Caietul de sarcini ‘IAR80R’

Proiectul IAR80R urmărește reconstruirea avionului românesc IAR 80, dezvoltat în perioada premergătoare celui de-al doilea război mondial, fiind operațional pe front între 1941-1945 iar apoi ca avion de antrenament până în 1952. După război, numărul avioanelor IAR80 s-a redus considerabil , iar în prezent nu există nici un exemplar recuperat, original. Obiectivul principal al proiectului este acela de restituire istorică, oferind publicului larg din România, dar și din afara țării, posibilitatea de a experimenta o replică cât mai fidelă a avionului original IAR80, în Mock-up virtual 3D, in demonstrații statice și de zbor. În acest sens, au fost recuperate importante documente istorice din perioada de construcție a avionului (1939-1943) iar acestea vor constitui în mare parte fundamentul proiectului.

Asociatia ‚Sky Legend’ a actualizat informațiile și obiectivele în cadrul proiectului IAR80R , a structurat și a planificat din punct de vedere bugetar și timp toate activitățile ce urmează a fi desfășurate în proiect. Astfel o nouă Ediție a Caietului de Sarcini a fost realizată și discutată în cadrul Echipei.

Asociația, înființată în ianuarie 2019 a inițiat acest proiect pe bază de voluntariat cu pasionați de istorie și de tehnică, în special cu dorința de recuperare a istoriei tehnice aviatice românești prin activități, servicii sau acțiuni specifice. Proiectul a fost început din inițiative private și integrat mai târziu în acțiunile și scopul Asociației “SKY LEGEND”. 

Evolutia etapelor preliminare precum și situația actuală a proiectului se pot urmări temporal în graficul atașat ‘Road map’ :

  • 2015 – Primele inițiative private
  • 2017 – Primele măsurători tehnice
  • 2018 – Primul Mock-up scara 1:4 Solidworks
  • 2018 – Crearea Asociației SKY Legend
  • 2019 – Primele articole, interviuri, încercări producție (activitate tehnică, istorică, media)
  • 2020 – Restructurarea Asociației și declararea Scopului Proiectului către Autoritatea Aeronautică Română
  • 2020+ – Dezvoltarea Proiectului (după Caietul de Sarcini ediția revizuita v 1.0 /2020)

Roadmap Proiect IAR80R

Scopul și obiectivele proiectului

Conform Statutului ASOCIAȚIA își propune realizarea următoarelor obiective ce intră în scopul proiectului avionului IAR 80R: recuperarea informației originale, realizarea unui model 3D precum și crearea unei replici la scara 1:1, funcțională, în stare de zbor.

Scop si obiective principale:

  • Constituirea unui fond de documentare care să cuprindă date și informații legate de avionul IAR 80: documentație de construcție, manuale, cărți, planșe, fotografii, filme, etc.
  • Realizarea unui Mock-up 3D fidel documentatiei originale
  • Realizarea documentației de execuție a avionului replică și a pregătirii de fabricație aferente, prin proiectare de către membrii asociației și prin colaborare cu terți
  • Realizarea în colaborare cu firme specializate a avionului IAR 80R
  • Realizarea de teste la sol si de zbor pentru autorizarea la zbor a avionului
  • Înmatricularea avionului, exploatarea și participarea la demonstrații în zbor
Structură Proiect

Pentru buna urmărire a unui astfel de proiect inedit, complex și de durată s-a considerat împărțirea proiectului în mai multe componente relevante, ce au etape de lucru ușor de identificat, distinctibile temporal și cu obiective identificabile.  Alături de capitole precum Project Management și Comunicare și Media, ce se vor desfășura de-a lungul întregului proiect, capitolul Tehnic a fost împărțit în funcție de specificul și complexitatea activităților ce vor fi desfășurate.

Proiectul tehnic va fi structurat în 3 Părți principale: partea de ’ Design și Mock-up’, partea de ‘Producție avion’ și urmărirea constantă a ‚Calității și Siguranței’ . Fiecare dintre acestea va conține o structură internă a pachetelor de lucru specifice.  Exceptând recuperarea informațiilor tehnice, alegerea și luarea deciziilor privind tip-ul avionului pentru 3D design și varianta prototip în producție la scara 1:1, precum și alegerea și achizitia motorului și echipamentelor, desfășurarea celor 3 părți tehnice principale  va începe decalat.

Structura proiectului pe capitole principale este prezentată grafic în figura de mai jos:

În caietul de Sarcini, Proiectul Tehnic și structurarea obiectivelor fiecărei Părți tehnice s-a făcut luând în considerare gruparea acestora astfel:

Partea 1 numită ‘Design și Mock-up 3D’  acoperă:

  • Documentarea istorică și tehnică – Recuperare documentelor tehnice și istorice, scanare, arhivare, catalogare, redactare și transformare în format de utilizare pt Modele 3D
  • Design 3D – Modele 3D (realizate în Solidworks) conform original și variante constructibile
  • Calcule de verificari și validare CFD, FEM
  • Media și Comunicare – Articole istorice, articole despre activitatea de proiect și prezentare www;

Această parte va urmări în principal activitățile de design , construcție 3D, analize și verificări, documentare tehnică a proiectului prin participarea voluntară a  membrilor asociației ‘Sky Legend’.

Partea 2: numită ‘Producție’ acoperă Pregătirea pentru producție, producția propriu-zisă precum și etapele de întreșinere: 

  • Informare pre-producție, capacitate producție și furnizori – Nomenclator piese, Lista furnizori
  • Informare și achiziție Motor – achiziție Motor (faza finală)
  • Proiectare și pregătire producție și achiziții – 3D/2D; producție și achiziții piese, scule/SDV/instrumente
  • Productie – Listă livrari, producție
  • Asamblare și Montaj – Logistică, asamblare subansamble și avion final
  • Proiectare și achiziții echipamente și utilaje pt întreținere și exploatare – Echipamente, utilaje întreținere și exploatare
  • Documentație pentru producție și arhivare – Arhivă și documente de proiect
  • Media și Comunicare – Articole despre activitatea de producție în proiect

Costurile referitoare la achiziții, producție, întrețineri vor fi acoperite din Bugetul proiectului. Acesta se va baza pe sponsorizari sau prin Contracte de colaborare cu alte instituții sau firme. Se urmărește colaborarea cu diverse instituții/companii pentru producția de piese și subansamble. Montajul și asamblarea finală se va face într-o locație stabilită în parteneriatul de montare, întreținere și exploatare.

Partea 3: numită ‘Calitate și siguranță’ acoperă partea de calitate a pieselor, siguranța zborului dar și documentație referitoare la acestea, precum și documentația necesară acreditărilor și acordării dreptului de zbor. Etapele de întreținere, documentație tehnică proiect (manuale) și primele meeting-uri și expoziții aviatice vor intra sub incidența acestui capitol.  

  • Documentația de calitate – Norme de calitate, Lista de modificări (Change Design), Reparații și concesii
  • Verificări și măsurători de calitate și conformitate – Documentație verificări
  • Documentație tehnică și manual – Documentație tehnică (notița tehnică), Manual de Zbor
  • Transport și întreținere – Norme de transport și întreținere; Manual de întreținere
  • Documentație pentru autorizarea de Zbor – Teste sol și de zbor, Cereri și Documentație oficială pt autorizația de zbor (certificat de zbor)
  • Participare și pregătire pentru Expoziții și Meetinguri – Juranle, Proceduri, Documentații
  • Documentație proiect și arhivare – Arhivă și Documente proiect
  • Media și Comunicare – Articole activitate de producție în proiect, prezentare WWW;
Planificarea Proiect

Timpul acordat desfășurarii proiectului este legat și de o serie de factori de risc. Sunt de menționat nu numai dificultățile tehnice precum găsirea unui motor compatibil, similitudinea și adaptarea sistemelor și instalațiilor hidraulice și electrice, producția unui avion în stare de fucționare și aprobările de zbor necesare, dar și riscurile sociale precum: interesul publicului pentru istorie în timp de pandemie Covid și pierderea treptată a generației anilor ´40  ce a dezvoltat și utilizat acest avion.

