Baubericht Fokker E.III, Maßstab 1:5

Allzu trocken möchte ich es nicht machen, aber einen groben Weg aufzeigen, der vor großen Enttäuschungen schützt:

Das Originalprofil lässt durch seine relativ spitze Nase eher nicht die gutmütigsten Flugeigenschaften erwarten. Es ist ziemlich dünn, der Geschwindigkeitsbereich ist nicht sehr groß. Der S- Schlag an der Flügelhinterkante ist kontraproduktiv. Da hat man eine hohe Profilwölbung, um langsam fliegen zu können, aber da, wo es drauf ankommt, wird Auftrieb verschenkt. Schade. Zu Anthony's Ehrenrettung sei gesagt, dass man das vor 100 Jahren noch nicht alles wusste.

Die Maximalgeschwindigkeit der E.III lag bei 140 km/h, die Reisegeschwindigkeit bei grob 110 km/h und langsamer als etwa 85 km/h ging es wohl nicht, wenn ich meinem PC glauben darf.
Damit das 1/ 5 Modell also einigermaßen scale unterwegs ist, sollte die Minimalgeschwindigkeit fast der eines leichten Seglers entsprechen, also etwa 20 bis 25 km/h. Der Schnellflug, wenn man überhaupt davon reden kann, ist etwa doppelt so schnell. Unsere Fokker soll so schnell können, dass ein großer, runder Looping und eine große Fassrolle funktionieren. Nachdem gegenüber dem Original etwas Masse fehlt, müssen etwa 80 km/h notwendig sein, sonst funktioniert das nicht wie gewünscht. Wie erreichen wir das?

Drela's AG 35 wurde leicht aufgedick, hat jetzt 10%. Gleichzeitig erhöhte sich die Wölbung auf 2,6%, das ist noch relativ wenig. Das Ca max des Profils liegt somit bei etwa 0,9. Wie schon angesprochen, wir nutzen die Querruder, die über die ganze Spannweite gehen, als Wölbklappe. Wir entschieden uns für 17% Rudertiefe. Dadurch erhalten wir bei 6° Wölbklappenausschlag einen C a Erhöhung von 0,3, Ob mehr Wölbklappenausschlag Sinn macht, musste die Flugerprobung zeigen. Eine größere Profilwölbung wollten wir nicht, weil sonst die Höchstgeschwindigkeit leidet, ein noch dickeres Profil wäre der Sinkgeschwindigkeit nachteilig gewesen und wir hätten viel Strom gebraucht.

Damit erhalten wir bei 4 kg Gewicht eine Minimalgeschwindigkeit von 30 km/h bei 6° Wölbklappenausschlag nach unten. Bei 5 kg sind es 35 km/h. Damit wollten wir erstmal beginnen, erst wenn das überhaupt nicht zufriedenstellend gewesen wäre, hätten wir einen Flügel mit mehr Rudertiefe gebaut. Die Flüge haben gezeigt, dass wir richtig entschieden haben, 10° Wölbklappenausschlag sind kein Problem. Trotz des Übergewichts tuckert sie ganz gemütlich.
 
Hallo Mirco

;) wenn schon, denn schon!!! Mit nem Verbrenner ging es bestimmt ohne Kohle. Aber elektrisch, unter 5 kg und in der Größe, ohne gleich beim ersten Loop auseinanderzufallen...

Geht das in Balsa und Kiefer?

Gruß Jochen
 
Ich würde mal behaupten, dass du bei der Geschwindigkeit und dem Gewicht nicht mal Kiefer verbauen müsstest, zumindest nur rudimentär. Aber wir Modellbauer wollen es ja immer schön stabil und wundern uns dann über die Gewichte. Wobei der Spagat zwischen Gewicht und Stabilität nicht einfach ist, das weiß ich. Ich will dir aber gar nicht reinquatschen, jeder hat hier seinen Stil und das ist auch okay so.

