Kočka co umí vrtule

Byla jednou jedna Alenka a ta si ráda hrála se dřevem. Jenže protože to bylo v Americe a nebylo to žádné "dřevo", jmenovala se Alaina a jen tak si nehrála, ale docela vážně vyráběla vrtule. 

Asi tak nějak by mohl začít příběh o tom, když šikovná ženská vezme do ruky kus nahrubo otesaného dřeva a postupným opracováním z něj vytvoří skvost, který ocení nejeden pilot. Člověk, když to pozoruje, tak si připadá opravdu jako Alenka v říši divů.

Kde pracuje

Firmu, kde pracuje, představí její majitelé otec a syn Smithovi (tedy vlastně děda a táta).

Zde je krátký výtah:

Firma Valley Engineering začínala na trhu v roce 1998 jako výrobce reduktorů pro motory VW. Je to typicky rodinná firma. Děda (bývalý práškař), otec a dcera s manželem. 

Ve firmě se začali zabývat vrtulemi v roce 2000, kdy koupili zavedenou firmu Culver Props, která byla na trhu s vrtulemi od přelomu let 1969-70. Její zavedené jméno ponechali, takže žije dál. Co se objednávek týče, každý projekt je jiný, protože ne každý zákazník chce vrtuli co je "na krámě". Většina chce něco specielního. Zákazník sdělí základní údaje:

• co má za motor
  
• jak rychle chce letět
  
• jaké otáčky má mít motor
  
• jak velký průměr vrtule má mít
  

Z těchto požadavků se vybere nejvhodnější stoupání a profil a použije jedna ze šablon, kterou mají v depozitáři (nebo se udělá nová).

Ze všech vrtulí, které kdy vyrobili by se daly vybrat snad jen 2, které se občas opakují, jinak co kus to originál.

Průměrná vrtule má 3 vrstvy, které jsou tvořeny z latí o tloušťce 3/4". Její výroba zabere 2-3 týdny. Tedy pokud se jedná o něco, na co již mají šablonu. Pokud se musí dělat i šablona, tak je doba výroby delší.

Pohled do depozitáře šablon

Materiál

dodavatel materiálu: Liberty Hardwoods (Kansas City)

světlé dřevo: tvrdý bílý javor nebo bříza

tmavé: mahagon

Alaina o své práci

"Tahle práce mne strašně baví. Vždy jsem byla manuálně zručná a tohle je pro mne den co den, jeden velký tvůrčí projekt. Nikdy se nesejdou dva stejní zákazníci ani žádné dvě vrtule nejsou stejné. 

Na vrtulích se mi líbí to, že spojují dvě tak odlišné věci jako je motor a letadlo do jednoho harmonického celku. Počet možných kombinací motor/letadlo je téměř nekonečný, k tomu přidejte stavitelovu zručnost, úpravy motoru a zákazníkovy požadavky (krátký vzlet nebo dlouhé tratě). Mou prací je to vše skloubit dohromady a postavit jim vrtuli, která nepřekročí rozpočet. Nikdy se nestane, že bych se řídila čistě a jen vypočtenými parametry, vždy do toho dávám kousek sebe." 

Příprava vrstev

předkreslení jednotlivých vrstev dle šablon na latě 

řezání hrubého tvaru z latí

Zabroušení a slepení

Jednotlivá prkna se zabrousí brusným papírem a pak se oboustranně natřou lepidlem. Používá se pryskyřice Plastic Weld Wood (Dap). Pro tvrdý bílý javor se míchá 5 dílů prášku na 2 díly vody tak, aby výsledná směs měla konzistenci čokoládového sirupu.

Zatížení v lisu

Tato vrtule potřebuje ke slepení tlak 5.5atm po dobu 15 hodin. Doba, po kterou je nutno blok zatížit, je dána teplotou, při které k vytvrzování dochází. 

V následujícím procesu se více než 3/4 materiálu odvrtají, odřežou či obrousí

Zaměřování slepeného bloku

před upnutím do kopírovacího stroje je nutné velmi přesně zaměřit jednotlivé konce budoucí vrtule vůči vrtulovému středu. Vyrábí se totiž nejprve jedna strana a pak ta druhá. Povšimněte si šablony, spočívající na slepeném bloku, která má kompletní střed a jeden list, který se rozkopíruje na jeden a po otočení na druhý list.

