Airbuild S1 - Entstehung, Bau und Fliegen eines 4 Klappen Kunstflugseglers in Holzbauweise

[hoeflewi]

Hallo zusammen.
Ich muss leider berichten, dass der Airbuild S1 nun schon den ersten Crash hatte. Was ist passiert? Beim Steigflug mit Motor ist ein Blatt von der Klappluftschraube gebrochen. Die Unwucht hat dann das Übrige getan und der Motorspant zusammen mit dem Motor hat sich vom Flieger verabschiedet. Was dann kam ist klar. Durch die Schwerpunktverschiebung war der Flieger nicht mehr zu kontrollieren. Ergebnis "Ackerbeat". Nachdem der Flieger wie ein welkes Blatt vom Himmel flog dachte ich mir "das war es dann". Ich muss aber sagen der Schaden hielt sich in Grenzen. Außer dass der Motorspant herausgerissen war und ein paar Dellen in der Beplankung hat der Flieger keine weiteren Schäden davongetragen.
Also Reparatur starten.
Neuen GfK Mororspant gefräst und eingeharzt.

Unnötiges bzw. zerbröseltes Holz entfernt und neues formgebendes Balsaholz eingeklebt.

Grob verschleifen, dann mit Leichtspachtel verspachteln und dann die Rumpfvorderseite wieder in Form bringen.

Dann noch die Folie drüber und es kann weitergehen.
Ich muss sagen, dass der Airbuild S1 wirklich Nehmerqualitäten hat. Die Reparatur eines Holzfliegers geht in einem solchen Fall dann auch gut zu bewerkstelligen.

Gruß
Winfried

 

[hoeflewi]

Hallo zusammen.
Reparatur des Fliegers ist soweit abgeschlossen. Also weiter mit dem Höhenleitwerk.
Von der Auslegung her habe ich das Höhenleitwerk um ca 10% größer gestaltet, als es vom Maßstab her ausgelegt ist.
Als Profil für das Leitwerk habe ich das NACA 0010 an der Wurzel und dann zur Endrippe auf ein NACA 0012 gestrackt.
Auch habe ich das Leitwerk so ausgelegt, dass es eine gerade Oberseite hat. Damit kann die Leitwerksklappe sauber mit der Bügelfolie anscharniert werden. Ansonsten geht der Aufbau analog zum Seitenleitwerk. Nur eben, dass man eine Linke und eine Rechte Hälfte bauen sollte.
Also. Rippen, Holme und Nasenhilfsleiste in die Schablone aus Depron einlegen und die Oberseite verkleben.

Dann die obere Beplankung aus 1,5mm Balsa aufbringen. Die Trennlinie der Beplankungsteile markiert dann auch gleichzeitig, wo die Ruderflächen später auszuschneiden sind.

Das Ganze dann noch einmal für die andere Leitwerksseite.
Danach können die Leitwerkshälften zusammengefügt werden. Damit die beiden Seiten sauber zueinander passen, werden sie mit zwei Kohlestäbchen zentriert. Die entsprechenden Bohrungen sind in die Rippen bereits beim Fräsen eingebracht worden.

Dann die unteren Balsaholme einkleben und die untere Beplankung aufbringen. Die Endleiste erhält wieder eine Versteifung mittels GfK Band.
Dann das Leitwerk mit Nasenleiste und Randbögen versehen. Nun kann es schon mal grob in Form gebracht werden. Die Leitwerksklappen werden später herausgetrennt.
Ach ja. Die Füßchen an den Rippen trenne ich immer ganz gerne mit einem kleinen Seitenschneider ab. Das geht schnell und der verbleibende Überstand kann einfach verschliffen werden.

So das Leitwerk kann dann wieder zur Seite gelegt werden. Weiter geht es dann mit den Tragflächen.

Gruß
Winfried

 

[hoeflewi]

Hallo zusammen
So nun zu den Tragflächen.
Vor ich den Aufbau der Tragflächen im Modell beschreibe, vorab noch ein paar Überlegungen bezüglich der Auslegung.
Mein erster Gedanke war, die original Tragflächen Geometrie auf den Modellmaßstab zu verkleinern. Auch dachte ich in der ersten Überlegung das Original NACA 64-412 zu übernehmen.
Nachdem ich mit einem Fliegerkollege über die geplante Profilierung diskutiert habe, kam ich zur Überzeugung, dass das Original NACA vom Swift eigentlich für den Modellmaßstab ungeeignet ist, da es für Re Zahlen von weit über einer Million (1,5 - 5Mio) ausgelegt ist. Ich jedoch im Modell mit Re Zahl von vielleicht 100.000 bis 150.000 arbeite.
Also habe ich mich dem "kleinen" Programm "Schwerpunkt und EWD" von Rainer Stumpf bedient. Wenn mann die "Read me" Datei richtig liest und die Ergebnisse des Programms interpretieren kann, gibt es wirklich sehr brauchbare Ergebnisse aus.
So waren meine Randbedingungen:

EWD so um die 1 Grad.
Stabilitätsfaktor ganz knapp über 10%
Re Zahl an den Flügelenden noch 100.000 (da ist man eigentlich immer auf der sicheren Seite)
Beim Profil bin ich dann ganz konservativ bei einem HQ2-12 angekommen.

Die Geometrie der Tragflächen wollte ich jedoch gerade an den Flügelenden von ca 92mm auf 135mm vergrößern. Dabei habe ich, um die Flugzeuggeometrie zu erhalten, die Wurzlrippe auf 275mm vergrößert.

Mit diesen Eckdaten habe ich dann die Tragflächen ausgelegt.

Mit dem Flächenaufbau geht es dann weiter. Dabei war mir ganz wichtig, dass die Tragflächen ohne Plan aufgebaut werden können, und alle Teile der Grundkonstruktion zusammengesteckt werden können, um danach verklebt werden zu können. Die Geometrie der Tragflügel sollten sich mit einfachen Mitteln reproduzieren lassen, um eine gleiche linke und rechte Tragfläche zu erhalten.

Hier schon mal die aufgefädelten Rippen.

Gruß
Winfried

 

[hoeflewi]

Hallo zusammen
Weiter geht es mit den Tragfächen.
Eigentlich wolle ich zuerst, wie bei den Leitwerken eine Depron Steckheling machen, um den Aufbau ohne Bauplan zu realisieren. Bin aber dann davon abgekommen. Es sollte auch einfacher gehen, um mit einfachen Mitteln die Tragflächen aufzubauen.
So entschied ich mich, die Bauteile so zu gestalten, dass ich die Flächen mit einem einfachen rechten Winkel ausrichten kann. Alles ineinander verzapft und im hinteren Bereich der Rippen kleine Stützfüßchen.
Also:
Eine einfache Heling mit Aluprofilen (Es gehen auch Holzleisten) im rechten Winkel aufgebaut.

Dann die verzahnten Holme, Rippen und Nasenleiste trocken zusammenstecken und an den rechtwinkligen Seiten der Heling durch leichtes andrücken ausrichten. Dabei den unteren Holm lose einsetzten und mit einer 2mm Leiste unterlegen um die Beplankung dazustellen.

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Wenn man das Ganze dann mit Gewichten beschweren, wenn die Flächengeometrie soweit ausgerichtet ist. Die beiden Hilfsholme und der obere Hauptholm können nun mit Holzleim eingeklebt werden. Die Nasenleiste wird mit Sekundenkleber mit den Rippen verklebt. Wer will kann auch schon das Steckungsrohr einbauen und mit Epoxidharz fixieren.
Nach dem Trocknen des Leims wird das Flächengerüst aus der Heling genommen und der untere Holm eingeleimt. Flächengerüst wieder umdrehen und und in der Heling ausrichten. Das Ganze wieder mit Gewichten beschweren und den Leim Trocknen lassen. Spätestens jetzt das Steckungsrohr einbauen.
In dieser Bauphase habe ich dann eine einfache Verkastung des Steckungrohrs im hinteren Bereich eingebracht.

Auch können dann schon die Aufdoppelungen für den MPX Stecker und Einschlagmutter eingebracht werden.

Dann geht es weiter mit der oberen Beplankung.

Gruß
Winfried

 

[hoeflewi]

Hallo zusammen
Im Moment ist es mir nach der Weihnachtszeit nicht so nach Baubeschreibung. Ich mache für den Segler gerade ein paar andere Flächen. Vielleicht kann ich noch etwas mehr Potential herausholen. Auch bin ich dabei die Frästeile auf dem CAD nachzuarbeiten. Trotzdem möchte ich mit Euch ein kleines Video teilen, dass ich mit dem Airbuild S1 schon im Herbst gemacht habe.

https://www.youtube.com/embed/PfhCVyQHv2U?wmode=opaque&start=0

Vielleicht gefällt es dem Einen oder Anderen.

