Jak se uskutečňují sny

Může pouhá hračka ovlivnit budoucí život člověka? Proč ne? Jistě si dovedeme představit chlapce hrajícího si na písku s vláčkem, jenž o pár let později nemůže odtrhnout oči od dokonalého modelu parní lokomotivy, uhánějící po kolejích rozmístěných v obývacím pokoji. Tentýž hoch pak může v dospělosti navrhovat moderní vlakové soupravy. Ať chceme či nechceme, býváme mnohdy ovlivňováni dětstvím a svými sny.

Jména těch, kteří hračky nebo modely vymýšlejí a konstruují, nejsou známá. Spíše máme před očima názvy firem, jež příslušné produkty vyrábějí. Přece však i zde platí, že výjimka potvrzuje pravidlo. Ing. Štefan Gašparín je skutečnou legendou v modelářském světě u nás i za oceánem, protože již několik let konstruuje a současně i vyrábí řadu miniaturních modelářských motorů různých velikostí a typů, určených k pohonu létajících modelů. Zdrojem energie u těchto motůrků však není ropný produkt či elektřina, ale oxid uhličitý.

Dovolte mi nyní, abych se vás pokusil v následujících řádcích seznámit s historií tohoto typu pohonu a s jeho funkcí. Sám jsem se o jeho existenci dozvěděl víceméně náhodou. Tehdy mne přinutila zalehnout na plochu svazarmovského letiště (svým nízkým průletem) útočící "esépětka". Ve skutečnosti sice šlo o dokonale zpracovaný, asi 20x zmenšený model stíhacího letounu SE5a, ale to mu neubralo na opravdovosti. V první světové válce bojovala tato stíhačka na straně Velké Británie a je dobře známá hlavně čtenářům populárních "bigglesovek". Její modelová podoba byla poháněna (tehdy u nás sériově vyráběným) CO₂ motorem výrobního podniku Modela. Jelikož byl letoun seřízen jen pro mírné kroužení a stoupání, režisérem popsaného představení byla náhoda společně s větrem.

Motor na oxid uhličitý je vlastně expanzním motorem a lze nejlépe přirovnat k parnímu motoru. Z nádrže, kam je CO₂ dodán v kapalné podobě, je přiváděn již v plynném skupenství přívodními trubičkami do válce či válců motoru. Do prostoru nad pístem se dostává v okamžiku kdy se píst blíží k horní úvrati. Ten je upraven tak, že z jeho čelní plochy ční válcový čep, který právě v tomto okamžiku nadzdvihne nerezovou kuličku, jež je zatím tlakem plynu tlačena do kuželového nylonového pouzdra. Plyn je vpuštěn do zmíněného prostoru, kde expanduje a zatlačí píst do dolní úvrati. Zde je odkryt prstenec otvorů vyvrtaných v plášti válce a plyn jimi unikne do okolního prostředí. Přebytkem energie se píst dostává opět do horní úvrati a celý cyklus je opakován až do spotřebování CO₂. Svou roli zde hraje i množství válců a jejich uspořádání (funkce motoru je pak velmi podobná jako u velkých originálů stejného uspořádání).

Motory na stlačený vzduch a kysličník uhličitý stály u zrodu letadel těžších než vzduch, protože poháněly již první létající motorové modely. První motor na kysličník uhličitý sestavil Francouz Marcellus Martin, jehož pětiválcový hvězdicový motor měl tehdy výkon 0,6 kW.

Před více než sto lety, v roce 1896, zkoušel motor na kysličník uhličitý ve svém kluzáku i průkopník klouzavých letů Otto Lilienthal. Zkoušky však přerušila jeho smrt. V roce 1897 Němec Kurt Hoffman představil ve Frankfurtu nad Mohanem funkční čtyřkilogramový model jednoplošníku, který poháněl motor na oxid uhličitý, jenž se odpařoval z nádrže obsahující kyselinu uhličitou.

Nejznámějšími však byly motory Maxmiliána Brauneho, jenž zavedl výrobu hvězdicových tří-, pěti- a osmiválců, které byly vybaveny tlakovým regulátorem pro ovládání přípusti plynu a otáček. Například tisícigramový osmiválec Cétonia z roku 1911 měl rozvod plynu pomocí šoupátek ovládaných výstředníkem a dosahoval výkonu 0,736 kW. Model H. d. Villerse, poháněný tímto typem motoru s rozpětím 2,5 m a délkou 2,75 m, dosáhl rychlosti 80 km/h. Motor dosahoval s vrtulí průměru 650 mm a stoupání 900 mm 1400 otáček/min. Vzletová hmotnost modelu byla 14 kg.

První komerčně vyráběné CO₂ motory pak vznikají až po druhé světové válce. Od roku 1947 vyráběla firma Herkimer Tool and Model Works v USA motor O.K. CO₂, jenž byl výsledkem několikaletého vývoje pana Billyho Browna. Motor byl poháněn plynem dodávaným přímo ze standardní sifonové bombičky, upínané do lehkého držáku. Výjimečný konstruktér Billy Brown vytvořil celou řadu typů svých motorů poháněných CO₂, z nichž poslední dva vznikají ve spolupráci s ing. Štefanem Gašparínem. V roce 1991 (ve věku osmdesáti let) přijíždí pan Billy Brown do Evropy a při této příležitosti navštěvuje i Československo, kde se setkává ing. Gašparínem. Na tomto setkání vzniká společný projekt jednoválcového motoru Gašparín - Brown GB12, který byl tehdy s vrtáním 2,5 mm a zdvihem 2,5 mm nejmenším motorem s kovovým výbrusem na světě (vyráběna byla i jeho dvouválcová verze GB12T). Zajímavé jistě je i to, že s nádrží o objemu 20 cm³ byl tento typ motoru schopen pracovat až 12 minut, což umožňovalo pohánět i miniaturní upoutané a RC modely.

