CONSTRUCCIÓ D'UNA RÈPLICA DEL WRIGHT 1903 FLYER A ESCALA NATURAL AMB MOTIU DEL CENTENARI DEL PRIMER VOL AUTOPROPULSAT
WRIGHT BROTHERS 1903 - FAMILIA GIL 2003
5. Com esta fet el FLYER.
Dimensionalment, prenen com a referència els plans procedents del NASM i tot el material fotogràfic disponible, s'estima que l'exactitud de la rèplica està entorn del 95%.
A
partir d'aquesta documentació amb l'ajuda del programa CATIA de
CAD, s'ha generat un model 3D virtual. Aquesta eina ens ha permès
obtenir seccions i cotes noves que no estan originàriament en els
plans, gene
rar
plantilles de treball, dissenyar utillatges de construcció i per
al muntatge de la rèplica, etc.
D'aquesta manera, hem fabricat una a una la major part de peces i components amb precisió, donant-los l'acabat final i guardant-les fins al moment del muntatge, reduint a un període de temps curt la necessitat de disposar d'un local gran, estalviant espai i moltes hores de treball. Això ha estat fonamental per planificar de forma eficaç el nostre escàs temps lliure.
Respecte als materials utilitzats s'ha respectat, sempre que ha estat possible o convenient, el tipus i natura dels originals utilitzats el 1903 pels germans Wright.
Per a la construcció de l'estructura central (fusellatge), muntants alars i timons s'ha utilitzat fusta de freixe i spruce (avet americà) de forma idèntica a l'original en totes les peces vistes. En els plans i timons s'ha substituït, en alguns casos, el spruce per pi d'oregó i melis però sempre en peces que queden ocultes sota l'entelat i per tant, no son visible. Un exemple són els travessers de les ales fets amb melis a causa de la dificultat de trobar llistons de spruce de la secció i longitud necessària.
En
general, el disseny del Flyer es basa en una estructura molt l
leugera
de llistons, utilitzant fusta de freixe en els components estructuralment
més sol·licitats i fusta de spruce en la resta. La unió
entre si de les peces es realitza mitjançant ferramentes metàl·liques
i escaires cargolats directament amb tirafons de cap pla (si la ferramenta
ha de quedar fix), o bé amb cargols de cap rodó amb les
corresponents femelles (en cas de peces desmuntables).
Els plans, dividits en tres seccions (un entreplà central i dos semiplans) mantenen el mateix concepte. Les costelles fetes en l'original amb dos llistons (el superior de freixe i l'inferior de spruce) s'uneixen als travessers (de spruce) mitjançant unes tires metàl·liques que al seu torn van envoltades d'una xapa soldada i clavada. En el nostre cas la fusta utilitzada ha estat melis reproduint de forma idèntica tots aquests elements, però reforçant les unions amb un adhesiu per donar més estabilitat a l'estructura abans de l'entelat. La unió entre les tres seccions es realitza mitjançant unes platines cargolades als travessers, cosint al final del muntatge les teles de cada secció lateralment.
La
lleugera estructura de travessers i costelles que formen els plans manca
de costelles mestres i diagonals. Només els entreplans tenen intercalades
algunes costelles de doble gruix que no poden considerar-se pròpiament
com a mestres, a més de les costelles diferenciades que té
l'entreplà inferior per suportar el motor i el lloc de pilotatge.
Com a conseqüència l'estructura dels plans presenta una rigidesa
en la direcció de vol molt baixa sent altament deformables.
Tota la rigidesa al conjunt és proporcionada únicament per
el teixit que els cobreix, una de les raons per la qual el teixit està
col·locat amb la veta a 45° respecte a la direcció de
vol.
Els
dos plans van units per 18 muntants de spruce totalment arriostrats amb
fil d'acer en la secció central (entreplans) i arriostrats de fo
rma
parcial en els semiplans per permetre la torsió dels mateixos.
La unió de muntants i arriostrats als plans es realitza mitjançant
uns ferraments característics cargolats als plans i lligats als
muntants. Els arriostrats posteriors dels semiplans estan units d'un costat
a l'altre de l'ala passant a través de politges, connectats a la
bancada del pilot constituint el sistema de torsió dels plans mitjançant
el desplaçament lateral de la bancada proporcionat pel maluc del
pilot.
El
timó de profunditat està format per dos bastidors (spruce)
que acaben amb arcs de cercle en les puntes units per escaires cargolades,
formant una vora marginal característic i diferent del dels plans.