Luând în considerare ineditul proiectului și dificultățile ce pot apărea în orice etapă și capitol al acestuia, Proiectul IAR 80R se va derula pe o durată de minim 5 ani. O scurtă prezentare ‚Roadmap’ este ilustrată în graficul următor:

Costurile și Buget Proiect

Referitor la Costurile și Bugetul alocate proiectului, pentru o primă estimare a costurilor și bugetului necesar, se pleacă de la următoarele premise:

  • Partea P1 ‘Design și Mock-up’ și de organizare a proiectului va fi suportată de către membrii Asociației sub forma unei implicari active, voluntare pe baza de inițiative precum și conform experienței, cunoștințelor și capacități de implicare.
  • Partea P2 a proiectului, partea de Producție și exploatare va fi parțial bugetată. Se consideră că achiziția pieselor, producția acestora, asamblarea precum și activitățile de întreținere și exploatare a avionului (produsului) vor trebui finanțate. În acest scop se vor urmări încheiarea contractelor de sponsorizare, atragerea investițiilor care să acopere cheltuielile necesare. Se urmărește implicarea partenerilor în cadrul proiectului sub forma de sponsorizare sau de colaborare. După caz, nivelul de implicare, interese sau diverse alte considerente se vor încheia Contracte de colaborare, parteneriate sau contracte de sponsorizare.
  • Partea P3 a proiectului, partea de Calitate și siguranță va fi deasemenea parțial bugetată. Execuția testelor la sol și în zbor, precum și cheltuielile necesare întreținerii și exploatării dar și cheltuielile cu documentația necesară aprobăriilor de zbor și a manualelor vor intra în cadrul Costurilor de proiect. Se urmărește obținerea de parteneriate și sponsorizări care pot să acopere aceste cheltuieli.

Bugetul estimat pentru întregul proiect include activitatea Membrilor și partenerilor pe bază de voluntariat ce se rezumă la nu mai pușin de 14.000 de ore. Costurile de achiziție piese, instalații, subansamble sau materiale precum și partea de producție și testare se estimează inițial la o valoare de cca. 550.000 Euro .  Colaborări, sponsorizări și implicarea activă a partenerilor în proiect sunt benefice și încurajate în proiect.

O comparație istorică, inedita  cu estimările proiectului datând din 1941 sunt de găsit în ‚Catalogul Pieselor de schimb al IAR81 (Anul ediției 1941) :

Asociația Sky Legend prin activitatea proiectului va contribui major la recuperarea documentației originale, transformarea ei în informație digitală, păstrarea acesteia peste generații și nu în ultimul rând punerea la dispoziția publicului larg. Generații de studenți de aeronautică, dar și publicul interesat va putea dispune de o machetă 3D virtuală a avionului ce poate fi folosită în scopuri educative și de intsrucție a noilor ingineri și pasionați de aviație.  Necesitarea recuperării istorice printr-o reconstrucție fidelă și realizarea unui prototip la scara 1:1 , în stare de utilizare și zbor este considerația de bază a proiectului.

Se dorește ca IAR 80R să devină o dovadă a ingeniozității tehnice românești și o sursă de inspirație pentru generațiile viitoare de ingineri, aviatori și pasionați de tehnică și aviație din România și oriunde în lume.

Autor: ing. Daniela Costăchescu

Instalația elicei la avioanele IAR 80/81 (partea a-II-a)

Motorul electric pentru reglajul elicei (VDM 9-9500.12) era produs de firma Bosch, fiind același tip de motor care echipa și avioanele Messerschmitt din seriile inițiale.

Motorul electric pentru reglajul elicei VDM 9-9500.12

Motorul VDM 9-9500.12 era un motor de curent continuu de 24V, dublu sens, reversibil pentru a permite adaptarea la sensul de rotație el elicei și cu o putere nominală de 80W la o turație de 2500 rpm. Conectarea cu angrenajul de acționare a palelor și cu limitatorul VDM 9-9500.52 se făcea printr-un ax flexibil conform standardului DIN Kr 5532.

 Comutatorul limitator al elicei era de tipul H&B VDM 9-9500.52 (C-3210-E2 în nomenclatorul I:A.R.). În figura de mai jos sunt reproduse un desen din catalogul de piese I.A.R. și o fotografie a aceluiași comutator instalat pe Messerschmitt.

comutatorul limitator al elicei: IAR 80 / Bf-109

Toate componentele electro-mecanice din ansamblul elicei erau conectate prin axe flexibile conforme standardului DIN Kr. 5532 fabricate la I.A.R.

axe flexibile fabricate de I.A.R.
axe flexibile originale VDM

Restul componentelor din ansamblul elicei (angrenajul principal, angrenajul motor și butucul elicei) au fost identice cu cele care au echipat Bf 109E așa cum putem observa din imaginile de mai jos.

Angrenajul principal al elicei (VDM 9-11014.56)

Angrenajul motor (VDM 9-0142.62)

Angrenajul motor VDM 9-0142.62: IAR80 / Bf-109E

Butucul elicei (VDM 9-081.25)

În figura de mai jos este ilustrat lagărul palei de tip VDM 9-11 081.40 compatibil cu butucul VDM 9-081.25., cel mai probabil utilizat și la I.A.R. 80/81.

Palele elicei VDM

Nu deținem informații precise asupra palelor elicei VDM 9-11 131 dar putem presupune cu un grad mare de probabilitate că erau o copie în oglindă a palelor montate pe Bf 109E având în vedere faptul că ambele avioane foloseau componente VDM comune, dimensiunile elicei erau aceleași (3 m diametru) iar puterea motoarelor DB601A și I.A.R. 14K similară. Asemănarea se poate observa în ilustrațiile de mai jos.

Elicea Bf-109E (VDM 9-11.081 A, anul 1941) – logo clasic VDM triunghiular

Fotografia alăturată reprezintă una din palele elicei avionului IAR 80 C Nr. 264 pilotat de adjutant av. Olaru Aurel doborât pe data de 4 Februarie 1944 în Marea Neagră printr-o eroare a apărării antiaeriene germane și recuperat de scafandrii amatori ucraineni în anii 90. [14]

În dreapta, o replică modernă a elicei VDM pentru Fw-190

Geometria elicei VDM

Palele elicei montate pe Bf 109 E cu sistem VDM manual (VDM 9-11 081 A ) erau de tipul 9-11 073.10 ilustrate în secțiune plană în figura de mai jos (extras din catalogul de piese VDM Ed. 1944 [8]). Diametrul elicei era de 3m iar diametrul lagărului elicei de 107 mm.

Același tip de elice a echipat și motoarele Jumo 211 A ale bombardierelor Heinkel He-111 H1,H-2. Imaginea din dreapta arată vederea desfășurată a suprafeței palei, distribuția unghiului și profilul palei elicei avionului Heinkel 111 [4]. Notă: datorită proiecției desfășurate, pala pare mai lată comparat cu secțiunea plană.

Palele elicei erau fabricate din Duraluminiu cu următoarea compoziție: 3,30% Cupru, 0,46% Fier, 0,43% Siliciu, 0,68% Mangan, 0,70% Magneziu, 0,02% Titan și restul Aluminiu.

