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!
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).
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:
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…
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.
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:
… dann schließlich habe ich den Motor aus der Autoverwertung und noch nie am Laufen gesehen… Zunächst einmal Lufteinlass und Auspuff angebaut. Dann „meinen“ Schaltplan entworfen und die Elektrik verkabelt:
Glühkerzen (mit Original Glühzeitrelais vom Citroen AX und 70A-Sicherung),
Anlasser (mit 30A-Sicherung und KfZ-Hilfsrelais) und
Abstellventil (direkt).
Dazu einen ordentlichen Schlüsselschalter aus dem Traktorzubehör (mit Kunststoffgehäuse, also leicht) verwendet, damit das alles wie im Auto funktioniert. Stellungen: P = Abstellventil (KL58), 0 = Alles aus, 1 = „Avionik“ an (KL15), „2“ = Vorglühen (KL19), „3“ = Anlassen (KL17).
Alle noch verbliebenen Schläuche für das Kühlwasser und die Kraftstoffzufuhr verbunden. Dann Glysantin G30 – Wasser-Gemisch (1:2) und Öl eingefüllt und auf Leckagen geprüft. Alles dicht!
Vorsichtshalber den Sohnemann mit dem Feuerlöscher im Anschlag bereitgestellt…
Anlassversuch #1-10: Dreht zwar, saugt aber keinen Kraftstoff an… Scheibe…
Zum Glück hat Mario schon die gleiche Erfahrung gemacht. Also seinem Rat entsprechend die Einspritzpumpe zerlegt. Die „üblichen“ neuralgischen Stellen (Hochdruck-Pumpenteil und zwei zu den Einspritzpumpen führende Einzelventile) waren fest (verharzt) und mussten wieder gangbar gemacht werden. Das Auseinandernehmen der Pumpe ist einfacher als das Zusammensetzen, da sich der Stahl-Pumpenteil gerne im Alugehäuse verkantet… eine ganz nette Sauerei war das (das ganze Haus stank nach Diesel).
Anlassversuch #11-20: Wieder nix… *grrrr*
Tief durchgeatmet. Alle Leitungen entlüftet, und den Diesel-Kanister „etwas höher“ gelegt (2 m), bis an den Einspritzdüsen endlich Kraftstoff ankam (auch das war eine ganz nette Sauerei). Schlussendlich musste noch der Leerlaufsteller um ca. 4 mm verstellt werden, dann:
Halleluja!
Damit ist mal wieder ein echter Meilenstein erreicht!
🙂
Nachtrag: … heute aufgeräumt und noch das große Zahnrad auf die Propellerwelle gepresst. So sieht das Ganze mit montiertem Getriebe aus:
Mit Getriebe.Ansaugseite mit Krümmer.
Der Abstand zwischen Krümmer und anderen Bauteilen beträgt allseits min. 2 cm.
Die Gazaile verfügt original über zwei AFK-Rumpftanks mit zusammen 60 l Kapazität („auf dem Schoß“ hinter dem Armaturenbrett und unter den Knien). Kann man prinzipiell machen, aber es gibt gleich mehrere Argumente dagegen:
Epoxidharz ist (auch mit diversen Beschichtungen aus anderen Harzen) nicht besonders kraftstoffbeständig. Es gibt daher leider mehr als genug Experimentals und UL’s, deren GFK-Tanks nach wenigen Jahren „sifften“ oder sich das Harz aufgelöst und Kraftstofffilter verstopft hat. Ersteres ist bei einer Holz-Tragfläche, nun ja, ungünstig. Zweites ist nur dann unschön, wenn man mal wieder langsam und niedrig (z.B. beim Start) und/oder kein begeisterter Segelflieger ist ;-).
Im Falle eines Crashs werden die Tanks gerne vom zurückdrängenden Motor aufgerissen, der Kraftstoff fließt einem über die Beine und entzündet sich am heißen Auspuff…
Last, but not least: Die Tragflächenwurzel / der Holm wird mehr belastet als mit Flächentanks.
