Vyřezáváme vrtuli pro gumáka

Bohužel, nevyrábí a vyrábět asi nebude, tedy ne v tuzemsku. Cena ručně zhotovené vrtule by rozhodně nebyla zanedbatelná a sériová strojní výroba by byla možná, jen pokud by byl dostatečně zajištěn odbyt, a přiznejme si, stavění gumou poháněných oldtimerů není a asi nikdy nebude masovou modelářskou zábavou.

Stejnou otázku – kde pořídit vrtuli pro svůj první gumák, oldtimer – jsem řešil před několika lety i já. Plánek na gumáčka, který jsem už měl postavený, byl publikován v Americe v roce 1940. S bezelstným optimismem jsem podle náčrtu výřezu z plánku svou první vrtuli vykrouhal. S myšlenkou, že co zvládnul před 70 lety americký klučina, musí zvládnout český strojní inženýr taky. Popravdě, vrtule nebyla nic moc, gumáček ale kupodivu létal velice hezky i s tím polenem připevněným na nose. U dalšího gumáčka , a v pořadí mého třetího modelu vůbec, jsem při výrobě vrtule udělal asi výrazný pokrok, protože mi v Hořicích v létě 2008 v průběhu soutěže elegantně zmizel v oblacích..

Následující návod tedy berte jako výsledek mých pokusů s výrobou vrtulí. I s rizikem, že jsem při vlastních pokusech dospěl k nesprávnému postupu. Nicméně, a ke svému vlastnímu překvapení, mi vrtule fungují. Asi kdybych nejprve příliš studoval, jak má taková správná vrtule pro gumáka-oldtimera vypadat, nikdy bych se do jejího krouhání nepustil..

Materiál na vrtuli

Vrtuli na gumáčka lze vyrobit z lípy, olše nebo balsy. Tuzemské plánky historických gumáčků obvykle předepisují dřevo lipové. Nejen s ohledem na nedostatkovost balsy pro tehdejší modeláře, vrtuli z lípy lze vyrobit i při zachování potřebné pevnosti dostatečně lehkou a s tenkým listem. Přesto doporučuji nabírat zkušenosti při výrobě vrtulí z balsy. Balsové vrtule je sice nutno vyrábět robustnější, materiál se ale rychleji obrábí a případný zmetek nás tak nebude tolik mrzet.

Pořídit pěkný, homogenní hranolek dostatečně pevné balsy o rozměrech potřebných pro výrobu vrtule není také úplně jednoduchá věc, a tak hranolek lepím z několika balsových prkének – stejně jako se vyrábějí dřevěné vrtule pro skutečná letadla. Slepením více prkének, zvláště mají-li vůči sobě opačně orientovaná léta, také zajistím, že výsledný hranol je homogenní jak z hlediska pevnosti, tak i z hlediska hustoty. Vrtule z více vrstev pak bude méně náchylná k případnému rozdílnému kroucení listů vlivem vlhkosti.

K lepení nejsou vhodná lepidla, která jsou po vyschnutí výrazně tvrdší než samotná balsa. Při broušení listů pak mají lepené plochy tendenci vystupovat a na povrchu vznikají nepěkné vlnky. Acetonová lepidla či lepidla na bázi epoxidových pryskyřic jsou tedy nevhodná. Dobře se osvědčil Purex, nakonec jsem jako u optimálního skončil u Herkulesu. V obou případech je potřeba prkénka k sobě pevně stáhnout – Purex nabývá na objemu a působením Herkulesu se balsa zase ohýbá a kroutí. Při použití Herkulesu nechávám dobře stáhnutý hranolek pozvolna vyschnout do druhého dne.

Po opracování hranolu do rozměrů dle výřezu narýsuji na obě strany hranolu vertikální a příčnou osu.

V průsečíku těchto os pak leží budoucí osa vrtule.

V tomto okamžiku je čas vyvrtat otvor pro osku. Pokud nemáte stojanovou vrtačku ani žádný přípravek k vrtání kolmých děr, pomohou osy na hranolu. Otvor vrtám postupně tenkým vrtákem (1-1,5 mm dle velikosti vrtule)pomocí vrtací brusky Dremel. Srovnám vrták tak, aby byl na pohled v jedné přímce s vertikální osou, předvrtám lehce otvor. Poté hranolek pootočím a srovnám vrták tak, aby byl v přímce pro změnu s příčnou osou. A opět otvor prohloubím. Několikrát takto hranol pootočím a kolmost otvoru je zajištěna. Poté hranol obrátím a stejným způsobem vrtám z druhé strany, dokud není otvor skrz. Pokud jste rýsovali přesně, otvory se setkají. Případnou malou odchylku odstraním převrtáním na finální průměr dle rozměru mosazné trubičky pro vypouzdření (u malých vrtulí naprosto dostačuje i trubička hliníková). U menších vrtulí trubičku do hranolu v tomto okamžiku rovnou zalepím.