‘Capota’ elicei

Capota elicei la avionul I.A.R. 80/81 a avut două forme, una mai rotunjită întâlnită mai des și o variantă cu vârful mai alungit. Aceste variații nu par să fie legate de un tip anume ci mai degrabă dictate de considerente logistice. Presupunând că acestea erau conforme cu modelele VDM pentru compatibilitate cu angrenajul principal al elicei cele mai probabile tipuri par a fi cele folosite pe Bf-109E pentru varianta cu vârful alungit (VDM 11 081.30) și tipul VDM -11 257.32 pentru varianta cu vârful rotunjit.

Autor: ing. Răzvan Mărgăuan

 

Bibliografie:

1. Notița tehnică a avionului de vânătoare I.A.R. 80 cu motor I.A.R. 14 K. IV. C. 32, Brașov 1941

2. Notița tehnică a avionului I.A.R. 80 Ediția II-a, Brașov 1943

3. Catalog piese de schimb I.A.R. 80/81

4. Notița tehnică a motorului IAR-14K IV c32, Brașov 1942

5. John D. Waugh, Particulars of the German VDM, SAE Journal Vol. 52, No. 8, 1944

6. Bedienungs und Wartungs­Vorschrift für die VDM-Verstelluftschraube, 1939

7. VDM-Verstelluftschrauben Geräte-Handbuch Beschreibung und Wirkungsweise sowie Bedienung und Wartung für elektr. Drehzahlregelanlagen, 1941

8. Ersatzteilliste für die VDM-Verstelluftschraube, 1939, 1941, 1944

9. Marco Fernandez-Sommerau, Messerschmitt Bf 109 Recognition Manual, Ian Allan Publishing, 2004

10. P. Blackah & M.V. Lowe, Messerschmitt Bf 109 Owners’ Workshop Manual, Haynes Publishing 2009

11. Principiile zborului, Aeroclubul României, București 2011

12. https://digital.deutsches-museum.de/item/73585/

13. ME109 Bf109 DB605 Engine Propeller pitch demonstration from a Luftwaffe Messersschmitt (https://www.youtube.com/watch?v=qIpZAu61OM8)

14. https://www.facebook.com/rww2aa/posts/iar-80-c-nr-264-esc49-gr-4-vtpilot-adj-av-olaru-aurel-shot-down-on-04021944-by-g/2454965397911586/

Instalația elicei la avioanele I.A.R. 80/81

În producția de serie avioanele IAR 80/81 au fost dotate cu elicele VDM (Vereinigte Deutsche Metallwerke), producător german cu fabrici în Frankfurt-am-Main-Heddernheim și Hamburg, Gross-Borstel care a echipat practic întreaga Luftwaffe pe durata războiului.

La prototipul I.A.R. 80 putem observa conul tipic VDM cu axul central gol dar într-o formă alungită, variantă întâlnită doar sporadic în producția de serie, precum și o varintă timpurie a siglei VDM în formă ovală.

Avioanele I.A.R. 80/81 de serie au fost echipate cu elice metalică tripală cu pas variabil de tip VDM 9-11 131. Reglajul pasului elicei se făcea manual de către pilot printr-un sistem acționat electric, acest sistem fiind utilizat pe toată durata producției.

În tabelul de mai jos sunt enumerate caracteristicile principale ale elicei extrase din notița tehnică a avionului: [2]

Tipul VDM 9-11 131 nu este un tip comun și nu îl regăsim în cataloagele VDM ale vremii [8], în schimb, așa cum vom vedea în continuare, componentele sunt practic identice cu cele folosite la variantele inițiale ale avionului Messerschmitt Bf 109 E. Principala diferență constă în faptul că motorul I.A.R. 14 K IV c 32 avea sensul de rotație antiorar (privind din cabina pilotului), sens opus față de motorul DB 601 A,N cu care erau echipate Bf 109 E.

Pentru a înțelege mai bine modul de funcționare al sistemului VDM cu care au fost echipate avioanele I.A.R. 80/81 este bine să recapitulăm principiul de funcționare al elicei cu pas variabil.

Elicea unui avion este in esență o suprafață portantă care, la fel ca și aripa unui avion, va furniza cel mai bun randament aerodinamic la un anumit unghi de atac, acesta din urmă fiind determinat în general de unghiul palei relativ la axul central al elicei și de viteza curentului de aer. În cazul elicei cu pas fix randamentul optim se poate obține doar la un anumit regim de zbor, de exemplu pentru zborul în urcare sau pentru zborul de croazieră la viteză constantă. Pentru a elimina acest neajuns, elicea cu pas variabil permite modificarea unghiului palei și implicit a pasului elicei (distanța parcursa de vârful elicei de-a lungul axului central la o rotație completă). Astfel, la diferite valori ale presiunii de admisie în motor corespund anumite turații și poziții ale palelor elicei.

În diagrama de mai jos sunt reprezentate 3 poziții tipice pentru:

  1. Pas mic, turație maximă a motorului și viteză mică (decolare, zbor în urcare)
  2. Pas mare, turație nominală a motorului si viteză mare (zbor de croazieră)
  3. Pas drapel, pentru rezistență minimă la înaintare în cazul defectării motorului

În funcție de modul de reglare al pasului elicei, sistemele VDM au fost construite în două tipuri:

  1. Sistem manual la care selectarea pasului elicei se face de către pilot la sol sau în zbor. Acest sistem putea fi convertit la modelul automat.
  2. Sistem automat, similar cu cele contemporane, care era dotat cu un regulator de turație constantă (governor) ce permitea menținerea turației elicei la un nivel constant prin reglarea automată a pasului la variația vitezei avionului sau a puterii furnizate de motor.

O caracteristică unică a sistemelor VDM era indicatorul de pas asupra căruia vom reveni pe parcursul acestui articol. În ambele variante, indicatoarele de pas puteau fi mecanice sau electrice.

Sistemul folosit la avionul I.A.R. 80/81 a fost cel manual cu indicator mecanic, acest tip de indicator fiind caracteristic avioanelor monomotor. Din păcate sistemul nu a fost îmbunătățit prin adaptarea la unul automat deși acest lucru se putea face relativ ușor (cum a fost de exemplu cazul avioanelor Bf 109-E). Dealfel Maiorul Hendrick al Luftwaffe care a testat avionul IAR 80 Nr.2 pe data de 23 martie 1941 a subliniat acest neajuns major.  Nu ne este clar care au fost considerentele ce au determinat această decizie din partea fabricantului I.A.R., poate speranța echipării cu un motor mai puternic, poate considerente de cost sau logistice, cert este că această limitare a constituit un dezavantaj important pentru piloții I.A.R. 80/81, în special în luptele aeriene.

Ansamblul instalației elicei la I.A.R. 80/81 este descris în diagrama de mai jos [1]

Motorul electric (a) era conectat la angrenajul reductor pentru reglarea unghiului palei (G) printr-un ax flexibil (h). Un ax flexibil similar (i) conecta angrenajul reductor cu comutatorul limitator (e). Acesta din urmă avea rolul de a menține variația unghiului palei într-o gamă de valori prestabilită, în cazul I.A.R. 80/81 valoarea minimă fiind de 25°. În partea opusă limitatorul era conectat cu indicatorul mecanic prin alte două axe flexibile (k, l) trecând prin peretele parafoc. Comutatorul manual (b) comanda creșterea sau scăderea pasului elicei prin intermediul limitatorului care la rândul său acționa motorul electric.

În figura următoare este redată o copie tradusă în limba engleză a diagramei din manualul de mentenanță VDM, Ed. 1939 [6]. Spre deosebire de diagrama din manualul I.A.R., aceasta ilustrează și varianta cu indicator electric având în plus un condensator pe circuitul indicatorului electric pentru a limita interferențele, restul de componente fiind identice.

