Entwicklung / Bau eines Slingsby Kestrel T59H in 1:3 und 1:4,5

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Alles begann mit dem Kauf eines 3D Druckers Ende 2019.

Die vielfältigen Möglichkeiten eines 3D Druckers führten 2020 zum Bau einer 3D Fräse (MPCNC) und damit verbunden auch das Lernen mit einem der vielen CAD-Programmen umzugehen, ich hatte mich für Design Spark entschieden.

Als erstes Konstruktions- und Eigenbauprojekt entstand ein Spacewalker mit 2,60 m Spannweite.
Sämtliche Teile wurden mit DesignSpark konstruiert und anschließend via Estlcam mit der Fräse gefertigt.

Die Motorhaube habe ich mit dem 3D Drucker als Urform gedruckt und anschließend abgeformt was sehr gut funktioniert hat.

Somit war für mich der Urmodellbau via 3D Druck erschlossen.

Daher sollte als nächstes Projekt ein Segelflieger entstehen.

Beim Stöbern im Buch von Wolfgang Binz "Glasflügel" bin auf den Slingsby Kestrel des Typs T59 gestoßen.

Nach einigen Recherchen im Internet habe ich mich für den Slingsby Kestrel T59H entschieden.

Für diesen Typ hat Slingsby den Rumpf hinter den Flächen um 75 cm verlängert, was die Rumpfeinschnürung für mich etwas entschärft und eleganter macht.

Die original Spannweite betrug 22 m.

Im Maßstab 1:3 ergibt sich damit eine Spannweite von 7,33m bei einer Rumpflänge von ca. 2,60m. Was sich noch gut mit einem PKW mit umlegbarer Beifahrerlehne transportieren lässt, vorausgesetzt die Flächen sind 4-teilig

Ziel soll sein, dass der Kestrel auch sehr gut für das GPS -Dreiecksfliegen einsetzbar ist. Nach einem längeren Telefonat mit Dr. Helmut Quabeck hat dieser mir einen Profilstrak aus DS2/12 auf DS2/11 auf Acro 2,25/11 vorgeschlagen.

Wenn Interesse besteht geht’s weiter mit dem Bericht

 

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Auf der Suche nach Informationen bin ich auf das Buch von Martin Simons "Slingsby Sailplanes" gestoßen. Darin findet man ab der Seite 237 reichlich Information über den Kestrel Type 59 auch über den Type T59H. Auf der Seite 245 befindet sich eine 3-Seitenansicht inklusive Spanten und Maße. Diesen habe ich als Grundlage für die Konstruktionszeichnungen genommen. Allerdings finden sich widersprüchliche Angaben bezüglich der Rumpflänge, in der 3-Seitenansicht stehen 7,57m. Im Text steht etwas von 7,60m und 7,80m. Da ich nur Semi-Scale plane orientiere ich nach der Dreiseitenansicht. Somit war der erste Schritt der Konstruktion die 3-Seitenansicht in DesignSpark hochzuladen um die Außenkonturen nachzuzeichnen.

Im 2. Schritt habe ich eine Vielzahl an Spanten in die Drauf- und Seitenansicht eingezeichnet aus deren Maße ergeben sich dann die Größe der Ovale um in eine recht genaue 3D Ansicht zu bekommen.

 

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Der Kestrel T59H hat eine zweigeteilte Kabinenhaube die deutlich in den Flächenbereich hinein reicht. Dies war einer der Hauptgründe für meine Entscheidung diesen Typ zu bauen, auch wenn dadurch der Aufwand etwas höher ist. Mit dieser Haubenform erscheint der Kestrel einfach eleganter. Zu entscheiden war ob ich den Rumpf mit Steg plane/baue oder ob ich etwas trickse und den Steg im Haubenrahmen berücksichtige. Dieser ließe sich auch zweiteilig planen/gestalten. So habe ich zunächst beide Varianten im CAD konstruiert. Im übrigen gibt es zwischenzeitlich auch eine zertifizierte durchgehende lange Haube für den Kestrel

Glasfaser Flugzeugservice

 

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Da ich von Beginn an geplant hatte, Höhen- und Seitenruder in Voll-GFK- Technik zu bauen, mussten auch diese via CAD konstruiert werden. Hierbei wurden die Profilvorschläge von Dr. Helmuth Quabeck berücksichtigt.
Das Höhenruder der Kestrel hat zwei Höhenruderklappen, diese werden durch eine entsprechend verkleidete Mechanik angelenkt.
Diese Mechanik sitzt auf der Seitenflosse und geht auch über das Seitenruder.
Mein Kestrel soll dem Original möglichst nahe kommen, allerdings wollte ich auch keine Sollbruchstelle. Daher habe ich diese optische Besonderheit mit in die Höhenrudereinheit konstruiert. Leider kann ich dazu keine Originalfotos, zum besseren Verständnis liefern.
Allerdings kann man auf einigen Fotos auf dieser Webseite manches erkennen/erahnen wie das im Original aussieht.

