ESA WW2 - opis budowy

ZAGADNIENIE:

Dosyć często otrzymuję pytania o to jak zbudować model ESA?
W odpowiedzi na to przygotowałem artykuł opisujący krok-po-kroku budowę modelu ESA (Electric Simply Aircombat) do walk powietrznych w kategorii WW2.
Jako przykład posłużył model Mustanga P-51B od Marka Rokowskiego.

Zdjęcia i część tekstu powstało na potrzeby konkursu ogłoszonego na www.pfmrc.eu w 2012 roku.

Zapraszam do lektury :).

SPIS TREŚCI

Przygotowanie do budowy:
 - Od czego zacząć?
 - Zawartość pudełka
 - Wyposażenie
Opis budowy:
 - Skrzydło
 - Statecznik poziomy
 - Statecznik pionowy
 - Kadłub
 - Stateczniki - ciąg dalszy
 - Malowanie
 - Montaż modelu
 - Oblot modelu
 - Film z lotu
 - Kosztorys

OD CZEGO ZACZĄĆ ?

Przed rozpoczęciem budowy, a nawet przed zakupem zestawu warto zapoznać się z historią samolotu, którego model chcemy zbudować. Jeżeli modelem będziemy startować w zawodach ESA, to obowiązkowo musimy przeczytać regulamin, poznać podstawowe dane samolotu (rozpiętość i długość), znaleźć rysunek w 3 rzutach oraz wybrać schemat malowania.
Przykładowy rysunek w 3 rzutach:

źródło: www.wikipedia.pl

Dużą bazę rysunków w 3 rzutach i malowań samolotów z okresu I i II Wojny Światowej można znaleźć na tej stronie: www.wp.scn.ru.

ZAWARTOŚĆ PUDEŁKA

W Polsce jest kilka sklepów modelarskich gdzie można kupić modele klasy ESA. Niezależnie gdzie model kupimy w pudełku z modelem znajdziemy elementy wycięte z EPP, kilka prętów węglowych i stalowych oraz dźwigienki. Nieliczne zestawy zawierają instrukcję montażu, naklejki i inne akcesoria.

Zawartość pudełka modelu z www.napolskimniebie.pl:

WYPOSAŻENIE

Aby ulotnić model konieczny jest zakup wyposażenia, do pierwszego modelu ESA polecam taki zestaw:

- Silnik (masa: 40-50g, KV: 1200-1250):	KD A22-10S
- Prop-saver:	3.17mm Prop Saver
- Śmigła:	GWS 9x5
- Regulator obrotów (ok. 25A):	Turnigy Plush 25A
- Akumulator (11,1V, 1000-1350 mAh, min. 30C):	Turnigy 1300mAh 3S 30C	(2 sztuki)
- Serwo steru wysokości (ok. 9g):	Hextronik HXT-900
- Serwa lotek i steru kierunku (ok. 5g):	Hextronik HXT-500	(3 sztuki)
- Odbiornik (min. 5 kanałów):	JETI Duplex R5

Oprócz podstawowego wyposażenia (wymienionego powyżej), potrzebne będą następujące drobiazgi:
 - Złącza typu GOLD do połączenia silnika z regulatorem (GOLD 2mm)
 - Złącze do pakietu (XT60 lub GOLD 3,5mm)
 - Mocowania bowdenów (baryłki), umożliwiające regulację położenia popychacza (MP-JET, M 1.0)
 - Zapas prętów węglowych o różnych średnicach (1mm, 1.2mm i 1.5mm) i płaskownik 3x0,5mm (2 szt.)

SKRZYDŁO

Budowę modelu ESA rozpoczynamy od przygotowania skrzydła.
Najpierw nadajemy odpowiedni kształtu końcówkom skrzydeł (zgodnie z rysunkiem i zdjęciami samolotu, który budujemy).
Pisakiem zaznaczamy obrys i odcinamy nożykiem niepotrzebny fragment, nadając odpowiedni kształt w rzucie z góry a potem zgrubnie wyoblamy końcówkę. Obie czynności wykonujemy równolegle na lewym i prawym płacie (symetrycznie!).
UWAGA: EPP jest miękkim materiałem, dlatego zawsze używajmy ostrego noża. Do budowy jednego modelu zużywam ok. 3-4 nowych ostrzy.