Daher bekommen unsere (Mario und meine) Gazaile’s Alu-Flächentanks. Einmal dicht, immer dicht. Den unvermeidbaren Gewichtsnachteil ggü. der AFK-Lösung (ca. 4 kg für alle Tanks zusammen) nehmen wir dafür gerne in Kauf.
Dazu habe ich eine von innen in die D-förmige Torsionsnase der Tragfläche einschiebbare Tankform entworfen. Die Nasen-Halbrippen werden ausgehöhlt und mit CFK verstärkt (deren Festigkeit habe ich vorher berechnet). Da Aluminium im Gegensatz zu GFK/AFK nicht besonders flexibel ist, bekommt jede Tragfläche aufgrund der Verformung bei hoher g-Belastung zwei miteinander verbundene Einzeltanks.
Erste „Anprobe“ der gelaserten und gekanteten Teile aus 1 mm AW6082-Blech (hier der Innentank):
Flächentank (II).
Flächentank-„Bausatz“.
Dazu gibt’s für die Kraftstoffentnahme auch die passenden Schlauchnippel mit Schweißende (aus dem gleichen Material – da lohnt sich mal wieder meine auf CNC umgebaute Drehbank 🙂 ):
Schlauchnippel für Tank.
Ob die Rohrquerschnitte und Wandstärken/Verstärkungsrippen alle richtig berechnet sind, wird die erste Probebetankung mit Wasser nach dem Verschweißen zeigen. Fortsetzung folgt (Schweißen, dann Drucktest – vielleicht können die Tanks noch ein wenig leichter werden).
Bei Interesse: Die Tanks kann man von uns „beziehen“…
Auch hier gefiel mir die Originalform nicht und ich habe eine eigene Form konstruiert, im CFD und FEM auf Stabilität geprüft und dann aus XPS-Schaum hergestellt (CNC-gefräst, versteht sich).
Zunächst eine Basisplatte auf einer ebenen Unterlage laminiert. Damit sich die Basisplatte bei Aufheizung durch den Motor nicht verzieht, ist dieses Laminat symmetrisch aufgebaut (2 x Glas 105 g/m², 2 x Kohle 163 g/m², 2 x Glas 105 g/m²). Dann den Lufteinlass darauf laminiert. Das Herauslösen des Schaums war trotz Trennmittels und Verwendung von Azeton für die Reste eine längere Angelegenheit. Das nächste Mal probiere ich mal eine Wachsform…
Der Dieselmotor benötigt für das „schüttelfreie“ Abstellen noch eine Klappe, die ihm die Luftzufuhr und damit die Kompression beim Ausschalten nimmt. Dazu das passende Gehäuse aus AW 7075 samt kugelgelagerter Welle hergestellt. Da wurde die 4. Achse für meine Fräse mal wirklich nützlich (gerade, weil ich das Gehäuse insgesamt 3 Mal gebaut habe, bis das Ergebnis OK war).
Probe-Passung (wird erst verharzt, wenn abgenommen und eloxiert):
Lufteinlass mit Abstellklappe.Basisplatte Lufteinlass.
Öffnet und schließt:
Abstellklappe offen.
Abstellklappe geschlossen.
Mit der Passung der Klappe bin ich noch nicht ganz zufrieden, da ist noch zu viel Spiel oben und unten (0,07 mm, sagt die Fühlerlehre). Lässt sich aber sehr einfach austauschen 🙂
… noch eine Detailarbeit: Die Gelenklager GE 4 für die Flaperons wollen in ihren Beschlägen ordentlich verstemmt werden. Die übliche Körner-Lösung mag ich nicht, also noch einen Ringverstemmer nach Bibel hergestellt. Der Aluklotz links gibt sauber definiert die Einstecktiefe des Lagers im Beschlag vor:
Ringverstemmer GE 4.
Damit alle Lager in ihren Beschlägen mit 4 t Presskraft verstemmt. Das Ergebnis ist sehr sauber geworden:
Verstemm-Ergebnis.
Gaz'aile 2 / Omet (#344)
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