"גרמלין" F3J

במשך ארבעת השנים האחרונות לקחתי על עצמי פרויקט תכנון ובניית טיסן F3J שאני קורא לו גרמלין.

במקור הרעיון לטיסן עוד בשנת 2003 כאשר גלעד ועקנין ואני היינו יחד בנבחרת ישראל לאליפות אירופה ברומניה. באותה תקופה הטיסנים הממוצעים נעו סביב 3.2 ל-3.3 מטר ואנחנו רצינו טיסן גדול יותר עם חדירות טובה יותר להטסה ברוחות חזקות. הרעיון היה בניית טיסנים קלים יחסית שגם יוכלו לתפקד היטב בתנאי רוח קלה בזכות החדירות ובו בזמן להנות מהמשקל נמוך ועל כן קצבי שקיעה וטיפוס טובים יותר. רצינו זנב קרוס ולא V שהיה פופולארי בזמנו על מנת לקבל יציבות טובה יותר ותכונות הטסה נעימות יותר וכנף בשני חלקים (במקום שלושה) על מנת לקצר זמני בנייה ולהוריד משקל בקצוות, דבר שמשפר את הניהוג. רצינו גוף עם חרטום מחודד ומושפל קלות לשיפור דיוק הנחיתה (מניעת החלקת הדאון בשלב "הנעיצה" לספוט). אבל הכי חשוב רצינו טיסן משלנו.

תכננו את הטיסן כולו, מתחילתו ועד סופו, עם חתכי כנף משתנים על פני המוטה, כנף אליפטית במוטה 345 ס"מ וכמו כן מידלנו את הגוף וההגאים בתוכנת מחשב כאשר נאלצנו לנטוש את הפרויקט בשל עלויות גבוהות וחוסר עניין של טיסנאים אחרים שקיווינו לגייס לפרויקט.

הפרויקט קיבל חיים חדשים בשנת 2006, בדיוק לפני אליפות העולם בסלובקיה. חברי מועדון עומר פנו אלי בבקשה לעזור להם לתכנן טיסן חדש שיחליף את הטיסנים המיושנים יותר אשר להם תבניות במועדון. שלפתי את התכנון הישן והתחלתי לשכלל אותו. במקום חתכי הכנף המקוריים שילבתי חתכי כנף של דר. מארק דרלה, מתכנן ה-SUPRA, דאון F3J מהמתקדמים בזמנו בעולם.
במהלך אליפות העולם באותה שנה נפגשתי עם פיליפ קולב, מהמתחרים המובילים באירופה אשר בזמנו הפנוי גם מתכנן את טיסניו, פיליפ הציע לעזור בפרויקט והציע את שירותיו בתכנון הכנף. פיליפ לקח את חתכי הכנף וביצע בהם שינויים קטנים על מנת לשפר את ביצועיהם במעט וגם הציע משפר שינויים בתצורת הכנף. לאחר סדרה ארוכה של התכתבויות ושיחות בסקייפ, קיבענו את תצורת הכנף והתחלנו תכנון CAD לצורך ייצור גלמים לכנף.

את תכנון ה-CAD הכין אורי דה-סואן במומחיות רבה ויצאנו לייצור של הגלמים בכרסום בפלסטיק (SIKA BLOCK). לצערינו, היצרן הסתבך מעט עם ייצור הגלמים ונאלצתי לתקן את הגלמים תוך השקעת זמן רב מאד. הבעיות העיקריות שהיו לנו היו בשפות ההתקפה ובחיבורי הבלוקים אשר לא נחתכו לאורכים המדויקים ולכן לא התאימו באופן מלא אחד לשני. לאחר כחודשיים עבודה, הסענו את הגלמים למועדון בבאר שבע וייצרנו זוג תבניות, תבנית אחת למועדון עומר ותבנית שנייה לצוות בנייה במרכז שכלל אותי, עומרי סירקיס, גלעד ועקנין ויוסי פוקס. חברי מועדון עומר השקיעו מאמצים רבים ובסוף 2007 לאחר בניית תבנית לגוף והגאים באופן עצמאי, השלימו בניית טיסן ראשון לו החליטו לקרא "שסק" שהוא למעשה הגרסה "הדרום ארץ ישראלית" של הגרמלין שלי.

