Cometa Meteorológica Regulable de Rudolf Grund (1929)

Para los meteorólogos de principio del siglo XX elevar su instrumental por medio de cometas resultaba a veces problemático, debido a lo imprevisto del viento.

Si revisamos los archivos de la época, es habitual encontrar roturas de alguna o todas las cometas de un tren durante una ascensión, a causa de las fuertes ráfagas de viento en altura.

A Rudolf Grund en el observatorio de Lindenberg, le preocupaba otro problema, tal como se puede leer en el artículo publicado en 1930, titulado "Über eine neue Drachenkonstruktion" (Construcción de una nueva cometa) para el torno 16 del Observatorio Aeronáutico de Prusia. En el que podemos leer:

"La corriente de aire horizontal curva las superficies a₁ y a₂ de la celda anterior, esta es desviada hacia abajo y actúa sobre b₂ curvándola en la misma dirección. Así el viento que sale de la celda anterior actúa sobre la posterior determinando la posición del cometa (ángulo de ataque).

Si ambas celdas no estuvieran unidas rígidamente, sino a través de una articulación, la celda delantera se acostaría sobre el viento (horizontal) y flotaría sobre éste sin ejercer presión. La celda posterior conservaría aproximadamente la misma inclinación.

La unión elástica empezará a ceder cuando la velocidad del viento aumenta tanto que pone en peligro la línea".

Rudolf Grund solucionó este problema en 1929 en el Observatorio de Lindenberg con su nuevo modelo.

Grund supuso que una cometa de tipo Hargrave con viento de suave a moderado, se gobernaba direccionalmente a través de las superficies verticales de la celda posterior. Al aumentar la presión del viento sobre dichas superficies, éstas no son suficientes para mantener la dirección y por tanto se pierde estabilidad. Estas superficies no deberían entrar en la turbulencia de los timones de la celda anterior.

La Solución fue colocar estas superficies con 7 grados respecto al eje longitudinal. Se puede apreciar, en la celda delantera, la disposición central de un timón.

La articulación entre las celdas y el estrechamiento de 7 grados en la celda posterior, diferencian este nuevo modelo de Grund de las cometas meteorológicas convencionales (todas derivadas del modelo de Hargrave).

Este nuevo modelo, muy creativo por sus prolongaciones piramidales de la celda anterior, remplazó a la "Normaldrachen" y a la "cometa de Paraguas Inglés - Shirmkastendrachen", de uso generalizado en el Observatorio de Lindenberg.

Grund construyó sus cometas en diferentes medidas de manera modular, de tal forma que las varillas de la celda posterior del modelo más grande sirviera para la celda anterior del modelo más pequeño.

El más grande (para volar con viento suave) tenía 12.5 m², el mediano (para viento fresco) 8 m² y el más pequeño (para viento fuerte) 5 m². Esto equivale, en cuanto a su capacidad elevadora, a modelos Hargrave de 25 m², 16 m² y 10 m² respectivamente.

La Cometa Regulable con las medidas descritas, tenía una vida de unos 7 meses. Se confeccionaron también en medidas mayores para su uso en otros observatorios y en las numerosas expediciones científicas.

En 1932 apareció una versión para viento muy suave de 42 m² y en 1937 se construyó una de 64 m².

Estas gigantescas cometas, disponían de una vela auxiliar triangular dispuesta en el borde posterior de la celda delantera, sujeta de tal manera que se pudiera variar el ángulo de ataque. Esto se conseguía por medio de una rienda de goma.

Con viento suave, la brida elástica colocaba la vela contra el viento, de manera que incrementaba el poder ascensional de la cometa. Con viento más fuerte se recogía ésta, plegándose hacia atrás, hasta neutralizarse por completo.

Para los meteorólogos de esa época era importante disponer de un armazón que funcionase sin dificultades durante el vuelo, asimismo los instrumentos que portaba la cometa, debían llegar sanos y salvos. Estaba demostrado que durante el aterrizaje, la mayoría de las cometas tendían a caer lateralmente de punta, rompiendo el armazón.

Rudolf Grund prestó especial atención en cuanto a la resistencia a la rotura de los largueros transversales. En caso de rotura, la presión debe cesar de inmediato para evitar distorsiones que requieran una nueva puesta a punto. En este modelo, al igual que el modelo de "paraguas inglés", no hay varillas pasantes para armar las crucetas. Éstas se sustituyen por varillas de bambú con enchufes.