Výřez vrtule

Na většině plánků historických gumáčků je obvykle nakreslen i výřez vrtule. Některé se použít dají, některé jsou již od pohledu nepoužitelné. Z modelářské literatury z posledních let můžu doporučit knížku Modely letadel s gumovým pohonem Luboše Koutného, kde je kromě teoretických základů konstrukce vrtulí i několik výkresů, přímo určených pro oldtimery, které Luboš na svých modelech zkoušel (a kdo ho zná, potvrdí, že mu jeho éra létají obvykle parádně). A pokud úplně přesně nevyhovuje průměr na výkrese, lze si rozměry původního výřezu v rozumné míře upravit na kopírce na předepsaný průměr uvedený na plánku modelu.

Většina informací dostupných na Internetu je v angličtině, a pokud tedy budete čerpat informace ze zahraničních stánek, pouze uvádím, že pro výřez vrtule se užívá výraz „propeller blanks“, hovorově se pak vrtule označuje jako „prop“.

Na hranol pomocí tužky a šablony z kartonu obtáhnu nejprve bokorys budoucí vrtule (z obou stran) a hranol opracuji. Teprve poté překreslím nárys vrtule (čelní pohled)a výřez dokončím. Důvody tohoto postupu jsou dva:

• Při vyřezávání nárysu dochází k značnému odebrání a zeslabení materiálu, a tak tuto operaci provádím nakonec.
• Pokud by byl do hranolu nejprve vyřezán tvar vrtule z čelního pohledu, vlivem zakřivení už by délka šablony boku vrtule nevycházela – bylo by potřeba vyrobit novou šablonu v rozvinutém tvaru.

Výsledkem celé operace je výřez vrtule připravený k našim řezbářským pokusům.

Před nějakou dobou proběhla na místním fóru malá diskuze, jestli v tomto okamžiku kontrolovat statické vyvážení. Honza Vodička tehdy tvrdil, že je to zbytečné. Já si přesto vyvážení zkontroluji. Samozřejmě že v tomto okamžiku nebudou mít budoucí listy stejnou hmotnost, pokud je ale jeden konec výrazně těžší, indikuje to, že jsem při měření anebo opracování udělal někde chybu a je správný čas zkontrolovat, kde. Ostatně pro dobrý pocit tuhle kontrolu provádím i s hranolem hned poté, co do něj vyvrtám otvor.

Řezání listů

Aby nám šla při vyřezávání práce od ruky, je důležité použít dobrý nůž. Ten by měl být velmi ostrý, současně by neměl být příliš pružný, aby nám v řezu neuhýbal do stran (lámací nůž – perořízek tedy vřele nedoporučuji). Osobně k řezání používám kovaný kuchyňský nůž, který si nechávám odborně (ručně) brousit. Z dalšího nářadí používám brusné papíry (od zrnitosti 80 na hrubé opracování až po 320 pro dokončení). Brusné papíry mám připevněny na hranolcích cca 5×10 cm (tedy menších, než používám běžně v dílně), ale také na válečcích o průměru přibližně 2,5 až 5 cm (nicméně konkrétní velikost volím podle velikosti vrtule – použít se dá i sklenička od dětské výživy). Pouze upozorňuji, že obvykle doporučované škrábání střepem skla, se kterým se velmi dobře dokončují lipové vrtule, je pro vrtule balsové naprosto nepoužitelné. Hrana skla působící jako břit materiál neodřezává, ale vytrhává vlákna, kterými se oblepí.

Při vyřezávání listů platí zásada, že jednotlivé operace provádíme vždy symetricky. Pokud tedy dokončím operaci na jednom listu, tutéž operaci opakuji na listu druhém.

Řezání zahajujeme spodní stranou listu. Ostrý a pevný nůž nám umožní řezat pomalými tahy odřezky tenké téměř jako při použití hoblíku. V případě, že je spodní strana listu klenutá, pomůže nám ji vytvarovat zahnuté ostří.

Při řezání menších vrtulí držím výřez za střed mezi palcem a ukazováčkem (a prostředníčkem) a řezaný list mám opřený o dlaň, u větších vrtulí držím střed celou dlaní a list mám opřený o předloktí. Tahy nožem pak vedu směrem k sobě. Tímto způsobem se lépe udržuje směr řezu. Nicméně, v zájmu zachování zdraví vždy platí, že ostří nože a směr řezu by vždy měl směřovat rovnoběžně s předloktím, nikdy směrem k němu.

Pokud získáte určitou praxi, podaří se vám nožem odebrat většinu přebytečného materiálu a smirek použijete jen k zarovnání, doladění a dobroušení spodní strany u kořene listu. Pokud se bojíte, že byste zaříznuli už moc, raději dokončete smirkem. Opracování sice bude trvat déle, ale broušením odeberete materiál pozvolněji.

S ohledem na zakřivení spodní plochy používám k broušení válečky s brusným papírem. Osa válečku je k ose listu šikmo a brousím tahy po délce listu. Materiál neodebírám až do hran původního výřezu, opracování dokončuji necelý milimetr nad hranou.

Pomocí pravítka a jeho tahem po délce listu proti světlu kontroluji správné (a rovnoměrné) prohnutí spodní křivky profilu listu. Případné nedostatky dolaďuji kouskem brusného papíru jen v ruce.