אצלנו במרכז לקח קצת יותר זמן, בעיות של מקום לעבוד על התבניות, אילוצי עבודה ומשפחה גרמו לדחייה של קרוב לשנה עד השלמת התבנית לכנף. בנוסף, בעיות חדשות שצצו משגיאות הייצור הוציאו לנו אוויר מהמפרשים והקצב הואט באופן משמעותי.
את בניית חלקי הגוף עשיתי לבד מכיוון שצוות הבנייה שלי התייאש ועל כן תכנון הגוף וייצור התבניות נפל עלי וכתוצאה לקח לי עוד כשנה להשלים את המלאכה הזו.
לצורך הורדה במשקל הגוף החלטתי לייצר את הגוף בחלקים, כל חלק יוצר באופן בו ניתן לקבל את יחס המשקל לחוזק המיטבי לחלק זה. על כן, הגה הכיוון במבנה סנדוויץ' חלול (בדומה לכנף), הגוף הקדמי בוואקום וצינור הזנב בליפוך על תבנית זכר.
הגה הגובה משלב טכניקות בנייה מעולם החופשיים יחד עם טכניקות בנייה מעולם דאוני הרדיו לקבלת הגה גובה חזק במיוחד ובמשקל נמוך מאד (כ-40 גרם במקום 55 גרם).

השנה השלמתי בניית שני טיסנים, האחד כנף קוולר ופיבר, שוקל 2050 גרם והשני עם כנף קרבון (90 גרם למטר) 2250 גרם.

ביצועי הטיסנים יצאו כמתוכנן והינם תחרותיים לחלוטין מול הטיסנים הקנויים בארץ ובעולם. חוזק ועמידות הטיסנים טובים מאד ותכונות ההטסה שלהם נעימות למדי.

לאחרונה סיימתי גם גוף חשמלי וגם אותו אציג בהמשך.

תהנו,

ייצור הגלמים לכנף

תיקון והכנת הגלמים לתבנות

תבנות הכנף

תבנית הכנף עצמה

מרשים מאד!
בתור אחד שראה את התוצר הסופי המסקנה היא אחת - אין כמו בניה עצמית! הרבה יותר טוב, הרבה הרבה יותר כיף !
איתן.

ייצור כנף הכרבון

ייצור בום זנב

ייצור חלקי גוף

ייצור ג'וינר (מחבר כנף)

ייצור כיסויי סרוו

כבוד :)

הגה גובה

הגוף

הרכבת המטוס הראשונה

טיסות ראשונות (לשני מטוסים שונים)

גוף חשמלי

תם ונשלם...

מה בהמשך?
אולי גרסה קלה של הגרמלין (1800 גרם)
אולי F5J (כנף קלה במיוחד 2200 גרם מוכן לטיסה עם מנוע 2 kW)

מה שבטוח זה שאחרי ייצור סט שלם של תבניות, פיתוח טכנולוגיות ייצור חדשות, שיטות עבודה מתקדמות, רכש חומרים מיוחדים ואפילו הכנת כיסויים, יותר מהיר לקנות אבל הרבה יותר כיף לבנות!

עם ציוד FPV מתאים אפשר לחסל איתו את הכור האירני :D
כל הכבוד על הביצוע ועל השיתוף :)

איתי

תגיד רועי - אתה מרגיש הבדל משמעותי בזה שהורדת את המשקל מהחיבור בין הכנף המרכזית לדיהדרלים?

רועי, אני מסיר את הכובע :) חשבתי שיש רק גרמלין אחד - והנה מסתבר שיש כבר שניים!

כמה שאלות ברשותך:

1. אני מבין ששני הסרבואים של הזנב בתוך מייצב הכיוון? :cool: האם יש טיסנים אחרים שמשתמשים בשיטה זו, או שזה למעשה פטנט מקורי שלך?

2. אם תוכל להרחיב קצת (בשרשור זה או אולי בשרשור חדש) מה הייתה המתודולוגיה בבחירת פרופילים לכנף כשמדובר בפרופיל משתנה לאורך הכנף? האם יש משהו מעבר להתאמת הפרופיל למספר הריינולדס המקומי? במילים אחרות, מה המניע של פיליפ קולב לקחת את הפרופילים של דרלה ולעשות להם tweaking ומה ההישג הנדרש?

הסרוואים בהגה הכיוון הם לטיסן החשמלי בלבד, מסיבות של מרכז כובד ונפח זמין.
בטיסן הקונבנציאונאלי הסרוואים מקדימה ןמניעים את ההגאים באמצעות פושרודים מקרבון.