A fines de la década de los 30 Rudolf Grund ya comenzó a hacer las estructuras con duraluminio.

En el modelo que construiremos, su armazón es de bambú. Algunas varillas y herrajes son de un modelo original, así como el número.

1.- Larguero principal: 4 varas de bambú (980 mm-1400 mm-1250 mm-975 mm)
2.- Cortar tacos de 100 mm de largo de fresno, haya u otra madera de fibra larga. Éstos se introducen en la caña, sin presión para que la misma no reviente, y se encolan.
3.- De un delgada tubería de bronce de 35 mm de diámetro interior cortar 8 piezas de 30 mm de largo.
4.- Tomar una chapa de bronce de 1 mm espesor y cortar 8 discos, que se soldarán a modo de tapa a los tubos.
5.- Retocar los extremos del bambú para asegurar que calce a fricción.
6.- Calzar los tubos, asegurándolos con 4 clavos de bronce.
7.- Agujerear las tapas de bronce y los tacos de madera hasta 50 mm de profundidad, con un taladro de 7 mm.
8.- En cada orificio de los tramos de 980 mm, 1400 mm y 1250 mm se introducen tornillos para madera de 60 mm de largo hasta que solo sobresalgan 15 mm.
9.- Cortar las cabezas de los tornillos, redondear ligeramente la cabeza del vástago.
10.- En el segundo agujero de la caña de 980 mm y en el extremo de una caña de 975 mm se introducen varillas roscadas de 120 mm de largo y 6 mm de diámetro a una profundidad de 65 mm.
11.- Agrandar los restantes agujeros a 8 mm de diámetro para dar cabida a los vástagos cortos.
12.- Colocar tuercas a tope en las varillas roscadas. Una segunda tuerca en cada una se deja suelta.
A través de este sistema de enchufes se empalman las 4 cañas. Marcar los extremos de las cañas para evitar errores.
13.- Atravesar todos los enchufes de bronce con un taladro de 3 mm de diámetro a 20 mm del borde.
14.- En estos orificios se introducen remaches de 3 mm de diámetro que sujetan la tapa de bronce con el bambú y el vástago.
15.- Marcar en la caña de 1400 mm a 70 mm de un extremo y a 100 mm del otro.
16.- Marcar la caña de 1250 mm a 90 mm del extremo.
17.- En estas marcas se agujerean las cañas con 4 orificios de 5 mm de diámetro desplazando los centros 5 mm para no debilitar demasiado las cañas.
18.- Al lado de estos agujeros se empatilla la caña con hilo y se lo recubre con barniz.
19.- Cortar 12 piezas de bambú de 20 mm de diámetro a 860 mm de largo. (ver foto)

20.- Empatillar con hilo ambos extremos.
21.- En ambos extremos de todas las varillas se encolan tacos.
22.- Con escofina hacer cóncavo uno de los extremos acordes con los agujeros del larguero principal.
23.- En el otro extremo perforar los tacos a 3mm diámetro y a una profundidad de 30mm.
24.- En estos agujeros ciegos colocar tornillos para madera de 3mm de diámetro, largo de 40 mm e introducir 30mm. Cortar las cabezas y redondear.

El esqueleto mantiene su forma mediante numerosos tensores, que se enganchan a unas arandelas, las cuales se construyen de la siguiente manera:

1.- Para los travesaños principales de ambas celdas se tornean en aluminio de 3 mm de espesor 4 discos de 50 mm de diámetro.
2.- En el borde de los discos se perforan 4 agujeros de 5 mm de diámetro. En el centro, perforar un orificio de 8.5 mm de diámetro.

3.- Para las crucetas de ambas celdas se confeccionan 24 discos de 27 mm de diámetro, con un agujero central de 4.5 mm de diámetro y cerca del borde 8 agujeros equidistantes de 3 mm de diámetro.
4.- Redondear los cantos de todos los discos y hacer los orificios.
5.- Diez de los discos más pequeños se atornillan a las crucetas en los extremos que no tienen espigas.
6.- En las dos varillas restantes se ponen las arandelas y además las articulaciones para vincular ambas celdas. (Torneado de aluminio: según croquis, se necesitarán seis unidades).

Para que pasen las articulaciones se agrandan los agujeros centrales a 8.5 mm de diámetro.

En principio la estructura de la celda posterior es igual a la anterior pero mas corto y varia la vela.