Gruß Mirko
 

Merlin

User
Ich habe vor mittlerweile 40Jahren auch mal eine EIII gabaut. Damals habe ich von VFW-Fokker kopierte Unterlagen bekommen, aus denen die Konstruktion des Originals hervorging.
Das war Ultra-Leichtbau!

http://www.collectors-edition.de/Museum/Museum28.jpg
http://lowres-picturecabinet.com.s3-eu-west-1.amazonaws.com/43/main/3/82033.jpg


Ich denke ihr könnte eure Konstruktion deutlich abspecken. z.B. aus dem ganzen Rumpf hinter der Tragfläche das Sperrholz gerüst weitgehend rauswerfen oder zumindest deutlich die Querschnitte reduzieren. Ein leichtes Gerüst, damit die Kohle an der richtigen Stelle ist : die Kohle übernimmt die Last!

Viel Spaß noch!

/Bernd
 
Hallo Mirco und Bernd

Wahrscheinlich wollen wir Modellflieger wirklich zu viel. Unsere Nr. 2 ist schon sehr viel leichter. So viel "Sperrholzerfahrung" hatten wir nicht, deswegen ist der Gewichtsunterschied zum reinen Kunstflugmodell nicht so groß. Ist aller Anfang schwer? Und ganz so leicht wie beim Original kann man wohl nicht bauen, oder man muss öfter reparieren, denke ich. Wir sitzen halt doch nicht drin und manch Flugmanöver gelingt nicht immer so präzise, oder?

Gruß Jochen
 
So nun weiter mit dem Flügel

Langsam kann er also, aber wie schnell? mit - 3° Wölbklappenausschlag sagt der Computer sehr gute Flugleistung bis runter auf C a= 0,2, das sind etwa 75 km/h. Nach den ersten Flügen wussten wir, dass alle taktischen Manöver von damals funktionieren, optisch am Anfang jeder Figur etwas zu schnell, fällt aber den Wenigsten auf. Mit etwas "Einschießen" auf die Fokker sah es dann doch noch besser aus. Und wenn man mal die Sau rauslassen möchte, 8-Zeiten Rolle, Liegende Acht und viele andere moderne Figuren gehen auch :p . Dafür stehen die Wölbklappen noch ein wenig höher. So richtig schnell wird sie aber doch nicht, der Rumpf und die Anbauten bremsen dann doch, erheblich.
 
Der Aufbau des Flügels war dann doch interessant. Die Fokker hat keine Beplankung, wie bekommen wir einen torsionssteifen Flügel hin? Wir haben dann mittels eines CAD Programmes geschaut, mit welcher Holmkombination geringes Gewicht und gute Stabilität erreichbar ist. So kamen wir zum Kastenholm (CFK + Sperrholz) und einem senkrechten Holmsteg ( CFK und Balsa) an der Ruderachse. Hier hilft dann auch der etwas dickere Flügel, Holmhöhe bringt Stabilität. Bauchschmerzen bis nach den ersten Flügen verursachte die Torsionsfestigkeit der Querruder, aber sie halten. Kurz vor dem Bespannen haben wir noch Diagonalrippen eingeklebt, das ist auf den Fotos nicht zu sehen. Nr. 2 bekommt aber doch andere, auch leichtere Ruderklappen. Alle Rippen sind aus Sperrholz, Servohalterungen, Spanndrahtbeschläge usw. berücksichtigt, damit beim Bauen alles schnell und problemlos zusammenpasst.
 
Bleiben noch die Leitwerke:

Optisch der große Unterschied, unsere Leitwerke haben ein richtiges Profil. Vorteile sind ein besseres Steuerverhalten und einen größeren Arbeitsbereich. Der Wölbklappeneinsatz wäre mit einem Brettchenhöhenleitwerk nicht in diesem Maße möglich. Unser Seitenleitwerk hat Scalegröße, trotzdem reicht es zum Starten, Fliegen und Kunstflug. Naja, so richtig funktioniert der Turn nicht, das sieht mit der Extra doch besser aus und das Trudeln hab ich noch nicht probiert, wegen Feigheit.

Die Servos sitzen vorne, beim Akku. Wir haben Seilanlenkungen realisiert, wie bei der Großen.
 
Zu den nachfolgenden Bildern ist anzumerken, dass der passgenaue Metallbeschlag in der Rippe auf Bild 1 auf allen anderen Bildern wiederzufinden ist. Und zwar in schwarz, verklebt mit dem Torsionsantrieb am Rumpf. Ansonsten gilt wohl:

Bilder sagen mehr als 1000 Leitwerksworte:
 

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So, jetzt wäre ich erstmal durch, so kurz wie möglich einen hoffentlich guten Überblick über ein nicht ganz alltägliches Modell zu geben.

