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Als Luftsportbegeisterter beschäftige ich mich seit ich 12 bin, mit der Modellfliegerei. Später erfüllte ich mir mit 18 meinen Traum vom Selberfliegen mit dem PPL-B (Motorsegler). Nun, zum Jahreswechsel 2013/2014, geht es mit dem eigenen Flugzeug weiter!

Holmbuchsen eingeklebt

… davor noch „schnell“ mal die Holme an die benötigten Maße angepasst (mittels der Holmdummys) und den Rumpf an den richtigen Stellen aufgeschnitten. Das ganze Prozedere geht nur außerhalb der Werkstatt (= Garage), da … nun ja, die Spannweite geringfügig größer ist als die Breite der Garage.

Da auch mit noch so guten Vorlagen (Holmdummys) die Position der Bohrungen nie 100% stimmt, müssen die vorgebohrten Löcher passend gemacht werden. Danach peinlichst genau noch einmal alle Winkel überprüft (sowohl V-Form als auch Einstellwinkel) und die Buchsen mit angedicktem Harz eingeklebt. Das ist ein Spaß für die ganze Familie, denn die Buchsen sitzen mit einer H7-Passung sehr genau auf den Hauptbolzen, d.h. man muss sie mit eingeschobenen Bolzen verharzen. Dabei darf kein Tropfen Harz auf die Bolzen kommen, sonst bleiben die endgültig drin und die Holme sind nicht mehr abnehmbar…

Schlussendlich hat es geklappt, und zwar mit Abreißgewebe auf der Holmseite und WD40 auf der Bolzenseite als Trenn- und Schmiermittel:

Holme in Position.
Buchse (1).
Buchse (2).

Nächster Halt: Holme mit CFK-UD-Gelege an den Positionen der Bolzen verstärken und tempern.

Holme mit CFK verstärkt

Die Holme mussten noch in Kohlefaser eingewickelt werden:

Vorbereiteter Holm.

Die Holmstege bestehen aus 45° 400 g/m² Kohlefaser-Diagonalgelege. Diese werden (bis zu 3-lagig im Innenbereich) im Vakuumpressverfahren nass-in-nass aufgebracht (jeweils eine Seite zu einer Zeit)

Hierzu zunächst die Helling vorbereitet, um 1° Verwindung zwischen Flächenwurzel und -Spitze einzustellen:

Verwindung im Rumpf bis zur Flächenwurzel (0°).
Verwindung Flächenspitze (1°).

Danach die Holme sauber abgeschliffen, die Holzteile wie immer mit einem leicht stumpfen Sägeblatt angeritzt. Anschließend mit Harz bepinselt, mit dem o.g. Kohlefasergelege belegt und satt mit Harz getränkt – überschüssiges Harz wurde nach der Durchtränkung mit dem Spatel wieder abgezogen. Zu guter Letzt das Abreißgewebe und Saugvlies darüber gelegt (im Innenbereich dürfen es ruhig zwei Lagen sein) und in schließlich in Folie eingesackt.

Das ganze zunächst 24 h bei Unterdruck aushärten gelassen:

Eingesackt!
Unterdruck während Aushärtung.

Danach den Holm entformt, besäumt und beschriftet. Das Beschriften ist wichtig, da die oberen und unteren Holmgurte nicht symmetrisch sind; zudem gibt es aufgrund der Verwindung nun einen linken und einen rechten Holm.

Entformt.

Anschließend wird das ganze Prozedere mit der Gegenseite des gleichen Holms und mit dem anderen Holm wiederholt.

Was jetzt noch aussteht, ist das Einbringen der Hauptbolzen-Buchsen. Um die einzupassen, muss der Rumpf zunächst aus der Garage raus (Garagenbreite << Spannweite!) und das Wetter dazu passen…

Danach folgt dann die Temperung der kompletten Holme.