1.- Para el travesaño principal se requieren 4 varas de bambú de aproximadamente 28 mm de diámetro, y de longitud 540, 1205, 1070, 540 mm respectivamente.
2.- Se confeccionan nuevamente los enchufes de bronce. Para proteger contra roturas eventualmente se puede empatillar con hilo y barnizar.
3.- Encolar tacos de 100 mm de largo en los extremos.
4.- Estos tacos se perforan a 8 mm diámetro y a una profundidad de 50 mm.
5.- En cada taco de las varillas de 540 mm de largo se atornilla una varilla roscada de 120 mm de largo y 6 mm de diámetro. Deben sobresalir 65 mm. (La varilla roscada también puede ser reemplazada por tornillos M8x120 introducidos previamente en sendos tacos de 60 mm. Después se encola con la cabeza hacia adentro).
6.- Una tuerca se pone a tope, una segunda tuerca se deja suelta.
7.- En un extremo de las varillas de 1205 y 1070 mm y en un extremo de una de 540 mm se introducen tornillos para madera de 8 mm diámetro, largo de 60 mm. Deben sobresalir 15 mm, se cortan las cabezas y se redondean los extremos.
8.- Todos los enchufes de bronce de las 4 varillas se perforan a 20 mm del borde con un taladro de 3 mm.
9.- En estos agujeros se introducen remaches para evitar giros.
10.- Las varillas se enchufan en la secuencia correcta y se marcan con algún código (hilos de colores, letras o números).
11.- En la varilla de 1205 mm se hace una marca de 115 mm del extremo agujereado.
12.- En la varilla de 1070 mm se efectúa una marca a 120 mm del extremo del perno.
13.- En estas marcas se perfora en cruz con un taladro de 3 mm diámetro, desplazando los centros algunos mm.
14.- Al lado de los orificios sé empatilla con hilo y se barniza.
15.- Cortar 12 crucetas de 7 cm de largo, diámetro 15 o 16 mm.
16.- Empatillar con hilo ambos extremos.
17.- Entarugar todos los extremos a 50 mm de profundidad.
18.- Hacer cóncavo uno de los extremos de acuerdo con el travesaño central.
19.- Perforar todos los tacos en el centro a 3 mm de diámetro y profundidad 30 mm.
20.- Colocar en los extremos cóncavos tornillos para madera de 3 mm diámetro y largo 40 mm, sobresalen 15 mm, se cortan las cabezas y se redondea.
21.- Enroscar en los otros extremos la segunda docena discos de aluminio.
22.- En 4 varillas colocar articulaciones igual que en celda delantera.

En los extremos inferiores del borde posterior de la celda delantera, convergen las varillas de los bordes de los paños triangulares.

1.- 2 varas de bambú de 20 mm diámetro, largo 1660 mm.
2.- 2 varas de bambú de 20 mm diámetro, largo 1230 mm.
3.- Empatillar con hilo los extremos de las 4 cañas.
4.- Entarugar los extremos una profundidad aproximada de 80 mm.
5.- Hacer ganchos de alambre acerado de 6 mm diámetro:
Ganchos A: 5 piezas
Ganchos B: 2 piezas
Ganchos C: 2 piezas (Ver figura de la página siguiente)
6.- Perforar las varas de bambú a 40 mm de los extremos con un taladro de 3 mm de diámetro. Los orificios deben ser paralelos.
7.- En un extremo de cada una de las cuatro varillas colocar un gancho A. Colocar un remache o chaveta.

8.- En el otro extremo de la varilla de 1230 mm se colocan los ganchos B y se aseguran mediante remache o chaveta.
9.- En ambas varillas de 1660 mm se colocan los ganchos C con remache o chaveta.
10.- Dos resortes de 300 mm de largo, de alambre de 1.2 mm de diámetro. Con un diámetro interno del resorte: 12 a 15 mm. Produce con una carga de 6 Kg. y un estiramiento de 480 mm. En un extremo colocar gancho en S, el otro extremo ojalado con alambres de 400 mm.
11.- Estos alambres se unen a las crucetas superiores externas de la celda posterior.
12.- En los ganchos S de las crucetas superiores externas de la celda delantera se colocan lazos de cuerda de 100 mm de largo para enganchar los resortes.
13.- Empatillar ambos extremos de una caña de 1760 mm de 20 mm de diámetro.
14.- Entarugar ambos extremos.
15.- Hacer agujero de 3 mm de diámetro a 25 mm de un extremo.
16.- Colocar en este taco el ultimo gancho A y remachar o colocar chaveta.
17.- El otro extremo de la varilla se perfora y se coloca una cuerda de 1 m. Vara y cuerda hacen de tope para impedir que los resortes junten demasiado las celdas.
18.- En la cruceta superior central de la celda delantera se coloca un lazo de cuerda, a través del cual se desliza esta vara.

