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Después de muchos meses de estudio, de diseño, copia y adecuación de otros diseños claro está. Después de pasar por la biblioteca de la Universidad Nacional de La Plata en búsqueda de un par de libros sobre el tema... Después de todo eso, pude terminar con el tren de aterrizaje.
Si posteo una simple foto como la de arriba y escribo: "Listo, trabajo terminado." Ustedes creen que estuve meses para soldar seis tubos. Y lo que es peor, dejo implícito que sí; es una tarea muy tonta que se hace en 15 minutos y que yo demoré meses por que he tenido otras cosas mejores que hacer.
Pero no. Aquí voy a hacer esto tan extenso como largo me ha resultado la tarea, la cual realmente demanda mucho trabajo y dedicación.
Al menos a mí me resulto de este modo.
Desde el comienzo me debatí entre dos sistemas, la "soguita" sandow como le llaman, o un sistema de resortes.
Pros y contras de la soga Sandow:
La "soguita" sandow, para el que no la conoce, es una cuerda especial, que va enroscada entre el tubo del tren de aterrizaje y el tubo del fuselaje en algunos casos, en otros, la soga enrolla dos tubos propios del tren como es el caso del Piper J3, tal cual se ve en la foto debajo.
Cuando el avión aterriza, los tubos se separan y la soga se estira.
Un avión con sistema de doble parrilla. A la izquierda, la "soguita" Sandow, a la derecha, un sistema con resorte. En este caso el sistema de la soga está siendo reemplazado por el sistema del resorte.
Ahora; El sandow tiene la ventaja de ser un sistema simple, económico (aunque la soguita no es tan barata) y liviano. Se le gradúa la dureza manualmente; si el sistema queda duro le desenroscamos algunas vueltas y si queda blando lo enroscamos más.
El resorte en cambio se encuentra en su estado natural, se comprime en el aterrizaje y se estira luego, me parece un sistema mucho mas prolijo aunque mas pesado y probablemente más cara su implementación además...hay que calcularlo.
O no, depende de cada uno, pero queda a suerte y verdad que demos con el resorte ideal, tal que no quede muy duro, ni demasiado blando. Aunque si quedara demasiado blando no sería en verdad el problema.
Yo voy a calcular mi resorte, y se puede ver en el apartado de teoría, así no contamino esta entrada con fórmulas.
Ahora vamos a ver qué implica esto de diseñar o implementar el sistema del resorte:
Lo primero que hice cuando me decidí por el sistema con el resorte fue comprar los que se venden en la página de Aircraft spruce, probablemente me arriesgué demasiado, no era muy difícil imaginar que cualquier resorte no va para cualquier avión, pero supuse que a grandes rasgos, como los experimentales en general son de similares características, le quedarían bien en cuanto a dureza.
Sin embargo pude haberme equivocado a lo grande y de hecho lo corroboraré después en los cálculos.
Como primer paso, fue necesario dibujar el sistema ideado, de otro modo no es posible implementar nada:
Las línea de cota de este dibujo que es extracto de un plano posteriormente fueron parcialmente modificadas, pretendo aclarar esto para que no sean copiadas tal cual.
Hay que observar la altura del fuselaje al piso para el largo de los tubos del tren, no vaya a ser cosa que cuando el fuselaje "caiga" en el aterrizaje por la acción de la compresión del resorte, la hélice se acerque peligrosamente al piso, hay que respetar la trocha y especialmente el ángulo de 5º que le he dado a las ruedas de "camber" hacia adentro. El tubo horizontal inferior no es parte del sistema, es un auxilio para la colocación del resto de los elementos.
Despues de diseñar el sistema y dibujarlo, no queda otra que poner manos a la obra
Como primer y fundamental medida: Conseguir los cilindros donde van alojados los resortes, me considero realmente con mucha suerte, el espesor del cilindro es el que necesito y el diámetro es el justo para que los resortes quepan perfectamente sin bailar dentro. El acero es de una aleación también ideal (SAE 1030)
La distancia que le he dejado desde el extremo del resorte al extremo del cilindro se debe al rebote del resorte después del aterrizaje, una vez comprimido, la energía acumulada será liberada, esto hará que el resorte se eleve unos tres centímetros. Si no pretendo que en esa descompresión el resorte golpee la tapa, deberé dejar ese espacio.
Cortar un cilindro no fue difícil, ahora se viene el baile con las herramientas y equipos básicos de taller, es decir, sin torno ni ninguna otra herramienta o equipo especial...empezar a hacer las tapas o anillos.
Solo con agujereadora de banco, mecha copa y mucha paciencia.
Con la amoladora de banco le voy dando forma a las tapas que luego serán anillos.
Un detalle importante BISELAR todo aquello que vaya soldado y que posea espesor de mas de 3 mm. de lo contrario ¿Cómo haría sino para soldar una pieza de 1,25 mm de espesor a otra de 5 mm. de espesor?.
Trabajo un poco más, vale la pena hacerlo bien y más si mi soldadura no es profesional.
Del mismo modo, para el anillo que irá soldado debajo del cilindro se practica otro bisel dentro y resta el bisel fuera, la circunferencia perfecta no es necesaria, ya que irá, como dije, soldado al cilindro. Hacen falta cuatro anillos, más dos discos con corte rectangular para el herraje que toma al fuselaje.
Como si fuera una vista explosionada. El eje que va dentro del cilindro pasando por el anillo inferior que no se encuentra a la vista, el resorte en el eje con su anillo soldado a él en la parte superior y finalmente la tapa del cilindro
Toda la evolución en la construcción de este herraje en particular.