Dichtigkeitsprüfung Tanks

Da die Tanks nicht flächig durch die Tragflächenstruktur gestützt werden, sind diese nach Bauvorschrift mit 24 kPa Druck auf Dichtigkeit zu testen. Das entspricht einer Wassersäule von 2,45 m. Also einen Punkt am Haus gesucht, welcher dieser Höhe entspricht – dann kann’s ja losgehen…

2,45 m Wassersäule.

… aber nicht so schnell, denn das Dichtmittel muss erfahrungsgemäß einen Monat lang durchtrocknen!

Als es dann endlich soweit war, lange Schläuche an die Entnahme- und Entlüftungsstutzen angeschlossen, die Rücklaufleitung dicht verschlossen, Tankeinfüllschlauch und -Deckel befestigt und den Druck dann langsam aufgebaut.

Erste Ernüchterung: Beide Tanks haben ein Leck. Und zwar nicht nur mit einem Tropfen pro h, sondern gleich ein richtiges mit „Bächelchen“.

Undichte Stelle am Tank.

Also die Tanks gut durchgetrocknet, die Dichtmasse an den Leckagestellen fein durchbohrt und mit einer Spritze neues Dichtmittel reingedrückt.

Tipp für Nachahmer: Bei der Abdichtung mit einer starken Taschenlampe durch den Befüllstutzen in den Tank leuchten, dann sieht man etwaige Fehlstellen ziemlich gut.

Dann wieder einen Monat warten…

… und erneut Druck aufbauen. Große Erleichterung; diesmal ist alles dicht, die Tanks halten den Druck einwandfrei.

Konstanter Füllstand (mit Edding markiert).

Bei maximalem Druck ist die zu 2 mm berechnete Ausbauchung jenseits der Baffles gut zu erkennen:

Tank unter Maximaldruck.

Sie geht auch wieder auf Null zurück, sobald der Druck wieder abgebaut wird:

Tank gefüllt, ohne Überdruck.

Wer solche Tanks auch haben möchte: Kurze PN an mich…

Tanks gedichtet und vernietet

Zunächst werden alle Kontaktstellen von Aluteilen im Tank angeschliffen (Scotch Brite wirkt Wunder) und danach gründlich mit Aceton gereinigt.

Das folgende Prozedere muss aufgrund der Topfzeit des Dichtmittels zügig erfolgen, deshalb eine Hilfe besorgt (der Sohnemann muss herhalten). Des weiteren schon den Bohrer zum Ausbohren von Nieten bereitgelegt, man weiß ja nie…

Als Dichtmittel verwende ich Flamemaster CS 3204 B2, das ist derzeit praktisch das einzige, zu einem sinnvollen Preis in Europa erhältliche Dichtmittel. Es ist äußerst tixothrop, läuft an senkrechten Flächen definitiv nicht ab. Leider riecht es ziemlich stark, also auf gute Lüftung achten!

Danach die Kontaktstellen mit Maler-Abdeckband abgeklebt und mittels Squeegee mit dem Dichtmittel beschichtet. Dies erlaubt eine klar definierte und einheitliche Schichtdicke mit sauberen Kanten:

Auftragen des Dichtmittels (I).

Danach Baffles, Flansche und alle anderen Durchdringungen ordentlich abgedichtet und mit Becherblindnieten vernietet. Saugleitung, Entlüftungsleitung und Rücklauf angeschlossen und deren Fittings festgezogen.

Abdichtung des Anschlussbereichs.
Baffle vernietet.

Das ETFE-isolierte Kabel für die kapazititve Füllstandmessung wird durch Ausschnitte in den schwarzen Heyco-Durchführungen gezogen und um die Rücklaufleitung gewickelt, damit es nicht durch Abrieb am Metall beschädigt wird. Vor dem Verschließen des Tanks wird die Isolation gegen den Tank selbst (> 20 MΩ) bzw. der elektrische Durchgang vom BNC-Stecker bis zu den Sensorplatten geprüft.