במקור לקחתי את חתכי הכנף של דרלה ובצעתי להם "יישור" על מנת שניתן יהיה לתבנת את הכנף במצב גלישה ולא רפלקס כפי שתוכנן במקור ע"י דרלה.
לאחר מכן העלתי את העובי בשורש ל-8.5% מסיבות מבניות.
מכיוון שסדרת הפרופילים של דרלה מותאמת לשינויים ברינולדס, בהיבט הזה כמעט ולא נגעתי.
פיליפ עזר בתובנות של משיכות הקורה, המאזנות ופילוג עובי הכנף על מנת למנוע תופעות אי רציפות בין חתכי הכנף.
לאחר מכן ביצע שינויים קלים בעיקר באיזור שליש הכנף בו תצורת הכנף שלי גרמה לשינויי רינולדס טיפה יותר גדולים בין שני חתכים מאשר דרלה תכנן ב-SUPRA.

ההבדל בין החתכים מתבטא בעובי החתך (שקטן לקראת קצה הכנף על מנת למנוע ניתוקים והזדקרות קצה כנף בתמרונים) ושינוי בעקימון על מנת למנוע צורך בפיתול לצורך "התאמת" החתכים לאותם זוויות ייחוס. שינוי העקימון גורם לכנף "שמושכת" כולה ביחד ללא הזדקרות של חתך מקומי לפני שאר הכנף, חשוב מאד כאשר טסים במקדמי עילוי גבוהים קרוב להזדקרות אחרת הטיסן מפסיד ביצועים ללא סימון ברור שעברת את הנקודה האופטימאלית (תכונה אופיינית ב"סמרטוט 2" שהטסת לפני שנתיים).

בעיקרון, ככל שיוצאים לקראת קצה הכנף, הפרופיל נהיה דק יותר, מעט יותר עקמומי, נקודת שיא הגובה נעה קדימה, נקודת שיא העקימון נעה קדימה.

רועי

קראתי בזמנו את השרשור שלך בRCGROUPS ועל השסק יצא לי לשמוע בכמה וכמה מקרים אבל תמיד הייתי בטוח שהם שני טיסנים שונים. יש הבדל בין השסק לבין הגרמלין?

עוד שאלה שהייתה לי, איך ניגשים לתכנון של כנף? יצא לי לשחק עם תוכנות כמו profili וxflr5 כדי להבין קצת יותר וכדי לראות בעיניים דברים שעד עכשיו רק קראתי עליהם אבל אף אחת המהתוכנות לא נותנת לך ממש מענה לתיכנון חוץ מ-להכניס מודל לתוכנה, לבדוק נתונים, לעשות את השינויים הנדרשים וחוזר חלילה- זה תהליך מאוד רפטטיבי. זאת השיטה שבה אתה עובד?

ההבדל בין השסק והגרמלין הוא בעיקר בגוף. הכנפיים מאותם מאסטרים, שם הדימיון נגמר.
הג'וינר אחר, הגוף אחר, הגה הגובה אחר, הגה הכיוון אחר.
הגוף שלי צר יותר, נמוך יותר ובעל חתך קטן יותר, הוא גם משמעותית יותר חזק לאותו משקל.

תכנון כנף דורש המון ניסוי וטעייה, אין תוכנה שמכניסים לה פרמטרים והיא יורקת החוצה סט פרופילים.
הכי טוב יהיה לקחת סדרת פרופילים שמישהו כבר עשה עליה את העבודה ולבצע התאמות (בדומה למה שעשיתי בגרמלין).
חשוב לציין כי "אין חדש תחת השמש" אין פרופיל חדשני שמשאיר את כל שאר הפרופילים מאחור, ההבדל המשמעותי היחיד בין הפרופילים "החדשים" לבין "הישנים" מלפני 10 שנים הוא בכך שמכיוון והטיסנים של היום קלים יותר (בגלל שימוש בחומרים טובים יותר ושיטות בנייה יעילות יותר) ולכן הפרופילים החדשים מתוכננים לטיסה יעילה במהירויות נמוכות במעט מהנהוג פעם.
אני גם מאמין שרב ביצועי כנף מודרנית, מקורם לווא דווקא בחתכי הכנף אלא בתצורת הכנף עצמה ויותר נכון בחצי המטר האחרון. שימוש נכון בפרופיל קצה כנף ו"סגירה" נכונה של הטיפ הם אלו שיעשו את רב ההבדל בביצועי הטיסה והניהוג.

רועי, מה שטח הכנף?