Majoritatea componentelor erau furnizate de producătorul german V.D.M. dar o parte din accesorii (axele flexibile, suporții de prindere, etc.) au fost produse la fabrica I.A.R., spre exemplu axul flexibil al motorului electric C-3430-04 conform nomenclatorului I.A.R. și alte componente ilustrate în diagrama de mai jos:

Comutatorul pentru reglajul elicei (tip VDM 9-9501) era un comutator cu pârghie special dezvoltat pentru a acționa elicea reglabilă VDM și era utilizat pentru comanda motorului VDM 9-9500.12.

Prin apăsarea continuă a comutatorului se regla unghiul palei, și implicit, așa cum am arătat anterior, turația motorului („Drehzahl”) la o anumită deschidere a manetei de gaze. Pe comutator erau prevăzute trei poziții de comutare și o poziție de oprire. În poziția „-großer”, motorul electric era acționat în sensul de reducere a unghiului palei și deci de creștere a turației până se atingea unghiul minim al palei moment în care limitatorul decupla automat motorul . În poziția „-kleiner” motorul era acționat în sens invers rezultând o scădere a turației până la poziția unghiului maxim. Când era eliberată pârghia comutatorului revenea automat în poziția neutră la care motorul de reglare era oprit. În poziția „Segelstellung”, pârghia comutatorului era reținută de o fantă în panoul frontal. În această poziție, necesară pentru zborul planat, pasul elicei revenea în mod automat în pasul mare corespunzător unghiului maxim al palei iar motorul se oprea automat.

Comutatorul era instalat în stânga pilotului, deasupra manetei de gaze (poziția (z) în figura de mai jos).

Figura 1. Panoul de bord, IAR 80

Acest tip de comutator a fost folosit și în variantele inițiale ale Bf 109 E fiind înlocuit ulterior cu un sistem mai ergonomic fixat pe maneta de gaze, un precursor al sistemului HOTAS modern (Hands On Throttle and Stick) folosit în ziua de azi pe avioanele militare. Din păcate avionul I.A.R. nu a beneficiat de îmbunătățiri similare.

Comutatorul pasului elicei la Bf-109

Poziția palelor elicei putea fi citită pe indicatorul mecanic VDM 9-9500.30/31, acest tip de indicator fiind caracteristic avioanelor din Luftwaffe.

Indicatorul avea forma unui ceas fără marcaj numeric și se citea la fel ca acesta (de exemplu pornirea motorului se făcea la ora 10, decolarea la ora 12, picajul la ora 09:30, etc.). Unghiul minim corespundea orei 12 și unei turații nominale de 2200 rpm iar cel maxim orei 09:30 și unei turații de 1650 rpm.

În acest fel piloții aveau o indicație relativă și ușor de reținut a poziționării palelor, nefiind interesați de valoarea exactă a unghiului palei. Inginerii britanici care au analizat sistemul VDM în timpul războiului nu au înțeles rostul acestui indicator și l-au considerat superfluu având in vedere că avioanele aliaților erau dotate cu o manetă pentru reglarea turației motorului care funcționa la fel ca și maneta de gaze. Prin poziționarea acestei manete înainte sau înapoi pilotul obținea turația dorită, poziția relativă a manetei având în acest caz și rolul de indicator aproximativ al pasului elicei.

La avionul I.A.R. indicatorul de pas VDM era poziționat în partea din stânga sus a panoului de bord (vezi poziția (e) în figura 1 reprezentând panoul de bord).

Un comutator instalat în spatele indicatorului (marcat A/B) permitea schimbarea sensului de rotație.

Autor: ing. Răzvan Mărgăuan 

 

Va urma ….

 

Bibliografie:

1. Notița tehnică a avionului de vânătoare I.A.R. 80 cu motor I.A.R. 14 K. IV. C. 32, Brașov 1941

2. Notița tehnică a avionului I.A.R. 80 Ediția II-a, Brașov 1943

3. Catalog piese de schimb I.A.R. 80/81

4. Notița tehnică a motorului IAR-14K IV c32, Brașov 1942

5. John D. Waugh, Particulars of the German VDM, SAE Journal Vol. 52, No. 8, 1944

6. Bedienungs und Wartungs­Vorschrift für die VDM-Verstelluftschraube, 1939

7. VDM-Verstelluftschrauben Geräte-Handbuch Beschreibung und Wirkungsweise sowie Bedienung und Wartung für elektr. Drehzahlregelanlagen, 1941

8. Ersatzteilliste für die VDM-Verstelluftschraube, 1939, 1941, 1944

9. Marco Fernandez-Sommerau, Messerschmitt Bf 109 Recognition Manual, Ian Allan Publishing, 2004

10. P. Blackah & M.V. Lowe, Messerschmitt Bf 109 Owners’ Workshop Manual, Haynes Publishing 2009

11.  Principiile zborului, Aeroclubul României, București 2011

12. https://digital.deutsches-museum.de/item/73585/

13. ME109 Bf109 DB605 Engine Propeller pitch demonstration from a Luftwaffe Messersschmitt (https://www.youtube.com/watch?v=qIpZAu61OM8)

14. https://www.facebook.com/rww2aa/posts/iar-80-c-nr-264-esc49-gr-4-vtpilot-adj-av-olaru-aurel-shot-down-on-04021944-by-g/2454965397911586/

Despre 80 – Producția

Pentru a putea începe producția de serie, Ministerul Aerului și Marinei întocmește un Caiet de Sarcini, anexă la Contractul Nr. 2072/18 Dec 1939.
În acest caiet de sarcini se face o comandă pentru o primă tranşă de 50 de exemplare ale avionului de vânătoare IAR 80, ce va urma a fi produsă de către Regia Autonomă I.A.R. din Braşov.

Se specifică ca primele 50 de avioane să fie echipate cu motorul IAR-14K IIc32, urmând ca pentru o a doua tranşă de 50 avioane M.A.M. să stabilească, cel târziu până în martie 1940, motorul cu care vor fi echipate.
Probabil se spera ca Junkers să-și țină promisiunea.

Se observă că în el s-au păstrat caracteristicile prototipului și nu ale variantei modificate – nr. 1.

Prima filă a Caietului de Sarcini

Producția va începe în ianuarie 1940, primele exemplare urmând a fi livrate la sfârșitul aceluiași an.

Avionul cu numărul 1 a zburat pentru prima dată pe 10 iulie, urmat pe 19 iulie de numărul 2. Primele cinci avioane au fost gata pentru livrare pe 29 noiembrie 1940.
Până la data de 20 februarie 1941 a fost livrat primul lot de 20 de avioane, iar până la data de 16 aprilie s-a livrat întregul lot de 50 de avioane IAR 80.

IAR 80 – numarul 1

Pe parcursul producției au fost făcute diverse modificări funcție de cerințele beneficiarului sau de observațiile făcute din probele de zbor.

Începând cu numărul 21, grila de ochire este înlocuită cu un vizor Goerz. Povestea acestuia este foarte interesantă:

"Ministerul britanic al Aerului a lansat comenzi din ce in ce mai mari pentru colimatorul reflex Bar & Stroud care era considerat strict secret urmând a echipa Spitfire și Hurricane. Firma nu putea face față comenzilor iar Ministerul Aerului a cerut companiei să găsească un furnizor extern. Acesta va fi C.P. Goerz din Viena. Ministerul britanic al Aerului aprobă contractul și un set de desene, secrete, împreună cu un colimator complet va fi trimis in Austria. In ciuda Anscluss-ului (12 martie 1938), firma vieneză va respecta contractul cu Ministerul britanic al Aerului până la intrarea Marii Britanii in război livrând aproximativ 700 colimatoare cunoscute ca GM2 Mk II.

Calitatea acestuia a fost considerată superioară originalului britanic [4.]"