Po zgrubnym ukształtowaniu końcówki bierzemy nowy papierem ściernym (o gramaturze około 80-120) i ostrożnie wygładzamy końcówkę skrzydła nadając jej ostateczny kształt. Warto użyć papieru ściernego naklejonego na klocek, dzięki temu nie uszkodzimy EPP krawędzią luźnego papieru ściernego.
Tak przygotowanej kostki nie należy używać do szlifowania drewna ani drewna, bo po ponownym użyciu do EPP pobrudzimy biały materiał.

Po oszlifowaniu końcówek skrzydła zabieramy się za część środkową.
Mustang P-51 ma bardzo charakterystyczną krawędź natarcia w okolicy kadłuba, aby budowany model bardziej przypominał oryginalny samolot, producent przewiduje wklejenie trójkątnych klinów w skrzydło (mimo iż nie jest to wymagane przez regulamin ESA).
Opisywane kliny komplikują budowę (utrudnione jest równe sklejenie dwóch połówek skrzydła) oraz zmniejszają wytrzymałość konstrukcji (materiał przestaje być jednorodny), ale warto go wykonać jeśli nastawiliśmy się na zbudowanie "makiety".
Trójkątne kliny wklejamy UHU porem lub pieniącym się klejem poliuretanowym (np. Soudal 66A).

We wszystkich swoich modelach ESA WW2 pomiędzy połówki płatów wklejam dodatkowy kawałek EPP, stanowiący łącznik płatów.
Robię tak z kilku powodów:
- Często zdarza się, że powierzchnie skrzydeł są nierówne od wewnętrznej strony, powoduje to, że konieczne jest danie dużej ilości kleju
- Dzięki wstawce skrzydło lepiej pasuje do kadłuba - nie ma szczeliny między górną powierzchnią skrzydła a kadłubem. Mamy taki kształt skrzydła "\_/" zamiast takiego: "\/"
- Mogę dopasować wznios skrzydła do własnych preferencji
- Mogę skorygować rozpiętość skrzydła (oczywiście uwzględniając ograniczenia wynikające z regulaminu)

Skrzydło sklejamy w 4 krokach:
1. Odcinam i wyrzucam niepotrzebne kawałki ze środkowej części
2. Wycinam łącznik płatów
3. Zaznaczam pomocnicze linie na elementach
4. Sklejam skrzydło.
Do klejenie używamy UHU Pora, jeżeli płaty mają tendencję do rozklejania się, krawędzie doklejamy klejem typu CA.

Sklejone skrzydło usztywniamy wklejając dźwigary - w naszym przypadku będą to pręty węglowe na dolnej i górnej powierzchni.
Główne wzmocnienie skrzydła wykonujemy z dwóch prętów węglowych o średnicy 1,5mm wklejonych w około 25% cięciwy skrzydła (na górze i na dole) - te pręty biegną przez całą rozpiętość skrzydła.
Stosuję również dźwigary pomocnicze: dodatkowe dwa pręty węglowe o średnicy 1,2mm wklejone w około 75% cięciwy, te pręty są krótsze od poprzednich a w dodatku różnej długości (zmniejsza to efekt karbu). Wskazane jest, aby dłuższy z prętów kończył się kawałek dalej niż znajduje się wycięcie na serwo.

Prawidłowe przygotowanie pręta węglowego wymaga innej techniki niż standardowych materiałów modelarskich. Pręty węglowe (i szklane) mają tendencję do rozwarstwiania się (czego lepiej unikać) dlatego cięcie najlepiej wykonać trójkątnym iglakiem lub pilnikiem z drobnymi zębami. Idealny do tego celu jest trójkątny iglak. Podczas cięcia (szlifowania) obracamy pręt, tak aby środkowe włókna rowingu węglowego przeciąć na końcu.

Pręty, które będziemy wklejać w EPP należy koniecznie zmatowić papierem ściernym o gramaturze około 180-320.