El material más idóneo es una fina tela de algodón "cambric" de trama compacta, con un peso 80 a 100 g por metro cuadrado (18 metros).

Era común en la época la tela de color natural que se oscurecía con el uso prolongado.

1.- Se cortan cuatro piezas según plantilla al marcar las esquinas hacer curvas parejas. Se cosen las dos mitades.
2.- Para el timón delantero central agregar 30 mm para dobladillo.
3.- Las esquinas se refuerzan con medias lunas de loneta de 180 a 200 gr. color natural.
4.- Se cosen todos los refuerzos a ambas velas.
5.- Las puntas de los dos triángulos laterales se doblan 20 mm y se cose un orillo de 30 mm de ancho.
6.- Los bordes se doblan 2 veces y se cosen.
7.- Del centro del timón central se corta un circulo de 150 mm de diámetro.
8.- En este circulo de ambos lados se cosen arandelas de tela de refuerzo.
9.- En las cuatro esquinas se cosen refuerzos de loneta de 60 mm de ancho.
10.- Todos los bordes del timón central se doblan dos veces y se cosen.
11.- Se cortan 4 tiras de 600 mm de largo y ancho de 100 mm.
12.-Estas tiras se doblan 20 mm en cada lado y se cosen en diagonal, dos de cada lado, formado las bolsas.

La forma de la celda posterior es diferente a la delantera. Es más angosta y las dos superficies portantes convergen ligeramente hacia atrás. La celda tiene lateral pero no las puntas en "pirámide". A los laterales están conectados los triángulos cuyo vértice anterior esta conectado a las articulaciones.

2.- Ambas tiras se cosen entre sí para formar un circulo.
3.-Cortar refuerzos de loneta para los escotes del borde posterior de la celda, en el centro del borde anterior y las esquinas anteriores.
4.- En los escotes de las costuras centrales y esquinas posteriores colocar refuerzos en media luna.
5.- Cortar dos triángulos según croquis:

6.- En los lados largos de estos triángulos se cosen bolsillos, en el vértice refuerzo de loneta.
7.- Los triángulos dobladillados se cosen a los laterales de la celda. Se cose un pequeño bolsillo para que pase el alambre tensor.
8.- Coser los cuatro refuerzos en las esquinas anteriores de la celda y las esquinas de cada triángulo.

Como en la mayoría de las cometas meteorológicas de esta época, el tensado se hace mediante alambres cruzados formando una estructura sumamente resistente con una mínima deformación. También le daba resistencia en caso de aterrizaje violento, transmitiéndose el impacto a toda la estructura.

Aunque en la época actual una cometa no tiene que llevar la carga de aquellos observatorios, no se puede prescindir de estos complicados tensores, pues sin ellos no vuela.

Se utiliza alambre de acero niquelado (cuerda de piano) de 0.8 a 0.9 mm de diámetro.

Se requieren 120 metros de alambre. Se deben cortar simétricos y parejos y se agregan 100 m. en los extremos y se dobla alrededor de un clavo.

En caso de no montarse los alambres de inmediato deben etiquetarse para evitar confusión

1.- Para los ocho dobladillos en el borde anterior y posterior de la celda anterior cortar 8 trozos de 1210 mm.
2.- Para los 8 dobladillos de las 4 superficies piramidales cortar 1430 mm que pasan de los discos tensores externos a los extremos piramidales.
3.- En la celda anterior, en sentido longitudinal, se colocan en las caras orientadas al viento seis alambres de 1295 mm entre las puntas de las crucetas.
4.- En diagonal entre los discos perforados de los extremos de las crucetas, en el plano de las superficies portantes de la celda anterior (siempre del lado que da el viento) se colocan 8 alambres de 1770 mm.
5.- En los lados abiertos de la celda anterior (adelante y atrás) se colocan en diagonal entre los discos de las crucetas 8 alambres de 1650 mm.
6.- Vertical entre las puntas de las crucetas se disponen 6 alambres de 1150 mm.
7.- En los dobladillos de la pared central se colocan verticalmente 2 alambres de 1180 mm horizontalmente otros 2 de 1350 mm.