                                        Colimatorul Bar & Stroud                                Colimatorul Goerz                                  Colimatorul IOR – Telereflex   

Așa s-a ajuns ca IAR 80 sa fie echipat cu un colimator austriac, fabricat sub licență britanică, identic cu cel de pe Spitfire sau Hurricane, furnizat de Germania.

În timpul probelor s-a constatat că apar deformări la nivelul cadrului V. S-a hotărât ca acesta să fie întărit cu o centură montată initial pe exterior, fixată cu patru rânduri de nituri.

                                

     Fără centură și întărituri                         Centură exterioară                                          Centură interioară

Centura de întărire la cadrul V s-a menținut pe exterior până la avionul cu numărul 95. De la 96 s-a montat pe interior și a fost nituită la 3 rânduri de nituri.


Producția a fost împărțită în mai multe loturi de avioane, cu diferite specificații prezentate în tabelul următor:


În timpul producției au apărut diverse probleme raportate de piloții care exploatau avioanele – componente ce se defectau anormal de des (aparate de bord, sonde de măsură …) sau defecte grave, structurale – deformarea cadrului V, ruperea frecventă a compasului din electron al trenului …

Despre toate acestea, vom vorbi în capitolul următor.

Urmează probleme, probleme …


Bibliografie:

1. Dan Antoniu, George Cicos, IAR-80 "Le Héros Méconnu", Editura TMA Paris 2008

2. Horia Stoica, Dan Antoniu, Industria Aeronautică Romană I.A.R. 1925-1948, Braşov 2020

3. Radu Brînzan, Vânător Romanian Hunter - The I.A.R.80 & I.A.R.81 in ultimate detail, MMP 2014

4. http://spitfirespares.co.uk/gunsites.html

Despre 80 – Numărul 1

Odată cu finalizarea prototipului și în urma zborurilor de probă făcute cu acesta a rezultat necesitatea unor modificări, stabilindu-se astfel caracteristicile avionului de serie ce avea să fie produs. Conform “Caietului de Sarcini Tehnic, Partea a II-a”, Anexă la Contractul Nr. 2072/18 Dec 1939, M.A.M lansează o primă comandă pentru un număr de 50 de avioane de vânătoare IAR 80.

Există o legendă care, pe scurt, spune că primul IAR 80 a rezultat prin modificarea prototipului. Această afirmație  trebuie analizată cu atenție. În urma studierii mai atente a mai multor fotografii cu primele avioane IAR 80 se pare că de fapt s-a construit un nou prototip, iar diferențele dintre prototip și numărul 1 sunt foarte mari, atât ca forma cât și ca dimensiuni.

Caracteristici Prototip versus Numarul 1

Din fotografiile disponibile, se vede că și acest prim avion a fost supus mai multor modificări, motiv pentru care el trebuie atent analizat pentru a înțelege cum “a evoluat” acesta către prima serie de avioane.

Pentru analiză, vom lua trei fotografii ale avionului creditat ca fiind numărul 1.


Prima variantă

IAR 80 – “the most early version”

Din această primă fotografie, se pot observa următoarele caracteristici specifice întregii serii ce va urma a fi produsă:

  • cabina pilotului este reproiectată, fiind închisă cu o cupolă de plexiglas culisantă;
  • capotajul motorului este complet nou, cu profil circular în partea anterioară și oval în cea posterioară;
  • la această variantă au apărut și voleții de răcire ai motorului, reglabili în zbor, pe care îi vom regăsi în toate seriile ulterioare;
  • fuselajul anterior a fost reproiectat în totalitate și alungit cu 74 mm, datorită modificării suportului motor;
  • sub capotă a fost montată o priză de aer pentru carburator;
  • aripa se mărește pe zona eleronului cu o nervură, acesta având trei şarniere față de două ale prototipului, eleronul fiind echipat cu două contragreutăți; se montează și luminile de poziție în extremitatea aripii;
  • ampenajul orizontal a fost reproiectat complet, având structura întărită și mărindu-i-se suprafața;
  • s-au eliminat montanții de rigidizare ai ampenajului orizontal;
  • ampenajul vertical a fost și el reproiectat complet, având suprafața mărită; distinctiv față de prototip, nervura superioară a direcției este oblică;
  • din considerente practice, se elimină capacul mobil de la baza pantalonului trenului de aterizare;
  • nu în ultimul rând, aripa a fost modificată și au fost instalate încă două mitraliere FN Browning -7.92mm.

Atipic seriei ce va urma, putem remarca și următoarele caracteristici specifice doar acestui avion, eventual unele regăsite la primele 4 numere:

  • motorul ce a echipat avionul a fost IAR-14K IIIc36 de 930 CP, varianta îmbunătățită a lui IAR-14K IIc32, dar diferit de motorul ce va echipa prima serie;
  • în spatele evacuării, se observă o grilă de răcire specifică, similară cu cea a avioanelor cu nr. de fabricație de la 250 în sus;
  • un lucru inedit, pe care-l vom detalia mai jos, îl reprezintă faptul că parbrizul păstrează forma cu lateralele curbate, similară cu cea a prototipului, dar cu partea frontală plană;
  • direcția este prevăzută cu un compensator reglabil în zbor, similar cu cel montat pe profundor;
  • emblema de pe elicea avionului ne indică că este vorba despre o elice VDM.

Mărind zona directiei, se observă sistemul de comandă al compensatorului aerodinamic montat pe aceasta.

Menționăm că este singura fotografie disponibilă pană acum, care confirmă existența flettnerului reglabil al direcției, el fiind observat în mai multe planşe originale ale avionului.

Se explică şi confirmă astfel şi desenul “C-1112 – Detaliile extremitații parții post. a fuselajului”, în care putem observa doi scripeți montați în cadrul IX al fuselajului posterior astfel:

  • scripetele stanga – pentru cablurile compesatorului reglabil al profundorului;
  • scripetele dreapta – pentru cablurile compesatorului reglabil al direcției.

A doua variantă

IAR 80 – Numarul 1 – variantă intermediară

La acest exemplar s-a renunțat la fantele de răcire din spatele eșapamentului și s-a modificat direcția, astfel compensatorul mobil a fost înlocuit cu unul reglabil la sol, soluție ce se va păstra de-a lungul întregii producții. Parbrizul și cupola rămân la fel, în varianta atipică.

Se observă cocarda tricoloră pe intradosul aripii dreapta.

Flettner de serie – reglabil la sol


Varianta finală

Numărul 1 – varianta finală

La acest avion, care va deveni etalonul pentru primele serii, se modifică priza de aer și se înlocuiește parbrizul cu unul cu geamurile laterale plate. Implicit se modifică și cupola. Se monteaza catargul antenei și sistemul de ochire cu grilă în fața parbrizului frontal.

Parbrizul în noua formă, are geamul din față mai lat iar geamurile laterale sunt plane.

În fața parbrizului se observă grila aparatului de ochire.


Totuși, în producție, au fost şi exemplare care au păstrat parbrizul vechi, cu lateralele semirotunde.

Nr. 4 – Parbrizul are geamurile laterale “curbate”

va urma … “Producția”


Bibliografie:

1. Dan Antoniu, George Cicos, IAR-80 "Le Héros Méconnu", Editura TMA Paris 2008

2. foto "Numărul 1" - colecția Horia Stoica

Începutul

Uzinele I.A.R. Braşov prezintă, la sfârşitul lui Noiembrie 1936, Ministerului Aerului şi Marinei proiectul unui vânător modern în întregime metalic.
Deoarece ultimul număr alocat bombardierului Savoia Marchetti – construit sub licență – era 79, noul avion de vânătoare a fost botezat I.A.R. 80.

Avionul a fost proiectat de echipa condusă de profesor ing. Ion Grosu, din care au facut parte profesor ing. Ion Coşereanu, ing. Gheorghe Zotta şi ing. Ioan Wallner.