Befüllseite vernietet.

Die Tankunterseite bekommt ringsherum eine dicke Raupe aus Dichtmittel. Danach wird die Tank-Oberseite ebenfalls mit dem Dichtmittel beschichtet und dann mit Hilfe des Sohnemanns aufgelegt, mit Cleckos fixiert und vernietet:

Oberseite mit Dichtmittel.
Becher-Blindnieten gesetzt.

Danach nur noch Nieten anziehen (2-3 defekte nochmal ausbohren und neu setzen), abwischen, und schon ist das Wunder deutscher Ingenieurskunst fertig:

Fertiger Tank.

Tanks für Abnahme vorbereitet

Damit die Nieten einwandfrei passen, werden alle Bauteile (Baffles, Endflansche, Drain- und Befüllstutzen im Zusammenbau verbohrt.

Einige Kleinteile waren noch herzustellen (u.A. U-Scheiben aus Alu, Haltewinkel für Entlüftung, Verdrehsicherung für den Entnahmestutzen). Die Saugleitung musste noch gebogen, gebördelt und mit Finger Strainer verbunden werden – das ganze Spiel natürlich x 2 wegen der rechten/linken Tragfläche.

Alle Löcher für die Nieten auf der Ober- und Unterseite werden gesenkt (dimpeln wäre bei 1 mm Materialstärke eine ziemliche Strafarbeit, außerdem ist die Festigkeit auf die gesenkte Verbindung berechnet).

Dann die ganze Baugruppe zur Abnahme zum Prüfer befördert.

Vorbereitung Tank-Anschlussseite.

Flächentanks, die 2.

Der 1. Versuch, geschweißte Flächentanks herzustellen, ist grandios gescheitert. Die sind krumm und schief geworden – der Schweißer hat wohl noch nie dünnes Alu geschweißt. Aber das ist ja nicht das erste Mal, das etwas schiefgeht…

Also neuer Versuch mit kpl. anderer Konstruktion, diesmal aus gelasertem AW 6061, genietet und mit Dichtmasse. Das ganze Konstrukt ist 1,4 m lang und fasst pro Seite ca. 22 l. Die vier Baffles sollen den Tankinhalt am im Schiebezustand am herumschwappen hindern und werden mit Becherblindnieten befestigt. Die Füllstandmessung erfolgt über kapazitive Geber (ähnlich der RV-7).

Erste Unterseite mit Hilfe des Sohnemanns, etlichen Clecos und Blechklemmen passgenau gebohrt (sorry, das Bild ist etwas unscharf):

Erste Tankunterseite gebohrt.

… und: Nein, man kann nicht genug Clecos haben (gleich welche nachbestellt).

Hilfsholme Tragfläche

Hergestellt. An den Hilfsholmen werden die Flaperons angeschlagen. Sie bestehen aus mehreren Lagen Sperrholz, die mit Oregon Pine-Leisten längs verstärkt sind. Aufgrund der Geometrie ist die Verklebung jeder Längsleiste ein einzelner Arbeitsschritt:

Verklebung der Längsleiste am Hilfsholm.

Dazwischen werden noch kleine Klötzchen aus Buche eingeklebt, auf denen später die Beschläge verschraubt werden:

Hilfsholme.

Umlenkrollen Seilzug C9

Da die Seilführung von den Ruderpedalen zum Seitenruder je nach Ausschlag am C9 schaben kann, hat Mario hier Umlenkrollen eingebaut (Sprenger Micro XS Einlassblock). Der war mir etwas zu schwer, außerdem ist der eigentlich für 4 mm Seil gedacht und hat dementsprechend (zu) viel Spiel für meinen Geschmack. Weiterhin hat das Kugellager keinen Käfig (die Kugeln laufen noch nicht einmal in einer Rille). Also: Alles mal neu machen…

Umlenkrolle C9
Umlenkrolle C9.
Gewicht Umlenkrollen C9.