Wzmocnienia z prętów węglowych wkleimy w odpowiednio wykonane nacięcia w EPP, wykonujemy je w taki sposób, aby na całej długości ich głębokość była jednakowa. Głębokość ustalamy eksperymentalnie (na ścinku EPP), kierując się zasadą, że im płycej tym lepiej. ALE po wciśnięciu pręta do wycięcia EPP na powierzchni powinno wrócić do pierwotnego kształtu - zasklepiając nacięcie.
Orientacyjnie można przyjąć, że nacięcie powinno mieć głębokość około dwukrotnie większe niż średnica wklejanego pręta

Wykonujemy je oczywiście ostrym nożem (najlepiej tuż przed cięciem odłamać fragment ostrza), na końcu przyklejamy kawałek taśmy malarskiej, która stanowi ogranicznik głębokości cięcia.

Pręty węglowe wciskamy delikatnie (tak aby ich nie połamać, czyli np. opuszkiem palca) w wycięte szczeliny.
UWAGA: Najpierw przyklejamy dolne pręty węglowe

Wciśnięte pręty zalewamy klejem cyjanoakrylowym (CA), najlepiej średniej "gęstości", na klej warto założyć stępioną na końcu igłę lekarską (polecam średnicę 1,2mm) - pomoże nam to podczas dozowania kleju.
Podczas klejenia szczeliny rozchylamy palcami, tak aby zalać pręt węglowy i dać klejowi szansę na dostanie się pod pręt. Skrzydło pozostawiamy do wyschnięcia - przynajmniej na kilkanaście minut, najwcześniej po takim czasie powierzchnię psikam małą ilością przyśpieszacza.

Dopiero w drugiej kolejności przyklejamy dźwigary na górnej powierzchni skrzydeł.
Odpowiednio regulując położenie tych prętów ustalamy wznios skrzydła. Pod obie końcówki skrzydeł podstawiamy szablony o wysokości około 25mm.
Ustawiając pręty należy kontrolować płaskość powierzchni skrzydeł, szczególnie na odcinku, na której mamy lotkę. W przeciwnym wypadku pojawią się problemy podczas wychylania sterów.

Uwalniamy (odcinamy przy kadłubie) lotki i wyznaczamy miejsca na serwomechanizmy. Warto wziąć pod uwagę rodzaj odbiornika i długość przewodów od serw, które będziemy montować.
Odbiornik kładziemy na środku a serwa oddalamy jak najbardziej od kadłuba, na tyle na ile pozwalają przewody (zostawiając drobny zapas).
Serwo umieszczamy tak, aby popychacz pracował w płaszczyźnie prostopadłej do osi obrotu lotki, zapewni to poprawną pracę pod względem mechaniki.

Zaznaczamy położenie serwa na skrzydle i wycinamy otwór w EPP (zgodnie z tym opisem: Opis wycinania otworów na serwa w EPP).
Należy upewnić się, że serwa wchodzą na odpowiednią głębokość i nic nie przeszkadza orczykowi podczas ruchu.

W modelach ESA stosuję dźwigienki z laminatu szklano-epoksydowego o grubości 0,7mm. Wklejamy je (po uprzednim zmatowieniu) w wycięcia w EPP.
Druga połowa skrzydła wykonujemy w lustrzanym odbiciem.

Na tym etapie jeszcze nie przyklejamy serw - wykonamy to dopiero po pomalowaniu samolotu.

STATECZNIK POZIOMY

Budowę statecznika poziomego rozpoczynamy od zaokrąglenia krawędzi. Najpierw zgrubnie nożykiem, a potem papierem ściernym.
Pamiętajmy, aby nie zaokrąglać krawędzi, które będą wklejane w kadłub.

Warto przymierzyć statecznik do kadłuba, sprawdźmy czy odległość między połówkami sterów jest wystarczająca. Podczas wychylania sterów, nie mogą one zawadzać o kadłub ani o statecznik pionowy.

W statecznik poziomy również (tak samo jak w skrzydło) wklejamy dźwigary z prętów węglowych. Używamy prętów o średnicy 1 lub 1.2mm

Jako łącznik sterów stosuję rurkę aluminiową o średnicy zewnętrznej około 3,5mm. Wyginamy ją w kształt litery "U", ten łącznik (po zmatowieniu) wbijamy w EPP i wklejamy żywicą epoksydową.
Na stateczniku zaznaczamy oś symetrii - ułatwi nam to później równe przyklejenie statecznika.
Na koniec pozostało nam wklejenie dźwigienki, jednak wykonamy to dopiero po przygotowaniu kadłuba.