Vielleicht noch etwas über CAD und Holzbearbeitung im Allgemeinen. Die Teile kommen mit einem feinen Grat aus der Fräse. Das Schleifen oder Feilen ist aber keinesfalls zeitraubend. Zeitraubend allerdings war am Anfang, dass viele Vertiefungen und Kanten viel zu knapp bemessen/ gefräst wurden manche Bauteile dagegen hatten etwas Spiel untereinander. Die Hölzer haben nicht alle die selben Dicken, wir sind im Verlauf der Fräsarbeiten dazu übergegangen, etwas mehr Spiel "einzubauen", damit man nicht (gefühlt) stundenlang nachfeilen muss.
 
Nun fiel mir doch noch das Eine und Andere ein :cool:

Wenn ihr euch sich die Skizze/ 3- Seitenansicht, den Vergleich E.III und Extra 250 nochmal ins Gedächtnis ruft, da gibt es doch ein paar Unterschiede in fast 100 Jahren Flugzeugentwicklung. Und, gerade in Bezug auf Flugeigenschaften von Modellbauern gerne gemachte Modifikationen.

Wie schon gesagt: Großen Einfluss auf die Flugeigenschaften und auch auf die Steuerfolgsamkeit, dadurch auch auf die Fähigkeit, bestimmte Figuren/ Manöver zu fliegen haben die Leitwerksgrößen und deren Hebelarme.

Das Seitenleitwerk ist sehr klein. Bei Start und Landung ist sehr viel Reaktionsstärke des Piloten gefragt. Bei Seitenwind und unebener Piste wird das noch viel interessanter, manchmal sogar unmöglich, die Spur zu halten. Das ist bei einem modernen Flugzeug dann doch einfacher. Bei Zweckmodellen werden dabei sogar noch Leitwerksflächen vergrößert und Hebelarme verlängert, damit das alles noch besser funktioniert. Da hier nicht eingegriffen wurde, verhält sich die Fokker auch nicht sehr spurtreu beim Fliegen. Der Windfahneneffekt ist so klein, dass beim Kurvenfliegen mit dem Seitenruder mitgesteuert werden muss, so wie etwa bei einem Segler. Loopings sind noch interessanter: Je nach Höhenruderausschlag und "Seitenwind" muss mit den Seitenruder ausgeglichen werden, mal rechts, mal links, das ist dann schon etwas anspruchsvoll. Oder man nimmt in Kauf, dass die "Linie" beim Kunstflug nicht so genau eingehalten wird.

Das Höhenleitwerk der E.III ist auch nicht sehr groß, dafür hat sie aber einen annehmbaren Hebelarm, für 3D Fliegen reicht es nicht, aber für den Rest, wie oben beschrieben dann schon.

Abraten von einer Vergrößerung der Flügelfläche will ich hier auf jeden Fall. Was früher Usus war und heute zuweilen immer noch als Verbesserung weitergegeben wird, ist nicht sehr produktiv. Die Flächenbelastung wird zwar verringert, jedoch sämtliche o. g. Vorteile für gute Flugeigenschaften werden nicht genutzt.
 
Die Optimierung

Die Optimierung

Ein wenig geht immer: Obwohl die Flugleistungen und die Flugeigenschaften gut sind, die Menge an Trimmgewicht hat mir nicht gefallen. Und es war mit überschaubarem Aufwand möglich, hier Gewicht zu reduzieren.

Dazu war eine neue Motorhaube und ein längerer Motorträger fällig. Die neue Nase ist um 15 mm länger, optisch fiel es noch keinem auf. Die Motorhaube bekam eine Sperrholzbeplankung spendiert. Dadurch ist sie so stabil, dass das gesamte Trimmgewicht ganz vorne eingeklebt werden konnte, anstatt am Motorspant mit geringerem Hebelarm wirken zu müssen.

Alles in Allem führten diese Maßnahmen zu einer Reduzierung des Ballastes um 400 Gramm. 100 Gramm Mehrgewicht kamen durch Motorträger und -Haube zusammen.
 

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