Serán dos (uno para cada pata del tren) que comienzan siendo vírgenes partiendo de un bloque de acero de 10 mm. de espesor. Acanalado en el medio por medio de amoladora y luego limados hasta darle la terminación adecuada en el centro.
Luego agujereados.
Estos herrajes se sueldan a la tapa del cilindro y toman (en el agujero por medio de un bulón) en otro herraje soldado al tubo horizontal del fuselaje como se ve presentado en la imagen de la izquierda
Finalmente, un cilindro terminado con su resorte dentro.
El herraje mostrado arriba se ha insertado en la tapa hasta atravesarla y se encuentra soldado desde adentro de la tapa, de este modo me aseguro de lograr un perfecto encastre y soldadura en esta parte tan crítica.
Quizás de lo más difícil de hacer: La tapa del cilindro que he mencionado arriba, donde en el medio hay que practicar un agujero rectangular para que pase el herraje. Como he dicho no quiero soldar sobre él, pretendo insertarlo y de esta forma reducir el peso, también que quede bien encastrado
La tapa y el cilindro a su vez están agujereados transversalmente ya que por estos agujeros pasarán sendos bulones que ajustan la tapa a él. Esto da mucho mas trabajo, pero permite desarmar el sistema para inspección.
Y claro está, el bulón no puede atravesar los agujeros y "bailar en la nada dentro", es necesario un tubo de guía.
Finalmente, el herrraje que se suelda a los tubos del fuselaje presentado en un tubo cualquiera, para verificar que todo encastre
Una vez hechas las verificaciones del caso, el herraje, convenientemente agujereado para alivianar peso (mecha copa, agujereadora de banco y paciencia) se suelda al fuselaje
¿Recuerdan eso del "Apoyo de la familia"?...sep, esa es mi señora
Finalmente después de lidiar bastante, el sistema quedó armado
Aquí se puede apreciar el "camber" que le dí a las ruedas, si no me han fallado los cálculos, son 5º para cada una.
Posteriormente, una vez el avión se encuentre completo con su peso máximo, los resortes se encontrarán comprimidos y las ruedas estarán casi derechas, o a lo sumo, con algún grado de inclinación hacia dentro.
Este detalle es importante considerarlo más si el resorte es blando
los OTROS TUBOS
los OTROS TUBOS
Todo lo expuesto hasta aquí refiere en general a herrajes que conforman el tren de aterrizaje y en particular el tubo que contiene el resorte.
Pero hay otros dos tubos que conforman cada semi-tren aparte del tubo del resorte. Estos tubos fueron trabajados como describo abajo en cada imagen
Este tubo contiene otro mas pequeño y transversal por donde pasará el bulón, se angosta en el extremo presionándolo con una morsa, luego se le practica una boca de pescado tal que el tubo del bulón quepa perfectamente
Una vez realizado lo anterior, se procede a soldar el tubo transversal al tubo que hace las veces de pata del tren de aterrizaje, éste se ve cortado ya que es el tubo trasero al que luego se le suelda otro tubo en ángulo
Lo mencionado arriba se practica en los cuatro tubos, luego se cortan "tapas" de acero de 1,6 mm de espesor, se apoyan a la mitad sobre el tubo transversal y se doblan con ambas manos.
Si la tapa es muy gruesa será difícil doblarla, necesitando otro método. Una vez hecho esto, se suelda alrededor de todo el perímetro en el tubo de la pata del tren y en el tubo del bulón.
En esta imagen se observa el tubo trasero y delantero que toman al eje, lo que intento mostrar es la relativa complejidad de las bocas de pescado que habrá que realizar para poder unir los tres tubos soldando sin espacios vacíos en el medio, lo que genera una soldadura más eficiente.
La misma imagen en otra perspectiva, al tubo del eje posteriormente habrá que soldarle la platina de la rueda, en mi caso esto lo he hecho con la rueda colocada, de modo de poder verificar el centrado de las ruedas. Al soldar cada componente es imposible que no "tomen" y posteriormente no queda centrado.
Y una última imagen de "más de lo mismo".
Aquí se observa un poco mejor el eje con la ranura por donde toma el tubo del resorte y sus agujeros en donde pasa el bulón que une a esos tubos.
Abajo se observa algo azul; Es un plano en escala real, que me ha servido para dimensionar cada tubo por separado. Sin embargo no aconsejo soldarlos entre sí sobre el plano, ya que como dije, la soldadura "toma" y los tubos jamás quedarán en la posición deseada. Esto toma vital importancia cuando se necesita lograr que los tubitos por donde pasan los bulones coincidan también con los agujeros de los herrajes soldados al fuselaje.
Misión imposible...He tenido que hacer el tren de aterrizaje dos veces debido a esto.
Se debe trabajar cada tubo por separado, luego unirlos a los herrajes del fuselaje por medio de los bulones y posteriormente ir soldándo los tubos entre ellos.
Hacer también las bocas de pescado con los tubos unidos al fuselaje. Al soldar, los agarres cumplirán la función de limitar el movimiento debido a la "toma" por la soldadura y el sistema quedará así perfecto.
Del mismo modo que lo dicho, es de vital importancia soldar la platina de la rueda al eje, con la rueda colocada.
De este modo se puede verificar la alineación de ambas ruedas, en todos los planos, y de ser necesario se podrá "reacomodar" cada platina hasta lograr la simetría entre ambas ruedas, dar el camber deseado (si se desea hacerlo) y la alineación.
En este caso hay que ir soldando de apoco, con cordones cortos y esperando el enfriamiento entre cada cordón, para evitar que el calor de la soldadura nuevamente genere movilidad en las platinas y luego no queden en la posición deseada
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