STATECZNIK PIONOWY

Tradycyjnie zaczynamy od zaokrąglenia krawędzi bryłki z EPP, która za chwilę stanie się statecznikiem pionowym.
Kontrolujemy zgodność wymiarową z rysunkiem w 3 rzutach i przymierzamy stateczniki do siebie oraz do kadłuba.

po dopasowaniu rozcinamy EPP na statecznik i ster, wykonujemy wycięcie na łącznik steru wysokości i szlifujemy krawędź natarcia steru.

Raz jeszcze przymierzamy usterzenie do kadłuba i odkładamy stateczniki "do pudełka". Dźwigienka i zawiasy zostaną wklejone dopiero po przygotowaniu kadłuba.

KADŁUB

Kadłub jest tym elementem modelu ESA, który wymaga najwięcej uwagi i pozostawia najwięcej swobody: jak zrobić aby było najlepiej?.
W ostatnich latach pojawiła się duża rzesza osób, które kategorię ESA traktują jak makiety - tworząc prawdziwe dzieła sztuki - pochwalam i podziwiam (ja nie potrafię tak pomalować samolotu).
W tych modelach często wyposażenie jest schowane wewnątrz kadłuba, z punktu widzenia własności lotnych ma to zaletę: polepszamy aerodynamikę.

Jednak moim zdaniem modele ESA (Electric Simply Aircombat) ma być wykonany możliwie prosto i w sposób przystosowany do walk.
Montując wyposażenie "na wierzchu" mamy łatwiejszą diagnozę usterek i naprawę/wymianę uszkodzonych (na zawodach czas naprawy jest b.istotny) oraz lepsze chłodzenie akumulatora, regulatora i silnika.

W zależności od tego gdzie kupujemy zestaw, otrzymamy kadłuby o różnych szerokościach - warto skontaktować się ze sprzedawcą i ustalić jakiej grubości będzie kadłub.
Przy pierwszym modelu nie przesadzajmy z za cienkim kadłubem (spada kretoodporność). Optymalny kompromis między wytrzymałością, ilością miejsca na wyposażenie, masą i oporem czołowym kadłuba, to takie grubości: przód: 52mm, tył: 18mm.

Porównujemy kształt kadłuba z rysunkiem w 3 rzutach i nanosimy ew. poprawki (na EPP oczywiście).
W zależności od tego jak skrzydło i kadłub są ze sobą spasowane, może być konieczne wykonanie wycięć w natarciu lub spływie skrzydła lub kadłubie:

W kadłubie umieszczam 4 wzmocnienia węglowe, na górze kadłuba wklejam płaskowniki węglowe 3x0.5mm, a na dole pręty węglowe fi. 1.2mm. Na tyle ile się da oddalam pręty od siebie, w ten sposób otrzymuję kadłub, który jest dość odporny na skręcanie.
Jednak zanim zaczniemy ciąć kadłub zaplanujmy położenie węglowych podłużnic tak, aby nie kolidowały z wyposażeniem modelu (serwa, regulator, akumulator, odbiornik)
Uwaga: położenie akumulatora planujemy z uwzględnieniem marginesu w kierunku przód-tył, będzie nam to potrzebne do prawidłowego ustalenia środka ciężkości.

Gdy już zaplanowaliśmy położenie węgli i wyposażenie, możemy nadawać kadłubowi ostateczny kształt.
Te prace proponuję poprzedzić założeniem nowego ostrego, długiego ostrza do noża.
Zaczynamy od dopasowania tyłu kadłuba (ogon) do grubości steru kierunku, a potem przechodzimy do rzeźbienia w... EPP.
Najpierw nożem nadajemy kadłubowi zgrubną bryłę, a potem klockiem z papierem ściernym wygładzamy kanty i doprowadzamy kadłub do oczekiwanego kształtu.

Przykładamy pręty węglowe do kadłuba i odrysowujemy ich położenie (po obu stronach kadłuba pręty muszą być w tym samym miejscu), następnie wycinamy szczeliny na pręty i je wklejamy. Najpierw po jednej stronie, a potem po drugiej, pilnując aby kadłub był prosty (nie wygiął się w "banana").

