównym Politechniki Warszawskiej w dniach 13. do 16. maja 2015 roku.

 

 

PODZIĘKOWANIA

 

Na koniec chcielibyśmy podziękować wszystkim zaangażowanym w projekt, a mianowicie:

 

W pierwszej kolejności Władzom Naszego Wydziału i Naszemu Opiekunowi
Panu mgr inż. Stanisławowi Gradolewskiemu.

Za konsultacje historyczno-konstrukcyjne dr inż. Romanowi Świtkiewiczowi
oraz mgr inż. Bogdanowi Hernikowi.

Szczególne podziękowania należą się również Zakładom Szybowcowym „Jeżów”
 za współpracę i nadzór nad procesem produkcji szybowca.

Oprócz tego wsparły nas także firmy NB Composites oraz KOMO-meble, za co również wyrażamy nasze podziękowania.

 

 

Pracownicy Zakładów Szybowcowych w Jeżowie Sudeckim wraz członkami KNL-u przy w znacznym stopniu ukończonej konstrukcji, kwiecień 2015

Członkowie Koła Naukowego Lotników zaangażowani w projekt:

inż. Adam Antczak Kierownik projektu		inż. Paweł  Pilat Projekt kadłuba,wykonanie
Maciej Ukalski Kierownik wykonania,projekt podwozia,technologia wykonania		Agnieszka Ogiolda wykonanie
Jędrzej Makowski Projekt płata,wykonanie		Maciej Piaskowski wykonanie
Bartosz Lis Projekt usterzenia pionowego,wykonanie		Jakub Woźniak wykonanie
Krzysztof Matysek Projekt usterzenia poziomego,wykonanie		Jakub Kęciek wykonanie
Jan Oleszczuk Projekt fotela pilota,wykonanie		Rafał Jasina wykonanie
Arkadiusz Wójcik Projekt układu sterowania,wykonanie