Rekonstrukcja szybowca SL-1 AKAR

W dniach 13-16 maja br. w murach Politechniki Warszawskiej będziemy mieli okazję uczestniczyć w wystawie „Na skrzydłach czasu - ludzie i konstrukcje lotnicze Politechniki Warszawskiej”. Projekt, którego historię przytaczamy słowami jego konstruktorów - członków Koła Naukowego Lotników, zostanie zaprezentowany podczas czterech dni tego niezwykłego wydarzenia.

Historia szybowca

Szybowiec SL-1 Akar został zaprojektowany i skonstruowany przez studentów Politechniki Warszawskiej. Oznaczenie SL pochodzi od 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, że nie posiadali dostatecznego doświadczenia, to na dodatek rodzące się szybownictwo 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

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 prędkości ok. 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 studenci musieli zaprojektować sami, mając w pamięci pewne ograniczenia, wynikające głównie z zaawansowania techniki dostępnej około 90 lat temu. Sugerowali się więc w tym celu konstrukcjami zagranicznymi o podobnym przeznaczeniu pochodzącymi z tego okresu, książkami z ogólnymi wytycznymi konstrukcji szybowców, jak też wyczuciem tak to wtedy mogło wyglądać.

Prace związane z budową i wykonaniem realizowane były w większej części na Wydziale MEiL PW, jednak z uwagi na brak miejsca i narzędzi, większe gabarytowo części konstrukcji zostały zbudowane 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 - opowiadają studenci. 

Klejenie żeber skrzydła

Niestety, ten egzemplarz nie będzie zdatny do lotu. Członkowie Koła stanęli bowiem przed trudnym wyborem - zgodność historyczna lub dopuszczenie do lotu przez ULC. Zdecydowali się więc na oryginalną rekonstrukcję, 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 - dodają członkowie KNL. 

Prace nad elementami szybowca, luty 2015 - Jeżów Sudecki

W kolejnym etapie prac, rozpoczętym od razu po powrocie z Jeżowa Sudeckiego studenci byli mocno ograniczeni czasem, gdyż został ustalony dokładny termin, do którego musieli zdążyć wszystko wykonać. Chodziło przede wszystkim o dostępność przyczepy szybowcowej, w której trzeba było przewieźć wielkogabarytowe elementy. Udało się, chociaż czasami wymagało to przebywania na uczelni od 8 rano do 22, łącznie z sobotami i niedzielami - podkreślają konstruktorzy. 

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 m.in. wykrzyżowania w skrzydłach, które w końcu są sztywne tak jak być powinny. Następnie wykonano lotki, usterzenie pionowe. Jako ciekawostkę można tu podać fakt, iż dopiero 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 - zauważają studenci.

Tworzenie przyrządu montażowego i pozycjonowanie rozpórek do poziomych belek kadłuba

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

W końcu marca 2015 r. szybowiec znalazł się z powrotem w Jeżowie Sudeckim, gdzie wszedł w kolejny etap prac wykończeniowych. W Warszawie członkowie KNL zajęli się już tylko 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 - chwalą się członkowie KNL. 

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

Chętnych do obejrzenia finalnego efektu prac zapraszamy na wystawę pt. „Na skrzydłach czasu - ludzie i konstrukcje lotnicze Politechniki Warszawskiej”, która będzie miała miejsce w Gmachu Głównym Politechniki Warszawskiej w dniach 13-16 maja br.

Podziękowania członków KNL

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.

Listę członków KNL zaangażowanych w projekt szybowca AKAR zamieszczamy poniżej.