Polscy studenci zwyciężają w międzynarodowych zawodach SAE Areo Design

Zawody polegają na zaprojektowaniu i zbudowaniu bezzałogowych płatowców, które przy narzuconych regulaminem ograniczeniach, uniosą możliwie ciężki ładunek. Studenci z całego świata rywalizują w klasach: micro, regular i advanced. Czas wniknąć w szczegóły konstrukcji i przybliżyć specyfikę zawodów.
Członkowie Studenckiego Międzywydziałowego Koła Naukowego SAE, które działa przy Politechnice Warszawskiej, biorą udział w zawodach organizowanych w USA od roku 1991. Do koła zgłaszają się zwykle miłośnicy modelarstwa lub lotnictwa. Przygotowania do zawodów studenci rozpoczynają we wrześniu, kiedy to zostaje ogłoszony regulamin regulamin konkursu. Specyfiką konkursu jest to, że co roku dla jednej klas zmienia się on gruntownie. Po zapoznaniu się z regulaminem studenci przeprojektowują modele stworzone z myślą o wcześniejszych edycjach konkursu lub projektują nowe. Modele powstają w programach wspomagających projektowanie takich jak NX i SolidWorks. Następnie przeprowadzają symulacje wytrzymałościowe i aerodynamiczne przy pomocy pakietu ANSYS.
Wygenerowane kody są przesyłane do sterowanych komputerowo obrabiarek, które wykonują części samolotów. Paradoksem jest fakt, że studenci części wykonują w laboratoriach zaprzyjaźnionych uczelni, chociaż Politechnika Warszawska dysponuje najwyższej klasy urządzeniami tego typu.
Części wykonywane są w kilku egzemplarzach. Pozwala to w czasie zawodów na zamianę popsutych elementów nowymi (a nie naprawianie), tak jak robią mechanicy bolidów formuły 1. Po uzyskaniu części studenci zamykają się w pracowni na Politechnice, właściwie w piwnicy, aby wykonać modele.
Do startu w klasie mikro przygotowują Hummiego czyli Koliberka (nowa nazwa to Prestige). Samolot przy masie 800 gram podnosi w powietrze 1,4 kg. Ciekawostką jest to, że regulamin faworyzuje modele o jak najmniejszej masie. Samolot o rozpiętości skrzydeł jednego metra wyposażony jest w elektryczny silnik zapewniający około 600 gram ciągu statycznego oraz odpowiedni zapas mocy. Nie posiada podwozia - ląduje na trawie. Do budowy modelu studenci wykorzystują kompozyty szklano- i weglowo-epoksydowe. Interesującym rozwiązaniem konstrukcyjnym jest belka kadłubowa. Powstała ona poprzez zalaminowanie wcześniej wyciętego rdzenia z pianki XPS kompozytem węglowym. Konstrukcja waży tylko 9 gram! Podczas testów na belce o długości 40 cm udało się powiesić na końcu 2kg (dopiero wtedy belka uległa zniszczeniu). W myśl regulaminu samoloty startujące w tej klasie muszą zmieścić się w skrzyni o określonych wymiarach. W czasie prezentacji uczestnik zawodów musi wyjąć samolot ze skrzyni i złożyć w czasie nie przekraczającym dwóch minut. Klasa "regular" charakteryzuje się tym, że samolot nie może być zbudowany z kompozytów na bazie tkanin czy włókien, jego suma rozpiętości, długości i wysokości nie może przekraczać 5715 milimetrów, a długość drogi startowej nie może przekroczyć 61 metrów. Regulamin nakazuje użycie jednego, wskazanego przez organizatora zawodów silnika, którego nie można w żaden sposób modyfikować. W czasie konkursu wszyscy tankują paliwo z tej samej, przygotowanej przez organizatorów stacji benzynowej.

Ciekawym rozwiązaniem konstrukcyjnym w modelu klasy regular jest część spływowa w skrzydle. Wpadł na nią Marek Malinowski podczas "dotykania" testowego skrzydła do Hummiego. Przypomnijmy skrzydło w tym modelu jest wycięte z pianki XPS i pokryte laminatem szklanym. A gdyby tak laminat zastąpić folią duralową, którą wykorzystujemy przy belkach? Tak zostało zrobione! Pochodząca z Ukrainy folia (podobno z zakładów Antonova) okazała się strzałem w dziesiątkę. Lotki, które wcześniej odginały się, teraz okazały się sztywne. Można powiedzieć, że aż za bardzo. Dlatego część spływowa centropłatu jest okryta zwykłą folią śniadaniową . Zaoszczędzono w ten sposób sporo masy. Masa gotowego samolotu wyniosła 3,2 kilograma. Samolot podnosi ciężar 16.7 kilograma.
Chociaż studenci mają do dyspozycji najnowsze obrabiarki, niektóre części wykonują ręcznie. W Tegulii belkę ogonową zrobili nawijając na rdzeń na przemian folie aluminiową i drewno: balsę. Drewno było moczone w wodzie, co pozwoliło na dopasowanie go do oczekiwanego kształtu. Drewno z folią sklejono za pomocą kleju Distal. Na koniec wyjęto rdzeń.
Na miesiąc przed zawodami - zgodnie z regulaminem - wysyła się do USA dokumentację samolotów. Jurorzy oceniają zaawansowanie techniczne płatowców i to, czy kształty elementów nie są przypadkowe.
Następnie studenci rywalizują podczas zawodów z innymi ekipami. Ale jest to w porównaniu do pracy wykonanej wcześniej wisienka na torcie.

Andrzej Berezowski