Lotnia (doświadczalny ultralekki szybowiec- sprężyste skrzydło) Z-75 ”Spring Wing” została skonstruowana przez doc. dr. inż. Jerzego Wolfa na podstawie badań przeprowadzonych w Polsce w Instytucie Lotnictwa. Była to lotnia doświadczalna, która otrzymała sprężyste skrzydło (membranopłat). Jej konstrukcja została oparta o wcześniejsze do­świadczenia uzyskane z prób modelowych, zastosowań żeglarskich opracowanych w uprzednich latach sprężystych skrzydeł (żagloślizgów) oraz lotni: Z-70, Z-71, Z-73 i Z-74.

Zaprojektowana została w 1975 r., a budowę zakończono w 1976 r. W dniu 22.05.1976 r. lotnia została obla­tana przez Witolda Sobieszczańskiego, dostar­czając wielu interesujących i istotnych da­nych niezbędnych do dalszego rozwoju koncepcji sprężystego skrzydła.

Konstrukcja przypomina lotnię II ge­neracji. Skrzydło otrzymało zmodyfikowany profil Liebecka, który narzucają żebra z cienkiej blachy duralowej. Celem Z-75 było praktyczne sprawdzenie możliwości realizacji samostatecznego sprę­żystego skrzydła i zastosowania w nim esowo przegiętych samostabilizujących się że­ber oraz profili charakteryzujących się ma­łym momentem pochylającym. Z-75 stanowi pierwsze praktyczne zastosowanie koncep­cji sprężystego skrzydła w układzie lata­jącego skrzydła. Sprężyste skrzydło jest rozwijane ze względu na szereg korzyst­nych własności, takich jak bardzo mały ciężar jednostkowy, możliwość stosowania znacznych wydłużeń i stąd osiągania du­żych doskonałości aerodynamicznych, mo­żliwość realizacji czystego latającego skrzydła, prostota konstrukcji i łatwość składania, dobre własności dynamiczne w turbulentnej atmosferze wyrażającej się re­dukcją obciążeń, zwiększeniem bezpieczeń­stwa lotu oraz możliwością wykorzystania energii porywów powietrza do polepsza­nia osiągów na drodze tzw. dynamicznego szybowania.

Ta bardzo ciekawa lotnia została zademonstrowana w maju 1976 r. podczas pokazu lotni w Warszawie.

Dalszym rozwojem konstrukcji były lotnie Z-75-7 i Z-77.

Konstrukcja.
Lotnia (ultralekki szybowiec w układzie latającego skrzydła)- szkielet o duralowych rurach i stalowych cięgnach, po­krycie z tkaniny poliestrowej i nylonowej, zwijane, usztywnione żebrami z blachy duralowej.

Płat o obrysie trapezowym i dużym skosie charakterystycznym dla latającego skrzydła, poszerzony na końcach trójkąt­nymi powierzchniami. Poszerzenia pełnią funkcję stateczników wysokości. Płat stanowi jedna warstwa tkaniny, usztywnionej żebrami. Żebra z blachy PA6T grubości 1 mm przyklejone po wklęsłej stronie płata krawędziami do pasa naszytego na powłokę w sposób opi­sany w patencie Instytutu Lotnictwa nr 75433. Tkanina dakronowa na krawędzi na­tarcia i ortalionowa na części środkowej i spływowej płata- w celu porównania zachowania się pod obciążeniem oraz przydatności obu tych materiałów do wykony­wania powłok nośnych tego rodzaju skrzy­deł. Powłoka cięta i zszywana klinowo w celu uzyskania korzystnego przebiegu włó­kien tkaniny, zamocowana na końcach do szkieletu za pośrednictwem elastycznych sznurów gumowych w oplocie, o progre­sywnej charakterystyce. W części środko­wej powłoka zamocowana do prostolinio­wej rury centralnej- kilu, co zapewnia za­ginanie tkaniny bez deformacji jej po­wierzchni. Zwichrzenie płata i stateczność daje się zmieniać przez obrócenie dźwiga­rów o określone kąty. Obrót dźwigara przenosi się wtedy na sznury gumowe, a następnie powłokę za pośrednictwem ro­dzaju dwuramiennego wieszaka z blachy, o dużej wytrzymałości na zginanie. Profil skrzydła typu Liebecka zmienny wzdłuż rozpiętości odpowiednio zmodyfikowany i przystosowany do wymagań profilu łuko­wego. Profil podstawowy pierwszego od osi symetrii żebra przechodzi stopniowo (nieliniowo) w prostoliniową krawędź koń­cową powłoki w sposób zapewniający rów­nomierne naprężenie tkaniny. Wysklepienie i krój powłoki, zszywanej podwójnym ściegiem, są dostosowane do kształtu że­ber. Odczepienie powłoki od dźwigarów przy demontażu dokonywane jest jedynie przez wyjęcie wieszaka ze szczelinowych nacięć na końcach dźwigarów. Przy rozpi­naniu powłoki, jak i w locie, wiotkie że­bra stabilizowane są automatycznie, ustawiając się swoją płaszczyzną prostopadle do powłoki. Stabilizacja ta i towarzszące jej nadawa­nie powłoce profilu żeber następuje na skutek krzywizny żeber i wzdłużnego na­pięcia powłoki.