Přesné zaměření je zde velmi důležité, protože pokud by tyto tři otvory nebyly v jedné linii, pak by vrtule nebyla vertikálně vyvážená (házela by), a nepodařilo by se ji z bloku správně vyřezat. 

Kopírování tvaru listu

Kopírování tvaru dle šablony se provádí na kopírovací frézce, která vypadá trošku jako lepší cirkulárka. Jeden průchod zabere zhruba 20 minut, takže celá vrtule je vyfrézována zhruba za 2 hodiny.  

"Ve výjimečných případech lze kopírovat existující vrtuli (která se pak majiteli nepoškozená vrací), ale v 99% případů se jedná o výrobu vrtulí podle mých vlastních šablon, kterých máme v depozitáři více než 300."

vysvětluje Alaina.

Nejprve se na hrubo odfrézuje většina materiálu vrtulového bloku. Pak se "jede" celý list znovu s menším úběrem. Různá tloušťka odřezávaného materiálu má totiž jiný řezný odpor a kdyby se řezalo "na první dobrou", tvar by nebyl přesný. Proto se každá strana frézuje na několik průchodů.

pozn. je to podobné jako ve strojařině - také neobrábíte na jeden záběr hned na H8, ale použijete postupně více nástrojů

V podstatě se jedná o jednu dlouhatánskou šroubovici, která začíná u kořene vrtule a končí na samotném konci vrtulového listu, kde je ponechán dostatek materiálu, aby bylo upnutí spolehlivé a pevné. Šíře záběru vytváří na obráběném materiálu "schody", které se dalším zpracováním vyhladí.

Běžná vrtule se skládá většinou ze 3 vrstev. Pokud však vyrábíme vrtuli větších rozměrů a zejména pro rychlejší stroj, která bude mít větší stoupání, je nutné přidat patřičný počet vrstev. Zde je jich sedm. Vrtule bude z mahagonu. Již ten hrubý tvar vypadá nádherně a jednotlivé vrstvy vytváří charakteristickou kresbu.

Dofrézováno jest - jde se řezat a brousit

Řezání

Odřezávání hrubších částí na pásové pile 

Broušení

Samotné broušení je jen a jen v rukách té, která jej provádí

"Mojí oblíbenou činností v průběhu broušení je vytváření vrtulového kořene, kde vrtulový náboj přechází v samotný list. Dokonalá symetrie je důležitá pro výsledné vertikální vyvážení. Vše se dělá ručně a tak je důležité mít dobré "oko" a cit pro materiál. To byla také jedna z těch těžších věcí, které jsem se musela naučit, protože v této fázi se odstraní i spousta dalšího materiálu a je třeba hlídat, aby člověk omylem "nezajel" příliš daleko."

Obráběný kus vrtule má v této fázi pořád ještě poměrně dost velkou hmotnost, která v kombinaci s délkou - a tedy setrvačností - vyžaduje dobrou fyzickou zdatnost. Odměna za trpělivost - čím více se obráběný kus podobá vrtuli, tím je lehčí.

pozn. ... za ty rozpuštěné vlasy již vyhubováno dostala

Lakování

V některých případech namoří javorové dřevo mořidlem na bázi alkoholu, které si sama míchá a povrchovou úpravu dokončí vysoce lesklým lakem. Obvykle se dávají 3 vrstvy, které při řádné péči vydrží až 5 let.

Experimental Aircraft Channel vytvořil pěkný snímek o tom, jak to u Alainy Lewis v dílně chodí.

"Tu vrtuli vpravo jsem dokončila nedávno. Není to má vlastní výroba. Původní výrobce zemřel, a tak jsem byla velmi ráda, že jsem mohla této vrtuli vdechnout nový život. Miluji možnost se přiučit a vidět, jak staří - velmi uznávaní - výrobci vrtulí ty své kousky vyráběli. Tak například u téhle: poté, co jsem odstranila nátěr na spodní straně listu, který je celý černý, se objevily poznámky ohledně úhlů v jednotlivých sekcích. 

Vždycky mne potěší, když na takovou věc narazím."

... tak tohle máme společné. Mne zas velmi potěšilo, když jsem viděl, co Alaina Lewis, která v těchto dnech slaví narozeniny, dokáže. 

Tak mnoho zdaru a ať se dílo daří!

fotografie a videa v článku jsou použity z FB Culver Props