Po wklejeniu prętów węglowych wycinamy otwory na wyposażenie (Opis wycinania otworów na serwa w EPP).
Położenie odbiornika uzależniamy od miejsca, w których wychodzą przewody od serw umieszczonych w skrzydłach. Jeśli się da, to odbiornik przesuwamy do tyłu - wtedy będziemy mieć więcej miejsca na pakiet a serwo steru wysokości będzie można przesunąć bardziej do tyłu - czyli popychacz będzie mógł być krótszy.
Potem wykonujemy wycięcie na serwo steru wysokości (serwo umieszczam tak bardzo z tyłu, na ile pozwala przewód), a po drugiej stronie serwo steru kierunku. Popychacz SK prowadzimy w bowdenie wklejonym w kadłub.
Regulator umieszczamy w górnej części kadłuba, maksymalnie z przodu (na ile pozwala przewód).

Przygotowujemy wręgę silnikową (Wręga silnikowa - opis budowy):
Wręgę z laminatu szklano-epoksydowego (grubości 0.8-1.2mm) z przylutowanymi nakrętki M3 przyklejamy (żywicą epoksydową) do kadłuba.

STATECZNIKI - ciąg dalszy

Wracamy do stateczników, mamy już otwory na serwa, więc możemy montować dźwigienki na sterach wysokości i kierunku.
Brakujące zawiasy wykonujemy ze starej dyskietki komputerowej (opis wykonania zawiasów z dyskietki komputerowej).
Uwaga: na tym etapie zawiasy wklejamy tylko w jedną część (ster lub statecznik).

Składamy stateczniki, aby upewnić się, że wszystko do siebie pasuje i rozkładamy model na części (tak łatwiej się maluje).

Pianka GOTOWA - możemy malować :-)

MALOWANIE

Duże powierzchnie malujemy aerografem lub spray'em, drobne szczegóły możemy pomalować pędzlem.
Nakładamy cienką warstwę farby (farba też waży).

Szczegółowy opis techniki malowania dostępny jest w tym artykule: opis malowania modeli z EPP), poniżej zamieszczam skróconą procedurę:
 - W programie graficznym rysujemy schematycznie malowanie i znaki rozpoznawcze, dopasowując skalę do budowanego samolotu
 - Drukujemy powyższe pliki i wycinamy szablony
 - Szablony mocujemy do modelu szpilkami. Pozostałą część modelu osłaniamy papierem i/lub przyklejamy taśmę malarską.
 - Markerem/pisakiem zaznaczam linie podziału blach, zarys kabiny itp. - według uznania

Na potwierdzenie moich słów, że kolorystyka nie wpływa istotnie na masę modelu:
Model przed malowaniem ważył 116g, po malowaniu 119,2g, czyli farba na modelu waży tylko około 3 gram.

MONTAŻ MODELU

Od tego jak dokładnie skleimy model zależą jego właściwości lotne, dlatego należy poświęcić dużo uwagi tej czynności.

Do ogona przyczepiamy kawałek sznurka, którym będziemy kontrolować odległość do końcówek skrzydła.
Skrzydło przyklejamy żywicą ekoposydową, na czas klejenia wbijamy szpilkę po środku skrzydła w okolicach natarcia, a spływ ustawiamy tak, aby odległość do ogona była jednakowa na obu końcach skrzydła.

Podczas przyklejania statecznika poziomego również korzystamy ze sznurka, który pomoże nam ustawić prawidłową geometrię względem skrzydła.
Przyklejamy statecznik pionowy - prostopadle do statecznika poziomego.

Do wszystkich serw przykręcamy orczyki i montujemy baryłki. Serwa wklejamy (używając UHU PORa i żywicy) w przygotowane wcześniej wycięcia w kadłubie.

Przygotowujemy popychacze: Wycinamy kawałki prętów stalowych zakończone wygięciem w kształcie litery Z.
Do steru kierunku używamy drutu 0.8mm, Zetkę przekładamy przez dźwigienkę a drugi koniec drutu wkładamy w bowden. Teraz możemy wkleić zawiasy łączące ster kierunku ze statecznikiem pionowym.
Popychacze do lotek wykonujemy z drutu 1.0 lub 1.2mm.
popychacz do steru wysokości wykonujemy z pręta węglowego 2.0mm (ew. 1.5mm) zakończonego kawałkiem Zetki z drutu 1.0 lub 1.2mm (drut przyklejamy CA i owijamy kawałkiem nitki).