Szkielet składa się z krótkiej części ka­dłubowej i doczepionych do niej po obu stronach wydłużonych części skrzydłowych. W skład części kadłubowej wchodzi rura centralna, trójkątną rozkładana rama ste­rującą oraz krótki słupek (Kingpost). Ze­spół ten usztywniony jest dwiema linkami o sześciu prostych odcinkach tworząc sztywną konstrukcję przestrzenną napina­ną z użyciem jednego ściągacza. Do docze­pienia części dźwigarowych służy poprzecz­ka rozpierająca górną część trójkąta ste­rownicy. Do podpartych dwoma cięgnami rur sterownicy oraz końców poprzeczki mocowane są przegubowo dźwigary pod­trzymywane przez trzy cięgna nośne zbie­gające się na końcu dźwigara oraz cztery cienkie cięgna odciągowe przeciwdziałające wyboczeniu dźwigara. Cięgna odciągowe umożliwiają podział dźwigara na cztery od­cinki o stałej wytrzymałości na wyboczenie. Polega on na tym, że dźwigar zagięty jest nieznacznie zygzakowato (głębokość załamania ok. 1% dłu­gości przęsła) w punktach mocowania cię­gieł podpierających, co nadaje mu jeden kierunek wyboczenia. Przy jednoczesnym eliptycznym spłaszczeniu przekroju rury dźwigara i podzieleniu go na cztery prostoliniowe odcinki umożliwiło to zmniej­szenie z 18 do 10 liczby cięgieł usztywnia­jących. Dźwigar jest silnie obciążonym ele­mentem skrzydła i dzięki podzieleniu go na przęsła zwiększono jego wytrzymałość kilkudziesięciokrotnie w porównaniu z dźwigarem nie usztywnionym odciągami. Przy tym odpowiednio dobrany stosunek średnic elipsy powoduje, że siły krytycz­ne w dwóch głównych prostopadłych pła­szczyznach wyboczenia są jednakowe. Spła­szczenie dźwigara uzyskano przez przewalcowanie na zimno rury 0 45 X 1, 5 mm z duralu PA6T. W celu uproszczenia kon­strukcji i zmniejszenia oporu aerodynami­cznego dla całego szkieletu zastosowano jednakowe spłaszczone rury. Dźwigary dzielone są w połowie na środkowym za­łamaniu, co pozwala na złożenie całego szkieletu i szybowca w pakiet o długości ok. 3 m. Przegubowe zamocowanie dźwi­garów umożliwia również ich obrót do­okoła osi podłużnej, wykorzystywany do wspomnianych celów regulacyjnych. Przy tym wymagane położenie kątowe dźwigara ustalane jest za pomocą jednej śruby oraz odgięcia narożników aluminiowej podkład­ki zabezpieczającej. Miejsca zamocowania cięgieł i otwory śrubowe wzmocnione ru­rowymi wkładkami oraz tulejami dystan­sowymi. Wszystkie cięgna obu części skrzydłowych napinane są z użyciem tylko dwóch ściągaczy. Położenie punktu pod­wieszania pilota na belce centralnej jest regulowane w szerokim zakresie i w tym celu z tego punktu wyprowadzone jest do­datkowe cięgno do wierzchołka słupka. Słupek ma cięgna tylko w jednej piono­wej płaszczyźnie podłużnej tak, że pow­łoka skrzydła ma pełną swobodę odkształ­ceń. Rura centralna szkieletu przedłużona jest odejmowaną rurą- żądłem, zakończoną ciężarem wyważającym. Wszystkie rury szkieletu są obustronnie zamknięte lub uszczelnione korkami z gumy.