Poznámka: Vlastík Šimek u svých vrtulí prohnutí spodní křivky profilu listů nemá vůbec, nebo jen velmi mírné. S ohledem na stratosférické výkony jeho modelů lze jednoznačně konstatovat, že vliv zakřivení na výkon modelu není nijak výrazný..

Po dokončení této operace postup shodně opakuji u druhého listu.

V závěru kontroluji pomocí pravítka zakřivení ploch obou listů vůči sobě, nedostatky snadno také odhalí statická kontrola vyvážení.

Poté, co jsou oba listy ze spodních stran dokončeny, začínám opracovávat horní stranu listu. Od počátku řežu trochu šikmo ke spodní straně listu (směrem k odtokové hraně) tak, abych tvaroval budoucí profil listu. Směr řezu je patrný z obrázku.

Horní strana listu se opracovává rychleji než spodní, je však velmi důležité průběžně kontrolovat tahem listu mezi palcem a ukazováčkem (rovněž viz obrázek) nejen profil listu, ale také průběh tloušťky profilu. Tloušťka musí být u středu vrtule největší a po délce listu se plynule zmenšuje. Malá hloubka listu u středu vrtule svádí zabrat trochu víc, nicméně je třeba si uvědomit, že při přistání a kontaktu konce listu se zemí je právě kořen listu namáhán tím největším ohybovým momentem a je také místem, kde vrtule obvykle praskne. Je tedy důležité právě v těchto místech materiál neoslabovat.

Vzhledem k vypuklosti horní plochy listu lze dokončovat brusným papírem připevněným k hranolkům.

Tutéž operaci provedeme i na druhém listu, jsou-li listy při kontrole hmatem shodné, zbývá opakovaně zkontrolovat statické vyvážení a provádět pomocí brusného papíru korekce do té doby, než bude vrtule dokončena.

Povrchová úprava

Vrtule lakuji cca 6 vrstvami silně ředěného Celolesku. Po každé vrstvě vrtuli lehce přebrousím, nejprve nasucho, abych se zbavil vystupujících vláken, poslední vrstvy velmi jemným brusným papírem pod vodou, čímž získají sametově lesklý vzhled. Brousím jen velmi lehce, při třetí vrstvě případně přilakuji doplňky z barevného papíru. Moje doporučení: balsa je přece jen měkčí dřevo a ozdoba z papíru na špičce listu má i praktický význam – zpevní konec listu, na kterém jinak vznikají šrámy při přistání nejčastěji.

Na závěr

Nemáte-li zcela „křivé oko“, podaří se vám vykrouhat vrtuli bez toho, abyste museli použít nějakých sofistikovaných šablon či měřících přípravků.

Aby nám vrtule dobře a dlouho sloužila, nabízím jeden dobrý tip pro montáž vrtule na model. Pokud je model vybaven podvozkem, vrtuli může částečně při tvrdším přistání ochránit. Když už k nějakému hrubšímu přistání dojde, je dobré, aby se z modelu uvolnila celá hlavice i s vrtulí, nicméně je nutné zajistit, aby byla hlavice na svém místě za letu. Z tohoto pohledu není vhodné fixovat hlavici proti vypadnutí pomocí kolíků či špendlíků. Existuje jednoduché řešení – plánek napoví.

Konce gumičky, udržující hlavici v trupu, není nutné natahovat až na kolík na spodní straně trupu. Úplně stačí nalepit na pravou bočnici v místě pevného potahu malinký kroužek z ocelového drátu, a na levou bočnici háček ze stejného materiálu (platí pro praváky). Pak stačí do očka pomocí liščího uzlu připevnit gumičku a po natočení svazku, kdy levou rukou držíte špičku modelu a vrtuli, jedním pohybem gumičku přes zářez v hlavici přetáhnout a zaklesnout do háčku na levé bočnici (vzhledem k tomu, že držíte model špičkou k sobě, je háček blíže pravé ruce).

Hlavice je v trupu poněkud volněji, právě tak, aby vyklouzla, pokud při přistání konec listu zachytí o zem a zapáčí.

Výše uvedený způsob připevnění hlavice má ještě jednu nespornou výhodu. Špendlíky mají tu nepříjemnou schopnost spadnout do trávy zrovna v ten nejnevhodnější okamžik.

Snad tento článek přispěje alespoň malou měrou k tomu, že na příštím celostátním sletu nebo jiné klubové soutěž zase přibude nějaký gumáčkář.

A ještě úplným závěrem, tento návod krok za krokem vyšel v listopadovém Aeromodelleru v roce 1951, berte ho jako alternativu k mým pokusům:
Strana 1
Strana 2
Strana 3
Strana 4

Tak co, zkusíte gumáka?

Ing. Adam Jakeš

Na letošním celostátním setkání klubu v Hořicích jsem byl svědkem diskuze týkající se vrtulí pro gumáky – oldtimery. Družný a přátelský hovor tehdy končil povzdechem jednoho pamětníka lepších časů: „Dřív jsme chodili kupovat vrtule k Husičkovi za pár korun. Dneska je už nikdo nevyrábí …“