Archiv der Kategorie: Tragflächen

Holmbuchsen eingeklebt

20. August 2023 Carsten

… 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:

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

Tragflächen, Verbundwerkstoffe

Holme mit CFK verstärkt

11. September 2022 Carsten

Die Holme mussten noch in Kohlefaser eingewickelt werden:

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°).

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:

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.

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.

Tanks

Dichtigkeitsprüfung Tanks

24. Juli 2022 Carsten

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…

… 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“.

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:

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

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

Tanks

Tanks gedichtet und vernietet

6. März 2022 Carsten

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:

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

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.

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:

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

Tanks

Tanks für Abnahme vorbereitet

3. Februar 2022 Carsten

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.

Planänderungen, Tanks

Flächentanks, die 2.

19. Dezember 2021 Carsten

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):

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

Tragflächen

Hilfsholme Tragfläche

25. Juni 2021 Carsten

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:

Tragflächen, Verbundwerkstoffe

Holme für die Tragfläche

11. September 2020 Carsten

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:

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):

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.

Planänderungen, Tanks, Tragflächen

Tank-Prototyp

21. März 2020 Carsten

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):

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 🙂 ):

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“…

Tragflächen