1.- En los dobladillos de los bordes anteriores de la celda posterior se introducen 4 alambres de 1080 mm y se unen a los discos perforados de las crucetas.
2.- En los dobladillos de los bordes posteriores de la celda posterior se introducen 4 alambres de 960 mm.
3.- Entre los extremos de las crucetas de la celda posterior, del lado del viento de la tela en sentido del eje del cometa se colocan 6 tensores de 1050 mm.
4.- En el plano de las superficies portantes se coloca en diagonal del lado del viento de la tela 4 alambres de 1410 mm y 4 alambres de 1490 mm entre las crucetas (por la convergencia de 7 grados hacia atrás los alambres tienen diferente longitud).
5.- En las caras abiertas de la celda posterior se colocan verticalmente 6 alambres de 1000 mm y se unen a los discos perforados.
6.- En las caras abiertas de la celda posterior: en la delantera en diagonal 4 alambres de 1460 mm entre los extremos de las crucetas.
7.- En la trasera 4 alambres en diagonal de 1370 mm.
8.- Entre las crucetas externas y los discos perforados de los extremos del travesaño principal posterior se introducen en los dobladillos 2 alambres de 930 mm y otros 2 de 1010 mm (los mas cortos del lado delantero de la celda).

Entre la celda anterior y posterior se colocan alambres separables mediante lazos de cuerda:

1.- En el extremo inferior de la cruceta central, en el disco perforado se colocan 2 alambres de 1460 mm y en los extremos se colocan argollas de metal.
2.- En las crucetas superiores extremas se colocan 2 alambres de 2530 mm. En los extremos libres se colocan argollas.
3.- En las crucetas inferiores extremas de la celda anterior se colocan 2 alambres de 100 mm y argollas en los extremos.

Los alambres tensores permanecen enganchados a los discos perforados. Para transportar la tela permanece unida a las crucetas de ambas velas. Para armarlo se necesitan por lo menos dos personas.

1.- Desplegar la celda anterior.
2.- Introducir la varilla extrema con la varilla roscada a través de la arandela perforada del extremo piramidal con la tuerca lo mas atrás posible.
3.- Colocar la segunda varilla y colocar las primeras cuatro crucetas. Vigilar la correcta disposición de los alambres.
4.- Colocar la tercera varilla y las crucetas. Estirar la tela hacia el extremo libre. Observar los tensores.
5.- El cuarto tramo se coloca con el extremo roscado primero, después se enchufa.
6.- Tensar la celda ajustando las tuercas.
7.- De igual manera se arma la celda posterior.
8.- Introducir en los dobladillos de los triángulos laterales las varillas con los ganchos. En las varillas cortas el gancho largo debe apuntar hacia la celda delantera.
9.- Introducir los ganchos y asegurar con chavetas.
10.- Enganchar los resortes.
11.- Regular los tensores diagonales entre ambas celdas. Controlar alineación de ambas crucetas centrales.
12.- La vara que comunica ambas celdas se introduce a través del lazo de cuerda de la celda delantera, el otro extremo se engancha en la cruceta central de la celda posterior y se coloca la chaveta.
13.- Atar la cuerda de la parte anterior de la varilla al lazo de cuerda de manara tal que, al estar horizontalmente a la cometa, la celda posterior no se levante.

Merced a los dos sistemas de regulación – la convergencia de la celda posterior y la articulación entre ambas celdas – la cometa prácticamente se orienta sola. Alcanzaría un solo punto de toma. Para repartir la presión a todo el armazón y corregir pequeñas inestabilidades, la línea se conecta a través de seis bridas en los bordes inferiores de la celda delantera.

1.- En las crucetas inferiores de la cara anterior alambre de 2 mm de diámetro o cuerda de 5 mm de diámetro.

Brida central 2100 mm de largo.
Bridas laterales 2470 mm de largo.
Unir estas bridas a una argolla de acero.

Brida central de 2920 mm.
Bridas laterales de 3170 mm.
Se unen a una argolla de acero.

4.- De la argolla trasera salen 2 bandas de goma de: 400 mm de largo, ancho 8 mm, espesor 2 mm. De allí sale una cuerda de 5500 mm.

35 a 40 mm de diámetro, 2 piezas de 1500 mm.
35 a 40 mm de diámetro, 2 piezas de 1100 mm.
28 mm de diámetro, 3 piezas de 1300 mm.
20 mm de diámetro, 12 piezas de 1000 mm y dos de 1800 mm.
15 mm de diámetro, 12 piezas de 800 mm.

Cometa regulable de Rudolf Grund (1929)