1. del: Jadralno padalo in njegova konstrukcija

Avtor: Janez Križnar

Janez Križnar se je v mladosti ukvarjal z modelarstvom. Sredi devetdesetih let minulega stoletja je prvič poletel z jadralnim padalom. Njegov letalni mentor Domen Slana in prijatelji so bili povod, da ga je pričelo zanimati konstruiranje. Kmalu si je sešil svoj prvi kajt ter izdelal opremo za deskanje z njim. Na področju aeronavtike je bil zaposlen ali sodeloval s podjetji Atair, Seaway group, Phoenix Fly, Aeros in drugimi. Zanje je konstruiral padala za klasično padalstvo, “base” in tovor, jadralna padala, reševalna padala, sedeže, wingsuit, kajte, jadrnice, motorne barke, ipd. Prijatelju, upokojenemu profesorju matematike in programerju, Francetu Giacomelliju, pomaga pri razvoju programa za konstruiranje jadralnih padal - Paratailor. Poleg letenja je ljubitelj zgodovine, arheologije in tehnično-kulturne dediščine.

Nomenklatura

JP – jadralno padalstvo; jadralno padalo
CAD – computer aided design (računalniško podprto oblikovanje)
Base line – skeletnica krila v prečni smeri
Profil – presek krila v vzdolžni smeri
Rebro – v vzdolžni smeri všito blago v obliki profila
Cross port – odprtina v profilu za pretok zraka in zmanjšanje mase
Celica – z dvema sosednjima rebroma, zgornjo in spodnjo površino krila omejen predel v krilu, z vstopno odprtino za zrak na prednji strani

Za dokaj blago dolgočasnim naslovom, o čigar vsebini večina meni, da bolj ali manj ve vse, ali pa je niti ne zanima, se skriva dovolj snovi za manjšo knjižno zbirko. Pravzaprav so bile o tem tudi že napisane številne knjige, elaborati, članki in sorodno literarno gradivo. Področje je namreč obsežno in se z inovacijami, materiali, računalniki, metodami testiranj ter standardi neprestano spreminja in dopolnjuje. Moj namen ni spisati priročnik, kako do »naredi si sam« padala. Ne le zaradi varnostnih razlogov, saj konstruiranje JP terja znanja s številnih področij, ki jih je nemogoče osvojiti preko noči.

Navadno gre za leta učenja (in napak), proces pa nikdar ni zaključen. Tudi finančni vložek je neprimerno višji, kot če bi stopili do trgovcev in si opremo kupili. Za nameček danes, predvsem zaradi nesreč v preteklosti, veljajo dokaj strogi standardi. Mene je v to početje gnala gola radovednost. Hkrati sem vedno skušal ravnati karseda previdno.

Spodobi se, da za začetek omenimo avtorja sodobne padalske konstrukcije v obliki krila, Kanadčana Domino Jalberta. Mož je leta 1957 iznašel »parafoil«. Šlo je za v zraku napihljivo krilo, znotraj pregrajeno z rebri. Sprva enostavna konstrukcija, z le nekaj celicami, je sčasoma privedla do JP kot jih poznamo danes.

V nadaljevanju bi rad pojasnil, kakšno prednost je v konstruiranje JP prinesel CAD in kako je postopek izgledal prej. Skorajda vse predmete v vašem domu je nekdo zasnoval. Proces snovanja, oblikovanja, konstruiranja in izdelave je mnogokrat podoben. Osnovne tri smernice končnega izdelka pa so: ličnost, uporabnost in kakovost. Pri letalnih napravah pridejo v poštev še druge, kot sta denimo varnost in sposobnost. Pa recimo, da ju prištevamo pod že omenjene kategorije. Ne glede na način nastanka, računalniško podprt ali ročno – analogni, je JP običajno plod prej omenjenih kriterijev. Razlike so predvsem v natančnosti, poenostavitvi in pohitritvi nekaterih korakov procesa.

Od padala za klasično padalstvo, do izboljšanih konstrukcij, namenjenih izključno vzletanju z gora Do pojava osebnih računalnikov je bil digitalni pristop rezerviran izključno za velika podjetja in državne sisteme, kot so vojske ali vesoljske agencije najrazvitejših držav. Pa še zanje nisem povsem prepričan, da so napihljiva krila vzeli dovolj resno in jim namenili dragocen čas svoje elektronike. Skratka, znajti se je bilo potrebno s svinčnikom, papirjem, ravnilom, krivuljnikom, šestilom, kalkulatorjem in znanjem matematike. Posledično so se konstruktorji raje držali preprostih oblik kril. Bistvo napihljivih kril sprva ni bilo v jadranju na pobočniku ali termiki, marveč zgolj v varnem spustu na tla, oziroma v dolino. Za slednjega pa, resnici na ljubo, ni potrebna kdo ve kako kompleksna zasnova. Tloris je bil pravokoten, base line oblike krožnega izseka, profil spodaj raven, število celic majhno, vrvice pa preračunane v eno stično točko. A ne gre pozabiti, da se prav v tej preprostosti skriva največja genialnost. Vse našteto je namreč dopuščalo, da si je padalo lahko ukrojil in sešil kdorkoli. S primernim znanjem, orodjem in materiali so prvi JP zanesenjaki to tudi počeli.