Usterzenie jest całkowicie zintegrowane z płatem. Funkcję statecznika wysokości spełniają: zwichrzenie skośnego płata, sta­teczny profil, nieruchome lotkowe powierz­chnie na końcach skrzydła wychylone do góry. Powierzchnie te rozpięte są na prze­dłużeniach trzech żeber i stanowią całość z powłoką skrzydła. Z-75 również nie ma wyodrębnionego statecznika kierunku a stateczność kierunkową zapewnia znaczny skos płata w połączeniu ze skręceniem oraz zróżnicowanym wzniosem powodowanym wygięciem płata pod obciążeniem. Wygięty sprężyście płat ma u nasady zna­czny wznios dodatni, który przechodzi w ujemny na końcu skrzydła. Nadaje to skrzydłu niezbędną stateczność kierunkową oraz boczną dynamiczną. Wyraża się to tym, że przy ślizgu lub porywie bocznym na skutek ujemnego wzniosu oraz skręce­nia płata na skrzydle nawietrznym powsta­je zawsze ujemna siła przechylająca, wy­wołująca zakręcanie szybowca w kierunku porywu (likwidowanie ślizgu i ustawianie się pod wiatr), co jest koniecznym- acz­kolwiek jeszcze nie wystarczającym- wa­runkiem stateczności dynamicznej. Taka geometria i reakcja na podmuchy jest za­razem warunkiem i zasadą samostateczności czystego latającego skrzydła, o cią­głym geometrycznie płacie, bez wyodręb­nionych powierzchni ustateczniających. W tej sytuacji sterowanie Z-75 polega na za­kłóceniu stanu równowagi jedynie przez zmianę wyważenia układu szybowiec-pilot wywołaną przechylaniem szybowca do­okoła punktu podwieszenia pilota.

Cięgna zastosowane w Z-75 są zróżnico­wane i liczne, w ogólnej liczbie 23. Dla części kadłubowej zastosowano ze względu na łatwość demontażu linki o średnicy 2,5 mm. Z tego samego względu części skrzydłowe usztywniane są drutami z wy­sokowytrzymałej stali o średnicach 3 mm i 2 mm dla cięgien nośnych oraz 1,2 mm dla cięgien podpierających. Najdłuż­sze druty zostały podzielone zawiasowo na dwie części o długościach mniejszych od 3 m, co pozwala na ich składanie bez splą­tania możliwego przy linkach. W związku z zastosowaniem drutów zastosowano spe­cjalny sposób ich łączenia i zakańczania, eliminujący poślizg złącza przy dużym ob­ciążeniu skręconych drutów. Sposób ten polega na wzajemnym zakleszczeniu dwóch poprowadzonych przez opaskę drutów, z użyciem ciernie aktywnego elementu roz­pierającego druty.

Dane techniczne Z-75 (wg [4]):
Rozpiętość szkieletu- 9,6 (wg [1]- 9,5) m, rozpiętość powłoki- 9,0 m, długość całkowita- 4,5 m, długość po złożeniu- 3 (wg [1]- 2,6) m, wysokość- 2,5 m, powierzchnia nośna- 16 m², wydłużenie- 5 (wg [1]- 5,6).
Masa lotni- 18 (wg [1]- 15, wg [3]- ok. 20) kg, masa użyteczna- 85 kg.
Zakres prędkości- 25- 60 (wg [1]- 20- 60) km/h, minimalna prędkości opadania- 0,9 (wg [1]- 0,8) m/s, doskonałość- 9 (wg [1]- 10).
Współczynnik obciążenia niszczącego- 6 g, czas montażu- 20 min.