Gruß

Winfried

 

[hoeflewi]

Hallo zusammen
So jetzt mal wieder etwas zu Bau der Tragfläche.
Die Beplankung habe ich diesmal auch auf CAD gezeichnet und ausgefräst. Dabei habe ich jeweils für die Ober und Unterseite je drei 2mm Balsabrettchen zu einem Verbund verleimt und dann ausgefräst. Hat den Vorteil, dass die Ausschnitte für die Sevoabdeckung gleich mit eingearbeitet werden können und auch die Beplankung der Ruderflächen. Da die Beplankung etwas mehr als 1000mm hat, kann auch gleich die Schäftung der Brettchen in Längsrichtung vorgesehen werden.

So dann zuerst die Oberseite aufleimen

Auf den Baufüßchen trocknen lassen, und die restlichen Einbauten vornehmen. Auch kann man schon den Einbau der Überkreuz Anlenkung für die Wölbklappen soweit vorsehen. Dann habe ich nur die vorderen Füßchen an den Rippen abgeschnitten und die Untereite beplankt. So kann die der Flügel mit der Beplankung wieder sauber ausgerichtet werden. Danach habe ich die Endleiste wieder mit einem Gewebeband verstärkt.

So nun noch die Beplankung der Klappen aufbringen. Dann ist der Flügel mal soweit.

Gruß
Winfried

 

[Modellflieger0]

Hallo Winfried,

Spitzenmässig! Hier erkennt man sofort, daß ein erfahrener Modellbauer und Flieger am Werk ist.
Gefällt mir ausgesprochen gut.

Wie schon mal früher angesprochen, die Frage, würdest Du mir einen Teilesatz mit all den Schablonen herstellen?

Wenn ja, was soll er kosten?

Wäre es ein großes Problem ihn statt mit 2,30 m auch mit 2,50 m Spw. zu liefern?

Mit Fliegergruss,

Roland

 

[hoeflewi]

Hallo Roland
Vielen Dank für dein Interesse.
Ich werde sicher eine Teilesatz zusammenstellen.
Auch die 2,50mtr sollten kein Problem sein.
Bei den Kosten habe ich noch keine genaue Vorstellung. Aber so um die 200 Euro.

Im Moment jedoch bin ich noch am Optimieren des Fliegers. Der geht zwar mit der derzeitigen Auslegung richtig gut, aber ich möchte noch ein paar Dinge ausprobieren und dann eventuell in den Teilesatz integrieren.
So z.B.
Ich experimentiere gerade an verschiedenen Flächenprofilen herum. Sicher ist das HQ2-12 ein ganz guter Wurf, jedoch möchte ich noch ein Flächenpaar mit dem HQA1,5-11 testen. Dies ist gerade im Bau. Auch möchte ich mir noch ein Flächenpaar mit dem HQA1,75-11 mit 2,75mtr. bauen und testen. Also ein echtes Klappenprofil.
Bei den Leitwerkshebeln ist mir bei den Flügen aufgefallen, dass der Flieger auf das Seitenruder ein wenig zu direkt reagiert. Klar kann man das mit Expo einstellen. Aber ich möchte dem Flieger noch ein wenig mehr Längsstabilität mitgeben. Deshalb habe ich vor, das Leitwerk noch um einige cm. nach Hinten zu setzten.
Klar sind das jetzt Verbesserungen, die zwingend einen weiteren Prototypen erfordern. Aber das ist es mir Wert, denn ich möchte den Flieger weiterentwickeln.
Wenn ich erst zu 100% von der Auslegung überzeugt bin, werde ich für Fliegerkollegen einen Teilesatz machen.

Gruß
Winfried

 

[Modellflieger0]

Hallo Winfried,

Das finde ich gut so. Weiterentwicklungen um das Optimum heraus zu holen, ist u.mer sinnvoll. Hat man doch dann einen sehr gut fliegendes Modell.

Werde alles, wie bisher, mit großem Interesse weiter verfolgen und bin gespannt auf das Endprodukt, das es dann zu kaufen gibt.

Mach weiter so und informiere uns wie bisher.

Mit Fliegergruss

Roland

 

[hoeflewi]

Hallo zusammen
Ich wurde über PM gefragt, ob ich die Daten für die Rumpfkonstruktion veröffentlichen kann. Diesem Wunsch kann ich gerne nachkommen. In der Regel entwerfe ich die meine Rümpfe mit DevFuse und bearbeit die Daten dann weiter auf einem 2D CAD. Dies hat sich aus meiner Sicht sehr gut bewährt, da man die Rohkonstruktion damit relativ flott erstellen kann. In Anhang die DevFuse Datei. Bitte die Datei vor dem öffnen in eine DevFuse Datei umbenennen. (.dft)

Grus Winfried

 

[Modellflieger0]

Hallo Winfried,

Gibt es was neues bzgl. Deinem Projekt?
Wolltest ja noch neue Flächen mit Wölbklappenprofil bauen und testen.

