Od horkovzdušných balónů k letadlům

Tags: SolidWorks | Uživatelé

Začátek v osmdesátých letech minulého století

Létat nebylo v té době nic jednoduchého. Pro létání s balóny byly vymezeny pouze koridory kolem Křižanova a kolem Tábora, každý let musel mít speciální povolení a pilot musel být ve spojení s vojenským dozorem. Pokud byste si chtěli podobnou atmosféru vyzkoušet dnes, zkuste létat v Číně, Íránu nebo třeba v Moldávii.

Aleš Kubíček začínal v roce 1983, kdy dostavěl se svými kamarády pod záštitou Aviatik klubu svůj první horkovzdušný balón při příležitosti 200 let od prvního letu bratrů Montgolfierů v roce 1783. Podobné činnosti se sdružovaly pod Svazarmem, a tak z "podezřelého" Aviatik klubu byla výroba přesunuta do společnosti Aerotechnik Kunovice, Svazarmem vlastněné.

Budování firmy

Významnou mezistanicí byl dům na ulici Francouzská, kde po revoluci začal Aleš Kubíček budovat vlastní soukromou společnost. Vznikla firma Kubíček, s. r. o., ze které později vznikly Balóny Kubíček, dnes na adrese Jarní 2a v brněnských Maloměřicích. Na původní Francouzské zůstala reklamní odnož, která dělá reklamní poutače a nafukovadla. Aby toho nebylo málo, vznikla ještě třetí firma Textil Kubíček v Černé Hoře, která vyrábí textilii pro balóny. Textilie pro horkovzdušné balóny je úplně speciální výrobek, a protože na světovém trhu nebyla firma Kubíček schopna najít alternativu, která by vyhovovala, začala si ji vyrábět sama.

Dnes svoje balóny dodává do Evropy, Severní Ameriky, Japonska, na Nový Zéland. Celkem asi do 40 zemí. Prakticky se dá říct, že Česká republika létá téměř ve 100 procentech na balónech značky Kubíček. Zákazníci mají výhodu v tom, že mají domácí servis. Každý balón musí jednou za rok na prohlídku, jestli je schopen dalšího roku provozu, jestli je na něm všechno v pořádku. Veškeré náhradní díly a věci jsou pro zákazníky v Brně nebo Praze a nemusí jezdit do Španělska nebo do anglického Bristolu.

Historie a současnost výroby

Výpočet tvaru obalu je iterační výpočet, který dělá řadu kroků. Výpočty se nejprve dělaly na počítači PMD-85, později na osmibitovém počítači Sharp MZ-801. Měl paměť 22 kB a z toho pracovních asi jen 4 kB. Díky malé operační paměti se udělalo třeba 100 iterací, které se uložily na pásek a znovu se natáhla koncová hodnota. Počítala se matice asi 14 na 14, takže iterace se prakticky dělala tak, že na osmibitovém procesoru se ukládaly a načítaly matice. Bez počítače by to ale samozřejmě nešlo. Data se načítala z pásku, včetně programu. Neexistovalo, že by zůstal zachovaný program. Počítač se prakticky vždy restartoval, načetlo se vše znovu – systém, data, program – vypočítala se další iterace, následovalo uložení, atd. A takový výpočet trval asi dva dny. Pokud se na konci objevil k hrůze pracovníků Mode Error, což byla chyba při záznamu na páskové médium, začínalo se znova. Výpočet tak trval třeba týden. Tímto způsobem se pracovalo asi 8 let. Výsledek se tiskl na širokořádkové tiskárně Daro a byl podkladem pro šablony. Výtisky se epidiaskopem (pro ty, co jim toto zařízení už nic neříká: epidiaskopem se promítaly na přednáškách neprůsvitné předlohy přímo na zeď nebo na plátno) promítly na zeď, obkreslily a z toho se stříhaly šablony.

Ovšem širokořádková tiskárna Daro byla tehdy velkým pokrokem. Začínalo se se zapisovačem Zeparis.

První PC si ve firmě pořídili až v 90. letech, kdy se vyřazovaly z banky. Grafický výstup byl zpočátku stále na Daru, teprve po revoluci přišla na řadu velkoformátová tiskárna.

Celé na tomto období bylo zajímavé hlavně to, že i s malým operačním systémem, operační pamětí 4 kB, načítáním a restartováním se dalo zpracovat obrovské množství dat, počítat obrovské matice.

Plotterů na papír bylo využíváno více. Ten, co vydržel nejdéle, je ještě stále činný, protože sem tam se ještě nějaké šablony výjimečně tisknou. Obkreslování se dělalo až asi do roku 2008, kdy si ve firmě pořídili samořezný cutter. Dnes už se posílají data ve formátu vhodném pro cutter, což v podstatě není nic jiného než NC stroj, který vyřízne z látky požadovaný obrys. A éra tisku šablon a jejich obkreslování se tím definitivně uzavřela a 99 procent papíru „zmizelo".