Knapp 30 g für zwei Umlenkrollen -> passt.

… nur noch zum Prüfer und dann einbauen!

Holme für die Tragfläche

Die Holme sind 3,63 m lang, was planmäßig fast die ganze Länge meiner Werkbank in Beschlag nimmt. Die Holmgurte bestehen aus pultrudierten CFK-Leisten (Kaufteil!), welche in ein Sandwich aus Oregon Pine- und Buchenleisten „verpackt“ werden. Ich habe mich nach Analyse des FEM-Modells dazu entschieden, die CFK-Leisten 6 mm weiter nach außen zu legen als ursprünglich vorgesehen. Damit nehmen sie die Zug- und Druckkräfte besser auf. Die dort vorgesehenen Holzleisten habe ich nach innen verlegt, so dass Gesamtstärke und -Gewicht gleich bleibt.

Zunächst eine schön glatte und ausnivellierte Unterlage aus Paneelen hergestellt. Darauf mit der extralangen Richtlatte zwei Alu-Rechteckleisten ausgerichtet und diese im Soll-Abstand von 134 mm auf die Paneele geschraubt. Darauf eine Lage Paketklebeband zum Trennen.

Dann alle Leisten abgelängt, (teilweise konisch) abgehobelt und jeweils ein Pärchen mit angedicktem Harz verklebt:

Obere Holmgurte.
Untere Holmgurte.

Nach dem Verschleifen sieht das Ganze so aus (die Perspektive verfälscht die Geometrie; der sich im Rumpf befindliche Teil geht bis zu den Buchenklötzen und ist ca. 1 m lang):

Holme vorbereitet.

Jetzt warten die Einzelteile noch auf die Füllung mit Rohazell und den weiteren Zusammenbau. Danach muss erst der Prüfer einen Blick drauf werfen, bevor sie mit 45°-Bidiagonalgewebe umwickelt werden.

Nachtrag (07/22): Mittlerweile sind die Holme gefüllt, verklebt, abgeschliffen und vom Prüfer abgenommen. Sie harren noch der Umwicklung mit dem 45°-Bidiagonalgewebe. Dafür braucht’s noch etwas Platz auf dem Arbeitstisch und Vorbereitung der ganzen Vakuumtechnik.

Ölwanne

Die originale für den Motor ist aus Stahl und damit v.z.s. (viel zu schwer). Sie wird also aus CFK hergestellt. Dazu habe ich das Hochtemperaturharz Sicomin SR1660/SD7820 verwendet. Man muss es, genauso wie die Form, ordentlich vorwärmen (auf 40 °C), dann stimmt auch die Viskosität wieder. Das Ergebnis lässt sich so super entformen…

… so dass man einfach jede Gewebelage voneinander abziehen kann!

Das Harz war auch nach zwei Tagen Aushärtung bei Raumtemperatur extrem spröde und sowas von nicht flexibel, so dass es bei der kleinsten Bewegung des Gewebes in winzigste Kristalle zerbröselt ist. Ein Ziehen an der ersten Seite hat den Rand sofort delaminiert. Durch Klopfen an die Form und die üblichen Tricks hat es sich natürlich auch nicht entformen lassen. *grrr*

Also noch einmal laminieren… Diesmal bei 8h @ 60 °C vorgetempert und erst danach entformt, was gut funktioniert hat. Lagenaufbau (von außen nach innen): 2x 163 g/m² Glas, 200 g/m² Kohle, 163 g/m² Glas. Auf den Rand wird eine (vorher mit Trennwachs und PVA behandelte) Glasscheibe aufgelegt, dann wird dieser spiegelglatt.

Ölwanne (I).
Ölwanne (II).

Das kleine Loch in der Ecke dient zum Ablassen des Öls. Dort wird auch der Öltemperaturfühler eingeschraubt:

M6-Loch für Temperaturfühler.