Grüße Roland

 

[hoeflewi]

Hallo Roland, hallo zusammen
Ja, es gibt ein kurzes Update. Mittlerweile habe ich zwei neue Flächenpaare gebaut bzw. sind am fertig werden. Eines mit einem vollsymetrischen Profil NACA 64_0011 und ein Paar mit dem HQA 1,5-11.

Getestet habe ich neben dem ursprünglichen HQ 2-12 mittlerweile auch das NACA 64-0011. Ich muss sagen, letzten Endes bin ich mit dem Profil gar nicht so unzufrieden. Der Flieger wird dadurch doch um einiges agiler, auch der "Durchzug" ist besser geworden. Natürlich auf Kosten der Gleitleistung. Mein Junior, der eigentlich auch viel mit dem Funray und seinem Voll-GfK Swift fliegt, bevorzugt mittlerweile die Flächen mit dem NACA. Er kann damit hald besser herumheizen. Was hierbei noch zu erwähnen wäre ist, dass ich die EWD fast auf 0 stellen musste, um gute Flugeigenschaften zu bekommen. Wobei die Schwerpunktlage gegenüber dem HQ 2-12 gleich geblieben ist.
So auch die Fläche mit dem HQA 1,5_11 sollte in den nächsten Tagen fertig werden. Dann werde ich auch diese mal im Vergleich fliegen, vielleicht bekomme ich noch eine Verbesserung hin.
Im Vergleich seht ihr die Unterschiedlichen Profile an der Wurzel.

Von Oben.:
HQ 2-12
NACA 64_0011
HQA 1,5-11
Gruß
Winfried

 

[hoeflewi]

Hallo zusammen
So heute, bei fast windstillem Wetter habe ich die neue Fläche mit dem HQA 1.5-11 ausprobiert. Und ich muss sagen, gegenüber dem HQ 2-12bzw. NACA 64-0011 eine wesentliche Verbesserung. Der Flieger hat deutlich mehr Durchzug und die Gleitflugeigenschaften sind immer noch sehr gut. Durch die höhere Grundgeschwindigkeit der Profils hat der Flieger deutlich an Agilität gewonnen.
So jetzt werde ich die Daten für die Flächen mal fertig machen. Es wird zwei Ausführungen geben. Eben mit dem HQ 2-12 und dann noch mit dem HQ 1,5-11. Was ich jetzt noch ein wenig optimieren muss ist die EWD bzw. die Klappenstellung im Acro- bzw. Thermik Modus. Sind aber wirklich nur noch Details. Bin schon gespannt, wie sich der Flieger am Hang bewährt. Werde wohl in nächster Zeit mal die Teck aufsuchen müssen.
Gruß
Winfried

 

[Modellflieger0]

Hallo Winfried,

sehr gut! Experimentieren lohnt sich also, das ist Modellbau/fliegen. Fertigmodellke kaufen und fliegen ist zwar praktisch und man kommt zum schnell zum Fliegen aber so wie Du es machst, ist das elementare und für mich gesehen das einzig Ware.

Wann kann man den mit den ersten Frässätzen rechnen?
Hätte da auf jeden Fall Interesse!

Grüße Roland

 

[Merlin]

Gute Links fuer weitere inspiration:

Voltige Planeur RC

Animé par François Cahour

voltige-planeur-rc.net

Aerobatic Theory & Design |

TP96

Viel Spaß!

Bernd

 

[hoeflewi]

Hallo zusammen
Vielen Dank für die Rückmeldungen. Mit dem TP96 Profil habe ich auch schon einen Flächenentwurf gemacht. Bin aber jetzt beim HQA 1,5-11 hängengeblieben. Flächen und die Leitwerke sind jetzt zu meiner Zufriedenheit. Die Flugleistungen passen jetzt auch. Was ich noch angehen werde ist, den Rumpf um ca. 50mm zu verlängern. D.h. den Leitwerkshebel noch ein wenig zu vergrößern. Da bin ich gerade dran einen zweiten Rumpf zu konstruieren.
Eigentlich wollte ich den Flieger schon im Januar fertig haben, aber ich werde jetzt doch zuerst noch den verlängerten Rumpf testen. Sodass der Zeitplan für einen Frästeilesatz wohl erst Mitte des Jahres realistisch ist.
Ich werde dann mit dem Baubericht fortfahren.
Gruß
Winfried