Prototipul

Prototip

Prototipul I.A.R 80 propus este un vânător monoloc, monoplan, complet metalic, cu tren escamotabil, iar cabina pilotului era deschisă şi avea doar un parbriz ce acoperea partea din față şi lateralele.

Motorul inițial ales pentru a echipa avionul a fost un Junkers Jumo 211Da – un motor în linie V12 inversat de 1200 CP, răcit cu lichid.

Junkers Jumo 211Da

Proiectarea şi fabricația prototipului începe în 1937, folosindu-se elemente de la PZL P.24 şi PZL P.11, avioane care se făceau la Braşov şi pentru care se cumpărase licența de fabricație.
Pentru proiectarea şi realizarea prototipului a fost nevoie de aproximativ 180.000 ore de lucru.

Fuselajul anterior

Partea anterioară a fuselajului, consta intr-o grindă cu zăbrele realizată din țevi sudate de oțel-crom-molibden, care era învelită de un capotaj din tablă de dural.

Fuselajul posterior – Coca

În proiectarea acestuia s-a folosit tehnologia și s-au utilizat elemente de la PZL P.24 şi PZL P.11, avioane pentru care se cumpărase licența de fabricație.

Cadrele și semicadrele preluate de la PZL au fost altfel spațiate, iar longeroanele cocii, cadrele III, IV, V din zona cabinei pilotului dar și cadrele VIII, IX, X, XI finale din zona ampenajelor au fost reproiectate.

Aripa

O aripă nouă a fost proiectată specific avionului IAR 80, profilul aripii ales a fost NACA 23012, un profil modern pentru aceea perioadă.
Aripa, situată la 1/3 de la burta fuselajului, era alcătuită din două longeroane, anterior şi posterior, unite între ele printr-un cheson X şi avea 16 nervuri pentru avionul prototip.
Voletul de tip Handley-Page şi aripioara(eleronul) erau metalice și învelite cu pânză.

Ampenajele şi diverse elemente

Deasemnea, ampenajul orizontal, dar şi cel vertical, scaunul pilotului, bechia dar şi alte elemente au fost prelulate de la PZL.

Trenul de aterizare

Trenul de aterizare realizat sub licență Messier, se escamota hidraulic în aripă, fiind prevăzut cu roți echipate cu cauciucuri Dunlop 635 x 190 mm şi avea frâne cu tambur comandate hidraulic.

Motorul IAR 14K

Motoarele Junkers Jumo 211Da ar fi trebuit să fie livrate în Iulie 1937 dar din diverse motive nu au mai fost livrate.
Desenul de mai jos prezintă avionul IAR 80, conform proiectului initial, echipat cu motorul Junkers Jumo 211 .

IAR 80 prototip cu motor în linie V12 inversat

În lipsa motoarelor Jumo 211Da, la începutul anului 1939, Ministerul Aerului şi Marinei cere ca prototipul să fie reproiectat şi modificat pentru a putea fi echipat cu un motor disponibil deja la acea vreme in fabrică.

Motorul folosit pentru testarea prototipului va fi un Gnome-Rhône Mistral Major 14K luat de pe un Potez 651, ulterior acesta se va înlocui cu un IAR 14K IIc32 de 870 CP.

Motor IAR 14K – Muzeul Tehnic Dimitrie Leonida

La începutul lunii Aprilie 1939, prototipul IAR 80 numărul 0 este gata.

Pe 4 Aprilie, prototipul IAR 80 efectuează proba de casă, iar pe 12 Aprilie 1939, avându-l la mansă tot pe Dumitru “Pufi” Popescu, Cpt. Av., pilot de încercare al uzinei, efectuează zborul inaugural.

Prima prezentare publică are loc de Sfântul Ilie, în acelaşi an, când prototipul IAR 80 face o trecere prin fața tribunei oficiale a aerodromului de la Cotroceni.

Prototip

Se pot observa următoarele caracteristici specifice prototipului, cum ar fi:

  • lipsa voleților de răcire ai motorului;
  • emblema de pe elicea prototipului (vezi fotografie) ne indică că ar fi vorba despre o elice Hamilton Standard (lemn?);
  • fuselajul anterior şi fuselajul posterior prezintă diferențe majore față de prima serie de IAR 80;
  • “pantalonul” trenului de aterizare are o formă specifică doar prototipului şi acoperă complet trenul când este escamotat;
  • cabina pilotului care este deschisă;
  • de notat că eleronul şi voletul au fiecare doar câte 2 şarniere, confirmând aripa scurtă de 10 m;
  • ampenajele orizontal şi vertical specifice PZL P.24.

Prezentăm în următorul tabel caracteristicile şi performanțele specifice prototipului IAR 80:

Tabel performanțe IAR 80 Prototip

Vom continua “povestea” cu Numărul 1


Bibliografie:

1. Dan Antoniu, George Cicos, IAR-80 "Le Héros Méconnu", Editura TMA Paris 2008

2. Horia Stoica, Dan Antoniu, Industria Aeronautică Romană I.A.R. 1925-1948, Braşov 2020

3. Radu Brînzan, Vânător Romanian Hunter - The I.A.R.80 & I.A.R.81 in ultimate detail, MMP 2014

4. foto "Prototip" - colecția Horia Stoica

5. foto "IAR 80 Nr.13/prototip cu motor în linie V12 inversat" - Asgard, cartula.ro

Expediție înspre trecut

În anul 2018 când am hotărât să înființăm Asociația Sky Legend ne-am dat seama că aventura noastră nu înseamnă doar a construi un avion ci și de a înțelege emoția echipei de proiectare, limitările tehnologice de la vremea respectivă și mai ales efortul uriaș de a transforma o idee într-un avion deosebit. Ceea ce înțelegem astăzi prin IAR 80 este doar rezultatul muncii lor, vârful aisbergului, și deseori uităm oamenii care au făcut posibil acest lucru.

Am crescut cu legende despre acest avion și îmi amintesc tristețea din glasul celor care au avut norocul să-l zboare… „Asta e !”, ne-am resemnat cu gândul că nu o să vedem și nu o să atingem niciodată un IAR 80 original. Dar timpul, asemeni unei furtuni de nisip în deșert, scoate la iveală din când în când un colț ruginit… și cine putea să-l vadă dacă nu Horia – un nebun simpatic care visează și respiră doar avioane și istorie.

- Băieți, gata? V-ați făcut sandalele cu cremă? a sunat mesajul lui telefonic.
- Pregătiți rucsacii că avem treabă. Am raportul unui accident de IAR80 într-o zonă muntoasă greu accesibilă. Trebuie să mai fie ceva acolo.

Exuberanța a bubuit ca o șampanie; am amânat toți toate întâlnirile de business pe care le aveam, ne-am luat liber și am stat cu nasul lipit de geam ca nu cumva să înceapă ploaia.

În ziua programată eram cu toții la baza muntelui, cu cățel și purcel. Sebi venise cu cățelul Tommy iar Horia cu purcelul – în sandviș desigur.

După o scurtă strângere de mâini și un inventar al echipamentului am plecat spre zona indicată de documentele accidentului. Am început rapid să urcăm și am realizat destul de curând că aveam după noi un „echipament” care deși ne încurca, părea greu de debarasat – propriile burți. Asta ne-a făcut să luăm o pauză la o bancă de lemn, unde Horia ne-a povestit din prima expediție făcută în 2014… și dacă nu citez, cuvintele sunt pe aproape:

Când am plecat pentru prima dată în căutarea IAR-ului 80 ne-am întâlnit cu un grup de turiști și salvamontiști, „veterani” ai locului.
- Bună ziua! Încotro?
- Căutăm urmele unui avion căzut prin locurile astea.
- Hehehe, măi băieți, asta e legenda munților! au râs ei superior.
2 ore mai târziu am descoperit locul accidentului și am recuperat primele piese dintr-un IAR80

Când am ieșit din pădure am făcut o nouă pauză, să ne hidratăm și să ne mai facem curaj unii altora căci drumul era lung. Am făcut „devizul de greutăți” și am repartizat echipamentul.

