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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.

Tank-Prototyp

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:

  1. 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 ;-).
  2. 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…
  3. 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“…

Rippen für Flaperons

… mit ihren Beschlägen „verheiratet“. Dazu eine kleine Vorrichtung hergestellt, damit die Position des Drehpunktes bei allen Rippen exakt gleich ist:

Vorrichtung Klappenrippen (I).
Vorrichtung Klappenrippen (II).

Endprodukte: Mit 5 mm-Blindniet gefügt und Beschläge gleich in Harz gesetzt (leider ohne keine Bilder).

Ringverstemmer für Gelenklager GE 4

… 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.

Beschläge für Tragflächen fertig und geprüft.

Beschläge Nasenleiste, Hilfsholm.
Gegenbeschläge Nasenleiste, Hilfsholm.

Kurzfassung von etlichen Wochen Arbeit: Alle noch fehlenden Beschläge für die Tragflächen und Klappen aus AW 7075 hergestellt, erfolgreich vom Prüfer abgenommen und eloxiert.

Die Streben und Lagerteile für die Flaperons habe ich neu konstruiert, mit richtigem Profil versehen und dann mittels FEM auf Festigkeit berechnet. Alle Teile sind damit leichter, aerodynamischer, steifer und stabiler als die vom Konstrukteur vorgeschlagenen Teile.

Dann ebenfalls aus AW 7075 gefräst (auf meiner CNC-Fräse in eine spezielle Vorrichtung eingespannt und beidseits mit großem Radiusfräser abgezeilt). Das abschließende Polieren nahm noch einmal einige Zeit in Anspruch (Dank an Mario für die Poliermaschinen).

Lager Flaperons.

Auf den zwei Teilen unten rechts kann man erkennen, wie diese später verbunden werden.

Jetzt muss zuerst Platz in der Werkstatt geschaffen werden. Dazu muss ich im Rumpf:

  • Bugradanlenkung (mit Seilen und Pedalen) komplettieren,
  • Kühlerzu- und Abluft fertig einbauen.

Dann geht’s an die Tragflächen!

Beschläge für Flaperons

… aus 1,5 mm AW2017 gebogen und anschließend auf der CNC-Fräse gebohrt und gefräst. Pro Tragfläche braucht’s davon 8 ST, mal wieder eine ordentliche Serienfertigung:

Beschläge für Flaperon-Befestigung.

Edit: Die passenden Gegenstücke ebenfalls auf CNC-Fräse gebohrt und gefräst (im Nutzen, 4 Lagen übereinander). Die meiste Zeit hat das Entgraten benötigt…

Gegenstücke für Flaperon-Befestigung.

Beschläge für Flaperons

… endlich geht wieder etwas weiter… die Entspannungspause über Weihnachten, Neujahr und ein weiteres Projekt haben etwas länger gedauert.

Jetzt ist das Thema erst einmal wieder vorbei, weiter geht es mit den Beschlägen für die kombinierten Klappen/Querruder. Diese werden aus 1,5 mm starkem AW2017 hergestellt. Zum Glück hab‘ ich die CNC-Fräse, da fallen die Teile für Mario’s Gaz’aile2 auch gleich mit ab.

Diverse Beschläge.

Hülsen + Rohre für Pedalerie

Die Hauptbolzen zur Tragflächenbefestigung brauchten noch kleine Hülsen. Dank den neuen Digitalmessschiebern an der Drehbank geht das jetzt ganz flugs:

Hülsen Hauptbolzen.

Hülsen Hauptbolzen.

Weiterhin die Rohre für die Pedalerie aus 18x1er 25CrMo4-Rohr auf Gehrung gesägt. Da das nur mit zeitraubender Nachbearbeitung wirklich den richtigen Winkel ergibt, die CNC-Fräse zu Hilfe genommen. Jetzt sind alle Teile bis auf 0,1 mm genau und wirklich gleich / winkeltreu: 🙂

Rohre Pedalerie.

Rohre Pedalerie.

Ich baue übrigens die Lino-Variante, die andere hat eine Schwachstelle, die man besser gar nicht erörtern möchte (das Hebelchen für die Seitenruder-Anlenkung ist, nun ja, sehr zierlich geraten und wird laut FEM das Seitenruder vor übermäßigem Ausschlag zuverlässig durch Abknicken an seiner Schweißnaht zu den Pedalen schützen).

Hauptbolzen und Buchsen

Die Hauptbolzen sollen nach Vorschlag des Konstrukteurs direkt in gebohrte Löcher in die Spanten gesteckt werden, das ist mir zu gefährlich (gibt nach einiger Zeit ovale Löcher im Holz…).

Daher Buchsen für die Aufnahme des Hauptbolzens aus AW7075 gedreht.  Dabei das Passungsspiel minimiert, so dass die Buchsen gerade noch per Hand auf den Bolzen schiebbar sind. Die Bolzen haben Passung h7 => DA=18+0,00-0,02 mm; die Buchsen haben vor dem Anodisieren Di=18+0,19+0,10 mm. Durch das Anodisieren wird sich das nochmal um ca. 30 µm reduzieren.

Die Buchsen werden später in die Spanten C2 und C3 eingeklebt; damit der Kleber eine Chance auf Haftung hat, haben sie einen Kreuzrändel bekommen.

Buchsen und Hauptbolzen.

Buchsen und Hauptbolzen.

Ach ja: Die Hauptbolzen habe ich aus 42CrMoS4  machen lassen. Die haben Festigkeit 10.9, sind vergütet und plasmanitriert, Rockwell-Härte HRC 57-61. Das ging eindeutig über meine Kompetenzen (und werkzeugtechnischen Möglichkeiten) hinaus. Die werden definitiv halten!