L'estructura de cada timó la completen una 
sèrie
de costelles (freixe) amb una mica de curvatura encaixades en un buit
sobre el bastidor i un travesser central (spruce) que s'uneix a la resta
del timó a través del propi entelat, sent la tela el que
dóna realment cohesió al conjunt.
El curiós sistema de comandament està format per 3 balancins
fitxes (lligats a través d'una ferramenta) a una barra rodona que
fa d'eix, accionada per politja des de la barra de comandament. Aquests
balancins van units als bastidors mitjançant un conjunt de 12 bieles
(spruce). Aquest conjunt forma un mecanisme de zero graus de llibertat
o sigui, una estructura rígida. El moviment dels timons s'aconsegueix
gràcies a la deformació dels propis timons deformació
que es produeix a les costelles i en la pròpia tela.
El
timó de direcció està format per dos marcs rectangulars
de fusta de spruce units mitjançant ferramentes a un parell de
travessanys situades en els extrems superiors i inferior. Del centre d'aquests
travesanys
també
mitjançant ferramentes s'efectua la unió a les dos "V"
de spruce que formen l'estructura que suporta el timó. Tot aquest
conjunt està subjecte verticalment per un únic arriostrat
que surt del ferrament superior del muntant central dels entreplans cap
al travessany inferior.
El moviment del timó es fa de forma sincronitzada amb la torsió
dels plans a través d'una sèrie de balancins i cables d'acer
units al sistema de cables que torsionen els plans.
Per
a la constru
cció
de les vores marginals dels plans i de l'estabilitzador horitzontal, i
els travessers en forma de "L" que uneixen l'estabilitzador
a l'estructura central ha estat necessari construir utillatges i conformadors
adequats per vaporitzar, corbar i encolar les fustes.
Tots els components de fusta s'han tractat per a la seva conservació amb un fons incolor protector contra la humitat i insectes i s'han acabat amb diverses mans de vernís incolor de poliuretà.
Quant al recobriment tèxtil del Flyer, originàriament es va utilitzar mussolina sense blanquejar a la que no se li va aplicar cap vernís tensador. La tensió necessària per al vol es va realitzar estirant i tensant la tela en la direcció adequada en el moment de la seva col·locació, estant situada la veta de la tela a 45° respecte l'eix transversal. En aquest cas ens vam plantejar, a priori dues alternatives:
- La utilització del mateix tipus de tela (mussolina) o una semblant com el cotó cru tallat, cosit i aplicat, segons les indicacions dels plans del NASM. La fidelitat a l'aspecte origina! seria màxima, però tindríem l'inconvenient de no tenir protegit el teixit contra els agents atmosfèrics (humitat, brutícia, amb la qual cosa en un període de temps relativament curt, la rèplica podria presentar un aspecte poc satisfactori per a la seva exhibició (tela destensada, brutícia adherida permanent, humitat, ...).
- Utilització d'un teixit alternatiu sintètic o barreja sintètic-natural, amb el màxim semblant possible quant a color i transparència que l'original i que presenta cert grau d'impermeabilitat. Les característiques d'aquest recobriment haurien de permetre la neteja i manteniment periòdic. Amb una solució d'aquest tipus, garantiríem la conservació i manteniment durant un període mes llarg de temps.
La
decisió final ha estat utilitzar cotó per aconseguir un
aspecte el més fidel possible al real. D'altra banda, l'elasticitat
del cotó enf
ront
de la d'un teixit sintètic garantia més l'èxit de
l'entelat. L'operació de tensat s'ha d'efectuar en dues fases,
la primera en clavar la tela en les vores d'atac de cadascuna de les tres
seccions que formen cada pla (tensió en la direcció de la
corda ràfec o de vol); la segona, en el moment de cosir entre si
les tres parts que formen cada pla (tensió en direcció transversal
al vol al llarg de l'envergadura ràfec) , Totes aquestes estirades
s'han de tenir en compte en el moment en què es tallen i cusen
entre si els trossos de tela formant una mena de funda que després
es clava sobre els plans.
La
possibilitat d'aplicar un tensador incolor (solució habitual en
l'entelat d'ales d'avió) que al mateix temps protegís i
impermeabilitzés la tela va quedar totalment descartada. A causa
de la curvatura del perfil i, en general, al propi disseny estructural
de l'ala l'aplicació d'un tensador produiria un aspecte, visual
desastrós (amb les característiques valls entre costelles,
deformacions, etc), És interessant comprovar com la disposició
de la veta a 45° evita, malgrat estar tensada, la formació
de valls entre costelles.