Nacięcia na przewody wykonujemy taka samą metodą jak nacięcia na wzmocnienia węglowe (ale głębokość nacięcia nie powinna być większa niż szerokość kabla) i wciskamy w nie przewody od serw. Kable od serw można zalać klejem, ale utrudni to późniejszą wymianę uszkodzonego serwomechanizmu.

Przykręcamy silnik: między wręgą a silnikiem umieszczamy podkładki z wężyka silikonowego, umożliwia to łatwą regulację skłonu i wykłonu silnika.

Zaznaczamy wstępnie środek ciężkości modelu (w swoich Mustangach mam go w odległości około 50-60mm od krawędzi natarcia przy kadłubie) i wyznaczamy takie położenie akumulatora, dzięki któremu wyważymy odpowiednio model.
Wycinamy otwór na akumulator, wymiary powinny być dobrane tak, aby pakiet sam nie wypadł.

Na koniec według uznania można dodać karabiny ułatwiające cięcie taśmy, haczyki do mocowania pakietu oraz organizer na kable (z kawałka rurki aluminiowej w kształcie litery "U"), który zapanuje nad porządkiem kabli między regulatorem a silnikiem.

OBLOT

Do pierwszego lotu wychylenia sterów proponuję ustawić następująco:

- lotki:	+/- 10mm
- ster wysokości:	+/- 13mm
- ster kierunku:	+/- 18mm

Jeżeli lotki mamy tylko na połowie rozpiętości skrzydła, ich wychylenia możemy zwiększyć nawet dwukrotnie względem podanych powyżej.

Późniejsze poprawki w położeniu środka ciężkości, zmianie wychyleń, dodanie mikserów oraz regulacji skłonu i wykłonu silnika należy wykonać podczas lotów testowych.
Pamiętajmy, że ostateczne ustawienia modelu najlepiej dobrać podczas walki z innymi samolotami.

Więcej zdjęć modelu, który posłużył za przykład znajduje się tutaj:
P-51B Mustang Stanisława Skalskiego

Na podstawie doświadczeń zdobytych przy budowie powyższego samolotu oraz startach w wielu zawodach ESA zbudowałem kilka modeli Mustangów, które pozwoliły wygrać mi niejedną walkę ;).
Kolejne wersje P-51B kat. ESA:
P-51B Mustang v.3 - trzeci i czwarty egzemplarz Mustanga (koniec sezonu 2012 i cały sezon 2013) z mojej fabryki
P-51B Mustang G, H, I - kolejne egzemplarze Mustanga (sezon 2014 i 2015) o oznaczeniach bocznych G, H i I

FILM

Poniżej przestawiam film z oblotu, prób cięcia tasiemki przyczepionej do masztu i pierwsze walki z maszynami wroga.

KOSZTORYS

Dla tych, którzy dobrnęli do końca opracowania, zamieszczam orientacyjny kosztorys (zawiera ceny z 2012 roku):

• Zestaw Mustang P51B od Marka Rokowskiego: 108zł
• Pręty i płaskowniki węglowe (fi. 1,2mm, fi. 2mm i 10x0,5mm): 20zł
• Silnik KD A22-10S - 1200kv: 12,88 $ (w cenie prop saver, krzyżak i 3 oringi)
• Regulator Turnigy 25A Plush: 12,48$
• Śmigła GWS 9x5: 4,48$ (6 sztuk)
• Serwo Hextronik HXT900, na ster wysokości: 2,69$
• 3 x Serwo Hextronik HXT500: 3 x 3,49$ = 10,47$
• 4x Baryłki do serw: 4 x 2,84zł = 11,36zł
• Komplet GOLDów 2mm: 1,99$ (10 par),
• Lakiery w spray'u do malowania: 8-20zł/sztukę - do tego modelu dokupiłem dwie sztuki, łącznie za ok. 35zł.
• Kleje: około 10zł

  Łącznie na model wydałem: 185zł i 45$ (przy kursie 3,5zł/$ wychodzi około 158zł), w sumie daje to kwotę: około 340zł