Prva JP so bila dejansko kar padala za skoke iz letal. Ko je postalo jasno, da bo nov šport več kot le muha enodnevnica, so vzniknili tudi proizvajalci prirejene opreme. Podjetja za proizvodnjo materialov so pričela izdelovati namensko blago in vrvice. Sledilo je obdobje, ko proizvodnja ni dohajala povpraševanja.

Sredi te prve dekade razvoja JP (od zgodnjih osemdesetih do zgodnjih devetdesetih let 20. stoletja), se je postopoma pojavila naprednejša konstrukcija kril. Število celic je raslo, profili so postali učinkovitejši, tloris eliptičen, višala se je vitkost, base line je postal izsek elipse. Želja po boljših letalnih lastnostih je pripeljala do kompleksnosti kril, pri kateri je moralo priti do vključitve računalnikov v proces razvoja. Srečna okoliščina je bila, da so tudi osebni računalniki tedaj doživljali silovit napredek. Z znanjem matematike, programiranja in dostopno računalniško opremo se je pričela nova doba v razvoju JP. In kakor se sliši preprosto, je bilo moč na prste ene roke prešteti konstruk- torje, ki so vse našteto imeli.

Največji izziv je bil sprva dejansko povsem krojaške narave. Glavni in skorajda edini smisel namenskega programa za konstruiranje JP je bil dobiti kroje narisanega krila. Vse drugo se je dalo rešiti zgolj z običajnim risarskim programjem. Zgornje in spodnje površine pa so v prostoru ukrivljene in za nameček še izbočene, a o tem prihodnjič. Namenski programi ali dodatki za obstoječe CAD programe, ki so znali »odviti« narisane površine v ravnino, so bili iskani, a hkrati redki in posledično dragi. Njihova uporabnost ni bila omejena zgolj na padalske kroge, temveč je zajela ves inženirski svet, ki je imel kakršenkoli opravek s sorodne vrste izzivi. Od proizvajalcev konfekcije in obutve, avtomobilske in aeronavtične industrije, pa do denimo proizvajalcev športne in vojaške opreme.

Eden prvih, ki so, gledano v svetovnem merilu, napisali računalniški program za konstruiranje JP, je bil Slovenec - France Giacomelli. Kot profesor matematike je izvrstno poznal teorijo, kot programer je znal komunicirati z računskim strojem, kot sveže pečeni JP navdušenec, v začetku devetdesetih let prejšnjega stoletja, pa željo in motiv narediti si lastno padalo. Plod te kombinacije je bilo več modelov JP, izdelanih doma in v tujini.

Omeniti moram dokaj pogosto, a povsem zmotno predstavo, kakšno vlogo imajo v procesu razvoja računalniki in programi za konstruiranje. V pogovoru z nepoznavalcem, dasiravno gre lahko za pilota, prevečkrat naletim na sledeče prepričanje: "Danes vam je lahko, saj računalnik naredi vse namesto vas." Ljudje si predstavljajo, da ima konstruktor pred seboj vsemogočni program, kjer nato izbira med toliko možnostmi, kot je varnostnih razredov. Za nameček je programu dodan še slikarski modul, kjer nastane grafika. Na kraju pa je tiskarski pomočnik za izris krojev.

Nedvomno bodo orodja za konstruiranje padal v prihodnosti vedno bolj zmogljiva. A zagotavljam vam, da niti slučajno takšna, kot je orisano zgoraj. Če ne drugega, računski stroji še dolgo ne bodo sposobni abstraktnega mišljenja in inovacij. Oboje je predpogoj za napredek.

Žal še ne obstaja računalnik, ki bi iz nabora digitalnih baz črpal podatke in jih, po aerodinamičnih ključih ter neskončnih permutacijah, sestavil v brezčasno, idealno formo. Te vrste računalniške pomoči se ne bi branil sleherni konstruktor. Le izdeleki bi si bili najbrž precej podobni.

Današnji namenski programi za konstruiranje JP so odličen pripomoček, vendar so nastavitve vseh parametrov še vedno povsem v rokah konstruktorja. Slednjemu so zgolj prihranjena številna ponavljajoča se opravila in matematično zahtevni preračuni. Omogočena je tudi vizualizacija in analiza bodočega krila, še preden to dejansko nastane. Več o tem pa prihodnjič.