L'entelat dels timons, també efectuat, segons els plans del NASM, presenta problemes semblants als plans. S'ha de tenir en compte l'estirada necessària per que la tela quedi tensa. En aquest cas, la tela posada també amb la veta a 45° té una sèrie de tires cosides que formen fundes (semblant a una tenda de campanya) per les que s'introdueixen les peces de fusta.
E
ls
extrems descosits pels que s'introdueixen les fustes serveixen per cargolar
les escaires i cargols que subjecten les fustes entre si. L'última
operació és cosir a mà els extrems oberts. Les peces
de tela i fundes s'han de tallar i cosir a una mesura "lleugerament"
menor que les estructures de fusta que cobreixen amb l'objectiu que queden
tensades un cop col·locades.
El
motor i els seus sistemes (radiador, dinamo, dipòsit) han estat
totalment reproduïts, ob
viant
les parts internes del motor no visibles i reproduint exactament l'exterior.
En aquest cas, la utilització de materials ha estat pràcticament
idèntica a l'original a fi d'obtenir el màxim realisme en
totes les peces (acer, llauna, coure, bronze, mica, .. .), sent els mecanismes
del motor totalment funcionals. Únicament, per a les peces de fosa
(com el bloc motor, originàriament d'alumini fos) ens vam plantejar
la possibilitat d'utilitzar materials alternatius. Finalment, es va decidir
utilitzar placa mecanitçable de poliuretà. Es tracta d'un
material modern dissenyat especialment per a la fabricació de models
i prototips. Un Cop mecanitzat el bloc s'ha pintat amb una pintura d'aspecte
granulós per donar-li l'acabat característic de la fosa.
Les
cadenes de transmissió del motor a les hèlixs van plantejar
una sèrie de problemes no previstos inicialment. Les cadenes original
eren de 1 polzada de pas, segons els plans.
Actualment és una mesura estàndard, comú per a cadenes
de transmissió i transport, el problema és que segons els
estàndards actuals de fabricació la cadena d'1 polzada te
el diàmetre de rodets i l'amplària molt més grans
que les cadenes utilitzades el 1903. La utilització de la cadena
actual suposava modificar els plats dentats de transmissió de l'eix
de l'hèli
x
i del cigonyal del motor sensiblement respecte a les peces originals i,
el pitjor, és que ens obligava a utilitzar uns tubs per a la guia
de la cadena de diàmetre molt superior al real. Després
d'analitzar el problema, la primera conclusió va ser que era imprescindible
respectar al màxim els diàmetres exteriors de tots els tubs
que formen el conjunt de transmissió. Les visites a alguna de les
web de rèpliques del flyer que s'estaven fent als EUA ens va sorprendre,
ells havien tingut el mateix problema. La solució adoptada obvia
utilització d'una cadena estandard actual de pas menor d'l polzada
tal que passi bé per l'interior dels tubs. Es tracta d'un mal menor
que obliga a canviar el nombre de dents de les rodes, lleugerament el
seu diàmetre i òbviament el pas i grandària de la
cadena. Convençuts però no satisfets nos en vam adonar que
pensar en la cadena com un element estandard a comprar a la ferreteria
ens havia limitat la solució. Si estàvem fent una rèplica
gairebé exacta del flyer no ens anava a venir de la cadena. La
solució final va passar per desmuntar la cadena de 1 polzada, aprofitar
les baules (pràcticament idèntics) i mecanitzar als eixos
i rodets nous més estrets i amb el diàmetre corresponent
a la cadena de 1903. Al final, vam poder respectar totes les peces segons
l'original, amb l'única modificació de disminuir l'amplària
dels plats dentats.
Les
ferramentes i parts metàl·liques s'han tractat amb una imprimació
i pintats amb pintura negra per donar-los un bon aspecte i evitar l'oxidació.
Les parts mòbils del motor i transmissió que han d'oferir
el seu aspecte metàl·lic s'han fosfatat i engrasat adequadament.
Per als elements d'unió (tonillería, volanderes, puntes, etc.), en general, s'han utilitzat elements normalitzats actuals, procurant que el tipus i dimensions siguin el més aproximat possible als originals, molt ben documentats en e1s plans del NASM.
Pel
que fa als comandaments de control de l'aeroplà s'h
an
construït tal com eren, totalment funcionals, podent efectuar la
torsió dels plans i accionament del timó de profunditat
des del lloc de pilotatge. De forma idèntica, el comandament de
posada en marxa, claus de combustible i instruments s'han reproduït
fidelment, accionant-se tots els mecanismes amb el comandament de posada
en marxa.
Com esta fet el FLAYER