U nás, ještě v bývalém Československu, vyrábělo CO₂ motor (jak již bylo výše uvedeno) výrobní družstvo Modela. V roce 1972 však zaujaly CO₂ motory slovenského elektrotechnického inženýra - Štefana Gašparína. Jako zdroj prvních informací mu posloužily články popisující CO₂ motory pana Browna a létání s modely poháněnými tímto typem pohonu z anglických publikací Aero Modeller Annual 1972-73 a Radio Kontrol Manual 4. Nedostupnost Brownových motorů přivedla pana Gašparína na myšlenku postavit si svůj vlastní. Vycházeje rozměrově z publikovaných fotografií, zkonstruoval první funkční CO₂ motor se zdvihovým objemem 160 mm³. Brzy přišly na řadu další typy, které byly postupně po jednotlivých kusech vyráběny až do roku 1990, kdy ing. Gašparín začíná spolupracovat s firmou Mikrotechna Holešovice z Prahy. Jelikož tato firma byla výrobcem leteckých palubních přístrojů, její zázemí bylo téměř předurčeno k výrobě maličkých CO₂ motorů. Pan Gašparín se brzy nato začíná věnovat výrobě CO₂ motorů profesionálně. Dnes byste jeho působiště nalezli v Říčanech u Prahy, kde byla v malé dílně jeho domu již sestavena pěkná řádka těchto populárních motorů.

Za dobu své činnosti pan Gašparín zkonstruoval a zavedl do výroby více než 6O typů CO₂ motorů různých typů a velikostí.

K těm nejmenším patří řada mikromotorů, jež dobře poslouží leteckým modelům s hmotností od 1 do 15 g. Nejlehčím v této řadě je typ G2,6 (čísla v označení znamenají zdvihový objem v mm³), jehož úplný pohon váží pouhý 1 g. Největším je G10T, dvouválec s hmotností necelých 5 g.

K malým motorům se řadí většina typů se zdvihovým objemem 24 a 28 mm³ v jedno- či dvouválcovém uspořádání, s možností řídit otáčky malým, lehkým redukčním ventilem. Jsou určeny hlavně pro pohon malých maket s rozpětím do 13 palců nebo modelů do hmotnosti 35 g. Některé jsou vhodné i pro pohon malých RC modelů.

Malé a lehké RC makety s hmotností 35 až 80 g mohou být poháněny některým z motorů inovované série 43, které patří již k motorům středním. Svými rozměry vyhovují leteckým modelům v měřítku 1 : 20 a jejich design umožňuje zvýšit jejich věrnost předlohám. Vyráběny jsou v klasickém jedno- a dvouválcovém uspořádání, ale též jako tří-, pěti- a sedmiválcové hvězdicové motory. I u nich je možno řídit otáčky regulačním ventilem, ale navíc tato řada umožňuje montáž dvou typů válců - aktivního a pasivního. Oba jsou vzhledově stejné, ale v sestavě pracuje jen aktivní, což výrazně snižuje náklady, které musí modelář na koupi motoru vynaložit. Jelikož v plném uspořádání má motor značný přebytek výkonu, tak jeho snížení kombinací aktivních válců s pasivními mu neublíží a vzhledově příslušný motor zůstává stejný.

Velké motory jsou již téměř uměleckými díly, protože mezi mimi naleznete takové skvosty, jako je například rotační devítiválec (lze si jej snadno představit v modelu Sopwith Camelu), dvouhvězdicový osmnáctiválec, řadový šestiválec nebo i řadový dvanáctiválec s uspořádáním do V, který byl vytvořen pro modelové ztvárnění legendárního Spitfiru.

V roce 1989 byl motor se zdvihovým objemem 1 mm³ zapsán do Guinessovy knihy rekordů, ale nejvyššího uznání se panu Gašparínovi dostává v roce 1997, kdy je mu mezinárodní leteckou federací FAI udělen Diplom Olega Antonova za technický přínos v oboru leteckého modelářství. Z mezinárodních modelářských výstav Modelhobby, které se každoročně konají na různých místech Prahy, si jeho motory odnesly několikrát ocenění za model roku. Zkušenosti a vědomosti pana Gašparína jsou ceněny tak, že byl přizván ke spolupráci na různých významných projektech, v nichž má hlavní slovo miniaturizace.

Řada motorů pana Gašparína je unikátem, která si zaslouží nejen pozornost, ale hlavně zachování pro generace příští. Ačkoli dokumentaci pro výrobu zpracovává ing. Gašparín ručně na milimetrovém papíře, díky americké firmě Autodesk je též postupně překreslována i do elektronické podoby. CAD systémem, který se s úspěchem zhošťuje tohoto úkolu, je její produkt Inventor Series, který je určen hlavně pro strojírenské aplikace. Vznikají tak funkční 3D modely, jež v imaginárním počítačovém světě umožňují pochopit funkčnost těchto mnohdy titěrných zázraků a zachovat je i v jejich výkresové podobě. Obojí pak lze využívat k různým prezentacím i při zpracování internetových stránek www.gasparin.cz, které si také zaslouží pozornost.

Článek, který právě dočítáte, není jen o jednom z možných pohonů modelů letadel, ale hlavně o nadšení lidí, kteří neustále dokazují, že lidské ruce a mysl jsou schopny realizovat své sny. Ne však pro peníze či slávu, ale pro radost svou a všech těch, kteří většinu svého času věnují miniaturnímu světu modelů a modelářů.