Poiana care ni s-a deschis era plină de urzici și singurul care luase decizia inteligentă de a veni în pantaloni scurți eram eu. Cum înjuratul e interzis pe munte am hotărât să fluier de câte ori mă urzic. Tocmai terminam de fluierat simfonia a 9-a a lui Beethoven când am ajuns într-o pădure ca-n filme – complet uscată, unde Tommy a țâșnit înainte, probabil ca să ne apere de vrăjitoare.

La sfârșitul pădurii, după 4 ore de mers în total, am ajuns la locul de campare, la baza unei stânci, unde fiecare dintre noi a încercat să-l corupă pe Tommy cu un sandviș. Un singur lucru a aruncat o umbră asupra expediției – Horia uitase muștarul acasă.

Între noi și locul accidentului nu mai erau decât ~350m de râpă hidoasă. Aici s-au întâmplat mai multe lucruri interesante:

1 – Horia a identificat locul accidentului după un copac aiurit care a crescut înglobând o piesă metalică din vechiul IAR;
2 – lui Sorin i-a cedat de emoție un genunchi și ca urmare a primit porecla temporară de "jambă moale";
3 – Tommy s-a repezit în jos pe pantă și a început să sape ca un apucat. Nu s-a oprit decât când a scos din pământ o plăcuță de identificare de la trenul de aterizare al IAR 80 – motiv pentru care a fost declarat „omul zilei”

Ca să nu ne prindă întunericului pe munte, am calculat că timpul de căutare e limitat la numai 1,5 ore. În timpul ăsta Sorin a adunat ferurile avionului prăbușit iar norocosul Horia s-a ales cu un vas de expansiune de la sistemul pneumatic, care în afară de îndoituri arăta într-o stare incredibil de bună.

Ultima operațiune pe care am facut-o a fost să ridicăm drona (care ne-a scos sufletul la urcare) și să cartografiem zona în speranța că vom identifica ulterior și alte componente mai mari ale IAR-ului.

La coborâre, în drum spre zona de parcare a mașinilor am hotărât ca toate piesele de IAR pe care le vom găsi să le trimitem (după studiu și măsurători) lui Horia pentru a organiza în viitor un muzeu.

Cu toate că schiopăta foarte tare Sorin a refuzat orice ajutor la căratul ferurilor avionului. Era talismanul lui. Am ajuns jos epuizați, până și Tommy renunțase de oboseală să mai alerge.

Pe drum la întoarcere spre București am pus pariu cu Sorin cât va dura până când nevasta îl va da afară din casă pe Horia cu tot cu „fiarele lui ruginite” – încă nu a câștigat nimeni.

Obosiți, dar extrem de fericiți după o asemenea zi, am conștientizat cel mai important lucru:

Construcția unei replici cât mai fidele a avionului IAR 80 e singura „jertfă” pe care o putem aduce înaintașilor noștri.

Autor, ing. Arthur Nicolae

Mai jos sunt prezentate documentele accidentului avionului IAR 81 nr. 371 și o parte din piesele găsite în urma expedițiilor efectuate în Piatra Mare începând cu 2014:

25. Looking Forward

Încheiem un an dificil din mai multe considerente, proiect, organizare şi nu în ultimul rând situația curentă datorată CoVID-19.

Ne-am adaptat, online-ul este foarte prezent şi în proiectul nostru, şi putem concluziona că a fost un an bun, în care am continuat să lucrăm constant şi cel mai important – corect, atât din punct de vedere al proiectării propriu-zise cât şi al managementului de proiect.

Documentația a fost reorganizată şi au fost refăcute documente; Caietul de Sarcini a fost complet refăcut astfel încât să reflecte realist scopul şi țelurile proiectului Sky Legend, şi anume de a reconstrui un avion IAR 80R sub forma unui prototip scara 1:1 care să respecte cât mai fidel documentația originală.

Pornind de la stadiul actual în care nu există niciun avion funcțional, nici măcar un avion parțial sau total recuperat, se urmărește reconstrucția pas cu pas a unui avion a cărui tehnologie de construcție, instalații și avionică vor fi compatibile cu standardele moderne de design și producție precum și cu regulamentele actuale de zbor… şi vrem să facem aceasta cu un impact minim asupra scopului nostru inițial – fidelitatea construcției.

Primul target propus l-am atins – avem acum disponibilă geometria de bază 1:1 în stadiu final, geometrie care respectă complet avionul original, fiind o bază corectă pentru realizarea avionului IAR 80R.

Deasemenea, avem disponibil şi un mockup digital 1:1, unde s-au refăcut toate elementele de detaliu de la fuselaj anterior, coca, longeroanele aripei şi ampenaje, dar şi cabina precum şi o parte din capotaje, conform cu geometria mai sus menționată.

Geometria şi mockup-ul 3D au fost realizate în urma unui proces de reverse engineering iterativ, folosind toate sursele de informații. De multe ori ne-am întors şi am reproiectat/corectat diverse elemente. Am avut discuții aprinse, respectuoase, profesionale şi am pus mult suflet în fiecare milimetru de desen realizat.

În final, putem spune că resursele alocate în proiectare pentru realizarea unui prototip IAR 80R conform cu originalul au meritat pe deplin şi că acum suntem mulțumiți de rezultat.

Mulțumim pentru suportul și încrederea pe care ni le-ați acordat și vă așteptăm în continuare alături de noi, va urma un an cu adevărat interesant!

La Mulți Ani!

24. Geometrie – Identificare profil ampenaje IAR 80

Una din problemele principale cu care s-au confruntat inginerii din generațiile anterioare, care și-au dorit la rândul lor să  reconstruiască IAR 80-ul, a fost documentația incompletă. Deși desenele păstrate conțineau conturul profilelor de aripă și ampenaj vertical, ele erau doar desene de ansamblu și nu era nicăieri specificat care au fost profilele teoretice folosite. Mai mult, pentru ampenajului orizontal nu s-a păstrat nicio planșă care să conțină desenul profilului.

La rândul nostru ne-am lovit de problema acurateței desenelor și de faptul că la vremea respectivă corecțiile se făceau de multe ori doar modificând cotele pe desen nu și desenul în sine. Cum proiectarea geometriei de bază nu mai putea avansa, problema identificării profilelor nu a mai putut fi amânată.

Activitate de măsurare și relevare a ampenajului original – februarie 2019

Studiul a fost realizat de echipa SkyLegend asignată taskului respectiv, formată din:

    • Arthur Nicolae
    • Emilian Huminiuc
    • Sorin Ploscaru

Analiza

Punctul de plecare a fost desenul original “C-2055 – Vârf direcție” care conține cotarea profilului pe zona derivei. Porțiunea de profil care face parte din direcție nu este cotată.

C-2055 Original scan

Redesenând capătul ampenajului vertical conform desenului original (curba este formata din 2 arce de cerc cu razele 470mm și 565mm) și intersectând cu axa unde este specificat profilul (213+108+7-13= 315mm de la vârful ampenajului) rezultă o coardă a profilului de ~950mm (vezi “Fig.1 Vârf Direcție“).