 

[hoeflewi]

Hallo zusammen.
Nach einer Pause möchte ich mit der Baubeschreibung weitermachen. Mittlerweile habe ich den Airbuild S1 sehr intensiv getestet und ich bin nach wie vor der Meinung das Konzept passt. Auch bin ich zur Zeit mitten im Bau eines neuen Rumpfes. Da sind dann einige Verbesserungen gegenüber dem ursprünglichen eingeflossen. Aber dazu später. Jetzt geht es darum die Tragflächen soweit fertig zu machen.
Nachdem die Flächen vollständig beplankt sind und die Nasenleiste angebracht ist, werden die Tragflächen noch vor dem Ausschneiden der Klappen verschliffen. Somit passen die Übergänge zu den Klappen schon mal.

Danach habe ich die Klappen ausgeschnitten. Die Stöße an der Beplankung dienen dann auch als Führung für die Feinsäge, sodass diese
Angelegenheit schnell erledigt ist.

Danach wird Klappe und Tragfläche besäumt und mit 2mm Balsa verkastet. Dabei beachten, dass die Wölbklappen unten und die Querruder oben anscharniert werden. Als Scharniere wird dann die Bespannfolie verwendet.

Jetzt kann dann auch die Ruderanlenkung soweit schon mal eingepasst werden. Dazu möchte ich nur sagen, dass ich für die Wölbklappen eine "Über Kreuz" Anlenkung gemacht habe und für die Querruder eine Anlenkung von unten. Aber das bleibt natürlich jedem selber überlassen.

Hier sieht man die Ausschnitte für die Wölbklappenanlenkung.
Dann noch die Flächen final mit der langen Schleiflatte verschleifen, dann kann schon bespannt werden.

Im nächsten Beitrag möchte ich dann noch auf die veränderte Rumpfkonstruktion eingehen.

Gruß
Winfried

 

[hoeflewi]

Hallo zusammen
Also, den verlängerten Rumpf habe soweit fertig und auch schon geflogen. Die eingebrachten konstruktiven Verbesserungen haben sich soweit beim Bau bewährt. Auch muss ich sagen, dass die Flugeigenschaften ein wenig harmonischer geworden sind. In Verbindung mit dem HQA Profil werde ich den Flieger soweit belassen. Er geht jetzt so wie ich es mir wünsche.
Im Juli geht es an den Hang ins Pinschgau, aber ich denke die Konstruktion wird sich auch da bewähren.
Eine Bitte an die Runde hätte ich. Ich würde gerne mal den den Flieger im Vergleich zu einem Woodray von Schuster oder einem anderen Flieger sehen wollen. Deshalb meine Frage? Fliegt von Euch jemand einen vergleichbaren Holzflieger in der näheren Umgebung (PLZ 86488). Ich würde zu gern einen Vergleich anstellen wollen.
Danke für kurze Rückmeldung.
Gruß
Winfried

 

[Jerzy Markiton]

Hallo Winfried!
Gibt es Schlüsse aus dem Fliegen am Hang? Ich bin gespannt, wie es funktioniert hat.
Grüße - Jurek

 

[hoeflewi]

Hallo Juri, hallo zusammen
Mittlerweile habe ich den Flieger ziemlich intensiv mit den verschiedenen Tragflächenprofilen und mittlerweile auch am Hang in Österreich getestet. Für mein Dafürhalten ist der Flieger jetzt so wie er ist absolut in Ordnung. Ich werde ihn jetzt so belassen. Gerade am Hang hat sich das HQA 1,5-11 als sehr gut erwiesen. Dadurch, dass das Profil auf Verwölbung sehr gut reagiert kann der Flieger auf die jeweiligen Verhältnisse gut angepasst werden. Das HQ 2-12 ist auch bei eher thermischen Verhältnissen zu bevorzugen, obwohl der Flieger dadurch an Agilität etwas verliert. Auch auf die Flächenverwölbung reagiert der Flieger nicht so ausgeprägt wie beim HQA Profil.
Somit werde ich dann einen Teilesatz machen, sowohl mit dem HQA als auch mit dem HQ Profil.

Was jetzt noch fehlt ist die detaillierte Ausarbeitung des Bauplans und die Baubeschreibung. Wenn ich dann soweit bin werde ich dies hier mitteilen. Ich denke aber zu Beginn der Bausaison werde ich soweit sein.

Gruß
Winfried