Nástroje pro projektování

Na obaly se používá AutoCAD ve verzi LT, protože, jak říká Petr Kubíček, to bohatě stačí. Uplatnění 3D technologie na obalech je jenom v základním návrhu, ale na výkresy se používá AutoCAD, protože strojařské programy jsou úplně bokem. Nábytkářské programy, textilní programy – všude je nějaké ale. Balónové projektování nebo projektování obalů je natolik specifickou záležitostí, že na to mají ve firmě Kubíček svůj software, který si sami vyvíjeli. Spolupracují s externisty a vývoj jde stále dopředu. Program se snaží vylepšit, nyní spolupracují i s Fakultou výpočetní techniky VUT v Brně. Tam pomáhají poměrně velkou částí, kdy jeden student na dané téma píše disertační práci na téma „Rozvinutí nerozvinutelných ploch". Balón je vlastně složen z nerozvinutelných ploch.

Koš sestává částečně ze strojařských dílů, na které se využívá 3D CAD program firmy DS SolidWorks. Na část konstrukce, jako je například způsob pletení a spousty textilních doplňků, které v koši jsou, nejsou strojařské programy úplně vhodné a 3D program je na to zbytečně mocný nástroj. Proto přichází ke slovu opět AutoCAD. Třetí část, kterou je palivový systém – palivová láhev a hořáky – je projektována výhradně v SolidWorks včetně výkresů. Dnes už je běžným standardem, že kooperantům se posílají modely a výkresy se používají jen pro informaci, to už funguje určitě všude. (Jak odlišný názor oproti tomu, co jsem slyšel při reportáži ve Vagonce Ostrava.)

Jeden konstruktér pracuje na obalech a další dva pracují střídavě v SolidWorks a v AutoCADu podle toho, co je potřeba. Jeden je spíš na koše, druhý na hořáky, ale trochu se vzájemně zastupují, když to je nutné. Ti sdílejí zmíněné softwarové produkty v závislosti na tom, na čem zrovna pracují.

Ve 3D původně začali v projekci fy Kubíček pracovat s Pro/ENGINEERem verze 2001, pak měli Wildfire dvojku, trojku a kvůli letadlu zavedli SolidWorks. Po vnitřních reorganizacích se stal vedoucím vývojového týmu balónů Petr Kubíček a SolidWorks, který se používal pro letadla zavedl i pro balóny.

Ultralehká letadla

Kvůli výrobě letadel se počítá s rozšířením areálu o další halu. Letadlo z dílny Kubíček Aircraft je malý celokovový ultralight šestisetkilové americké kategorie LSA. Vlastně nejde zcela o vlastní koncept. Původní stroj už létal na konci 50. let pod názvem M-2 SKAUT. Piloti, kteří s ním tehdy létali, říkali, že tak dobré letadlo v té kategorii prostě není. Proto si u Kubíčků řekli, že ho vezmou a ponechají vnější tvar, protože to je to, co dělá letadlo letadlem. Projekt počítá s celokovovým provedením, zachováním původního profilu, původním uspořádáním křídel a původními ocasními plochami. Největší změny se dotkly kabiny, která byla ve velké míře zmodernizována.

„Jako čerství absolventi Leteckého inženýrství jsme si netroufali navrhnout vlastní letadlo. Ti dva, co na tom pracují, jsou mí spolužáci. Původně jsme byli čtyři, ale jeden nás poměrně záhy opustil, dnes si žije bohémský život v Irsku. Já jsem se potom odklonil, protože mne to vždy víc táhlo k balónům než k letadlům, ale zbylí dva projekt tvrdě táhnou dál," říká Petr Kubíček.

Už nyní existuje létající prototyp, staví se další dva kusy na sklad. Nyní je pro tuto výrobu vyčleněna část stávající haly v přízemí. Na této výrobě zatím pracují dva dělníci pod hlavičkou firmy Kubíček Aircraft. Letadlo je kompletně navrženo v SolidWorksu, pevnostně spočítané v Mathcadu. Petr Kubíček s tímto produktem, o kterém říká, že to je fantastická věc, pracuje už od dob studií. „Na výpočty, které jsou tu potřeba, je to fantastický nástroj. Je výborně graficky přehledný, dělá, co dělat má, vypadá dobře, práce s ním je fantastická. A pro úroveň zdejší práce naprosto postačuje."

Česká republika je velmoc ve výrobě ultralehkých letadel. Zásobuje vlastně asi polovinu světového trhu s těmito letadly. Letadly chtějí létat lidé po celém světě a ultralight jim dává tuto možnost.