Fig.1 Vărf Direcție

Analizând cotele de profil din desenul original s-a observat că ele sunt date conform tabelului normat al profilelor așa cum se folosea la vremea respectivă, și anume la procentele din coarda: 0, 1.25, 2.5, 5, 7.5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95, 100 %.
Acest lucru a condus la concluzia că punctele cotate în desen corespund până la 50% din coardă. Astfel ar rezulta o coardă a profilului de 444 x 2 = 888mm care nu corespunde cu valoarea de 950mm rezultată din desenul refăcut !
La un studiu mai atent al desenului original (care nu are o calitate a scanării foarte bună) se poate observa totuși că desenul a fost șters și modificat astfel încât suprafața direcției să fie mărită. Asta înseamnă că profilul și implicit partea fixă a ampenajului vertical (deriva) nu au fost modificate – deoarece ar fi “indus” și modificări structurale ale fuselajului în zona respectivă – iar zona de direcție a fost mărită printr-un simplu “stretch” al profilului. Redesenând capătul ampenajulu orizontal să fie de formă circulară cu raza folosită în zona de direcție (470mm) și intersectând cu poziția nervurii rezultă o coardă de ~888mm (vezi “Fig.2 Vârf Direcție completat“) ceea ce pică exact peste calculul făcut anterior.

Fig.2 Vârf Direcție completat

Normalizând datele de profil avute până la 50% și folosind doar punctul de 100% (888mm) având valoarea 0.5mm conform desenului original, am construit tabelul profilului (vezi “IAR80 Coordonate profil ampenaj vertical“)

IAR80 Coordonate profil ampenaj vertical

Acest profil l-am suprapus peste profilul NACA cu 4 cifre corespunzător grosimii maxime rezultate (8% poziționată la 30% din coardă) adică NACA0008.
Profilul normal NACA are totuși o rază a bordului de atac diferită de profilul desenat al IAR 80. Utilizând metodele de modificare a razei bordului de atac descris în memorandumul NACA publicat la vremea respectivă (vezi bibliografie) s-a obținut un profil care se suprapune foarte bine peste profilul dedus din desenele IAR 80 (vezi “Fig.3 NACA0008-33 vs. IAR80“)

Fig.3 NACA0008-33 vs. IAR80

Confirmarea rezultatelor pentru ampenajul orizontal

Pentru aceste tipuri de avioane, ampenajul vertical și ampenajul orizontal folosesc aceeași clasă de profile (cel mult cu grosimi relative diferite), așa cum este specificat și în cartea lui Grosu. Continuând analiza și pentru ampenajul orizontal și coroborând datele măsurate ale ampenajului original de IAR 81 s-a obținut pentru nervura 4 corespunzătoare corzii medii aerodinamice o grosime relativă de 6% ceea ce se identifică exact cu mențiunea din cartea publicată de inginerul proiectant al IAR-ului – Ion Grosu.
Mai mult, grosimile relative obținute prin extrapolare pentru nervurile importante (nervura 0 la încastrare, nervura 8 de capăt și nervura 4 a CMA) au o valoare rotundă până la prima zecimală (vezi datele marcate cu rosu în “Fig.4 IAR80 AO airfoil data“) lucru care ar corespunde unei logici corecte de proiectare.

Fig.4 IAR80 AO airfoil data

Pasul următor a fost o analiză a curbelor aerodinamice pentru zona de viteză minimă a avionului astfel încât profilul ampenajului să nu piardă portanța înaintea aripii – vezi “Fig.5 Airfoils Wing vs. AO & AV IAR80” care confirmă acest lucru.

Fig.5 Airfoils Wing vs. AO & AV IAR80

Concluzia finală este că pentru proiectarea ampenajelor avionului IAR 80 s-a folosit un profil NACA cu 4 cifre cu raza bordului de atac modificat.

Astfel, în desenul original C-2055 a fost folosit profilul NACA0008-33.
Ușoara diferență dintre profile în zona de 50% se datorează deformării voit aplicate în zona șarnierei unde s-a întărit structura.

Fig.6 Profilul dedus aplicat în proiectarea ampenajelor

Autor: ing. Arthur Nicolae

Bibliografie:
1. Charles L. Ladson, Cuyler W. Brooks, Jr., and Acquilla S. Hill, Computer Program To Obtain Ordinates for NACA Airfoils, Hampton, Virginia, 1996

2. Eastman N. Jacobs, Robert M. Pinkerton, NACA Report 537-610, Hampton, Virginia, 1935-1937 

3. Loftin, Laurence K., Jr. Cohen, Kenneth G., NACA Research Memorandum, Aerodynamic Characteristics of a Number of Modifed NACA Four-Digit Airfoil Sections, 1947

4. Grosu Ion, Contribuțiuni la Geometria Avionului, Tip. Astra Brașov, 1944

5. Desene originale IAR 80 (C-2055 - Vârf direcție, C 5751 - Ampenaj orizontal), 1942

6. Măsurătorile de relevare și fotografiile făcute pe ampenajul original al avionului IAR-81 aflat la Muzeul Militar București, Feb.2019


23. Relevarea Structurii Aripii – Cheson X şi Lonjeroane

În orice proiect de reconstrucție primul pas este reprezentat de identificarea surselor de informație. În cadrul proiectului IAR 80 etapa de acumulare a documentației (planșe, caiete, cărti, manuale, fotografii, etc.) a durat ani de zile… și încă mai avem surprize plăcute să descoperim lucruri noi. Când vorbim despre IAR 80 nu vorbim doar de un avion, ci de pasiunea care ne-a unit, motiv pentru care analiza şi strângerea de informații au fost obligatorii să fie parcuse fără a se face rabat la calitate.

Un număr neaşteptat de planşe pentru ansamble şi montaj au fost salvate de la distrugere, planşe ce acoperă necesarul de informație pentru a construi sau repara orice variantă de IAR80.

Cum (cu mâhnire o spunem…) nu s-a mai păstrat niciun exemplar de IAR 80 care să poată fi relevat sau studiat am căutat să descoperim “povestea” pe care ne-o spun piesele sau ansamblele salvate. Astfel am putut sa adunăm informații noi sau să confirmăm planşele de fabrică.

Toate aceste etape fac parte din “calitatea” unui asemenea proiect de reconstrucție, etape care se întind pe lungi perioade şi necesită multă atenție şi răbdare.

Nu în ultimul rând, acest tip de abordare, aduce valoare şi însemnătate unui astfel de proiect, al unui avion IAR80 replică realizat după un proiect autentic.

S-au studiat în detaliu toate elementele avionului în vederea respectării lor cu acuratețe. Fie că vorbim despre aripă, cocă, fuselaj anterior, ampenaje, inel N.A.C.A sau detalii cabină, toate au trecut printr-un proces de relevare similar care a însumat peste 400 de ore de muncă.

ARIPA – Cheson X si Longeroane – Relevare

Chesonul X este una din piesele care nu se regăsesc în planşele de fabrică, fiind complet relevat şi (re)proiectat, identic cu cel original.
Este o piesă de o importanță majoră şi a fost relevat după longeroanele de la Muzeul Aviației București și rezultatul coroborat cu fotografii vechi ale zonei respective.


Lonjeroanele au fost şi ele relevate şi s-a facut cross-check cu planşele de fabrică.
Astfel, un rezultat direct a fost o înțelegere mai bună asupra geometriei aripii.

ARIPA – Feruri de prindere a suportului motorului – Relevare

Deasemenea şi ferurile ataşelor de prindere ale aripii au fost complet relevate, fiind astfel complet determinate.

Relevarea pieselor prezentate în acest articol şi nu numai, a avut un rol esențial în refacerea cu acuratețe a pieselor respective, iar împreună cu documentația originală au ajutat la generarea geometriei şi structurii avionului aşa cum au fost ele originale.

Mulțumim celor două muzee, Muzeul Național al Aviației Române şi Muzeul Militar Național “Regele Ferdinand I”, pentru sprijinul acordat.

 

Autor: ing. Sorin Ploscaru