Firma Kubíček má trochu výhodu v tom, že není na letadlech ekonomicky závislá, že hospodářská situace neposlala firmu do problémů.

„V ultralightech je takový hodně rozšířený trend hnát je do rychlosti nastavení takových vyladěných, aerodynamických, parádních „superbrusů". Je báječné, že to někdo umí. Ale my jsme řekli, že na to půjdeme trochu jinak. Postavíme kočár. Kabina i křídla jsou daleko větší, než mají letadla v této kategorii. Snažíme se jít spíš po stabilitě a jednoduchosti ovládání stroje, aby to byl požitek z létání, aby letadlo mělo super bezpečné letové vlastnosti. Takže zatímco jiná letadla mají maximální rychlost třeba 260 km/h, naše lítá 200 km/h," říká Petr Kubíček.

Po pořízení SolidWorks trvalo asi šest sedm měsíců, než byl hotový projekt letadla. Letadlo ale bylo velmi předpřipravené, protože na ně existovalo několik diplomových prací. Jde vlastně o školní projekt, který nezůstal ve školních šuplících. Z projektu se vyšlo a dodnes se ze zmíněných diplomových prací čerpá. Výroba ovšem trvala o trochu déle.

Specializace a kooperace

Na balóny se používá spousta strojařských dílů, třeba do hořáků, které se všude vyrábějí v kooperacích. Na dílně si u Kubíčků dělají svařence a vše ostatní se kupuje. Pro letadla si vyrábí plechy, plechové díly. Tvary se pálí, ohýbání a lisování je v kooperaci. Některé díly se posílají do kooperace, kde jsou složitější ohyby, některé si dělají sami. Výroba letadel se pomalu utváří. Části kusové výroby se dají dělat zatím „poloamatérsky". Až bude v nové hale rozpracovaných 15 letadel, mnohem větší podíl výroby půjde zase do kooperací.

Konstrukcí letadla se zabývají, jak již bylo uvedeno, dva lidé. Jeden z nich je certifikátor, který připravuje certifikační zprávy, druhý dvanáct hodin denně sedí a kreslí a upravuje letadlo a připravuje výrobu. Jde vlastně o prototypovou dílnu financovanou ze zisku balónů.

Zkušenosti s absolventy škol

Nedalo mi to a po zkušenostech z dřívějších rozhovorů s šéfkonstruktéry v podnicích, které jsem navštívil, jsem se zeptal také na hodnocení absolventů vysokých škol, mířících do praxe. Zde je odpověď Petra Kubíčka:

„Mezi absolventy jsou obrovské až neuvěřitelné rozdíly. Mí kolegové ze školy, nechci hodnotit sebe, byli hotoví lidé, sotva opustili fakultu. A pak jsou takoví, kteří tu dnes už nesedí, kteří opustili tu stejnou fakultu se stejnými znalostmi, ale byli naprosto nepoužitelní. Alespoň pro naši práci. Já je nechci shazovat, oni si najdou svoje uplatnění. My jsme konstrukce malá a potřebujeme hotového člověka. Nemůžeme někoho učit, jak se konstruuje hřídel. To prostě nejde. Já potřebuji akorát říct, co má dotyčný dělat, jak asi to má vypadat a, on musí jet jak pilka. A toho prostě někteří absolventi nejsou schopni. Ti musejí přijít do velké konstrukce, kde začnou dělat „pomocnou" rozkreslovací práci. Je tam nějaký šéf oddělení, který si je vede, a postupně mohou v konstrukci jít dopředu.

Takže mezi absolventy jsou obrovské rozdíly. Já jsem si nějaké vytipoval během svých studií, u některých se to povedlo výborně, u některých ne.

Náš balónový obor je specifický ještě z jednoho úhlu pohledu. Když továrna na čerpadla potřebuje konstruktéra, tak hledá člověka, který dělal čerpadla v posledních deseti letech. Ale my, kdybychom hledali někoho, kdo konstruoval horkovzdušné balóny v posledních deseti letech, tak samozřejmě nenajdeme nikoho. My jsme zvyklí lidi učit, učíme je úplně od začátku. Já je mohu učit odbornost, ale nemohu je učit konstruovat. To musí umět, musí rozumět konstruktérskému řemeslu. A potom naučit je, co to je vlastně hořák, z čeho se skládá, to je na nás. Jsou lidé, kteří to zvládají a kteří ne. Ale ono se to poměrně rychle pozná už během zkušební doby."

Poděkování

Na závěr bych rád Petru Kubíčkovi poděkoval za provedení po výrobní hale a obsáhlé odpovědi na dotazy. Článek pak podepisuji svým „balónovým" jménem Karel z Kuřimi, které jsem získal asi před 12 lety, kdy jsem poprvé a zatím naposled absolvoval let balónem, bezpochyby už tehdy z dílny Balóny Kubíček.