GLASFLÜGEL Kestrel

 

[spatz01]

Zwei Entscheidungen waren noch offen, bevor der 3D Drucker ins Spiel kommt. Baue ich den Rumpf mit oder ohne Haubensteg sowie mit oder ohne Profilanformung.
Entschieden habe ich mich dann, den Haubensteg über den Haubenrahmen zu realisieren und ohne Profilanformung, was die Möglichkeit andere Profile zu nutzen leichter möglich macht.
Der besondere Vorteil einer CAD-Konstruktion in Verbindung mit 3D Druck/Fräsen ist die Genauigkeit, was z.B. die EWD, Profilsehne, oder auch die Flächenstellung zueinander betrifft. Es gibt Rümpfe wo die Profilanformungen (rechts/ links) leicht gegeneinander verdreht sind (Propellerwirkung), was dann über Querrudertrimm ausgeglichen werden muss. Dennoch fliegt der Flieger nie vernünftig gerade aus bei unterschiedlichen Fluggeschwindigkeiten.
Nachdem die Konstruktion vom Rumpf abgeschlossen war, habe ich diesen in Segmente unterteilt die mein 3D Drucker gerade noch drucken kann. Dazu waren 10 Segmente erforderlich welche im STL Format abgespeichert wurden. Diese Segmente werden dann mit zusätzlichen Holzdübeln zusammengeklebt.
Ein weiterer Vorteil von CAD, man kann innerhalb weniger Sekunden den Maßstab verändern. So kam mir die Idee gleich noch den Rumpf in 1:4,5 zu konstruieren/ bauen, jetzt mit Profilanformung (HQW 3/13).

 

[spatz01]

Beim Umwandeln der Segmente in druckfähige Dateien zeigt sich, dass der/die 3D Drucker sehr lange drucken wird/werden. Manches Segment benötigt mehr als zwei Tage, trotz nur 8%-10% Infill. Dennoch ist der Aufwand gegenüber einem klassischen Aufbau eines Urmodells um Welten geringer und genauer.
Also....auf die Plätze Drucker frei

 

[spatz01]

Versuche zum Verkleben der einzelnen Segmente haben ergeben, dass das Verkleben mit Acrifix 1S0116 die für mich beste Lösung darstellt, im Vergleich zu Sekundenkleber oder Epoxidharz. Acrifix hat die Eigenschaft das PLA leicht an zu lösen. Somit kann man ehr von verschweißen als von kleben sprechen.
Während des Druckens der Rumpfteile wurden die Tiefziehstempel konstruiert. Hierbei sollte man ca. 1,5mm umlaufend für die Materialstärke des Tiefziehmaterials berücksichtigen (verkleinern).
Eigentlich soll aus den Tiefziehstempel eine Gießform entstehen, um daraus aus Quarzsand und Harz oder Gießkeramik den
eigentlichen Stempel zu gießen.
Allerdings frage ich mich ob ein gedruckter Stempel mit hohem Infill die kurzfristig hohe Temperatur
auch aushalten würde. Hat jemand Erfahrung?

 

[spatz01]

Bilder sagen mehr als 1000 Worte

 

[Herbert Klaus]

Tolles Projekt

Wünsche Dir weiterhin hohe Motivation und Durchhaltevermögen bis zum fertigen Segler.

 

[spatz01]

Jetzt geht es um die Oberfläche, dazu wurde/wird der Rumpf mit mehreren Gängen 2K Spritzspachtel versehen.
Das geht sehr gut mit einer Spritzpistole mit 2,5er Düse, nach dem Trocknen/Härten der jeweiligen Gänge ist schleifen angesagt.
Beginnend mit 180er, 240er auf 320er Körnung es waren 2 Gänge erforderlich um die feinen Rillen (3D Druck) zu glätten.
Die folgenden 2 -3 Schichten dienen der Oberflächegüte, wobei der Feinschliff mit 600er Körnung erfolgt.
Spritzspachtel lässt sich sehr gut schleifen, dennoch ist der Prozess anstrengend und Zeitfüllend mit sehr viel Staub.
Paralell läuft der Drucker weiter mit dem 1:4,5 Rumpf.

 

[Herbert Klaus]

Sieht gut aus

Wieviel Kilo PLA Filament hast Du für das Rumpfurmodell benötigt ?

 

[spatz01]

Für den großen Rumpf habe ca. 8Kg benötigt, alledings ist es besser dabei große Rollen zu nutzen, da manche Segmente mehr als 1KG Filament benötigen.
Ich habe mir zum Teil 2,6 kg Rollen von "Das Filament" bestellt.

 

[NEXT]

Tolles Projekt, weiter so. Bin echt begeistert. Freu mich das wunderschöne Modell am Modellflugplatz mal bewundern zu dürfen.

LG aus Kirchheim unter Teck, Robi

 

[spatz01]

Hallo Robi,

das wird wahrscheinlich erst nächstes Jahr der Fall sein, denn die Schleiferei ist schon sehr zeitintensiv.
@herbert, das mit dem Durchhaltevermögen ist tatsächlich so eine Sache, bisher habe ich alle meine Projekte erfolgreich zu Ende gebracht. Dennoch frage ich mich, ob Unterstützung von einem Profi im Formenbau nicht sinnvoll wäre, zumal mich private Anfragen nach Vermarktung erreichen und ich das Eigentlich nicht im Sinn habe.
Aber jetzt geht es erst mal um den Urmodellbau, der große Rumpf ist jetzt nach 5 Schichten soweit fertig. Das Höhenleitwerk und Tiefziehstempel haben Ihre erste Schicht Spritzspachtel bekommen.

 

[Edouard Dabert]

Sehr interessant!
Ich hoffe, ich begehe keinen Faux-Pas, kenne mich nicht aus, wenn ich hier auch auf dieses Projekt aufmerksam mache?

4m ASW15

hab auf Cults eine 4m ASW15 entdeckt.. damit sind meine Drucker dann jetzt mal den Monat beschäftigt 😅 ....zum Glück gibts bei sunlu ab 10kg Bestellungen filament deutlich billiger (so um die 10€/kg) https://cults3d.com/en/3d-model/game/asw-15-400

www.rc-network.de

Aus meiner Laiensicht ist das grob thematisch ähnlich gelagert?

 

[Herbert Klaus]

Hallo Robi,

das wird wahrscheinlich erst nächstes Jahr der Fall sein, denn die Schleiferei ist schon sehr zeitintensiv.
@herbert, das mit dem Durchhaltevermögen ist tatsächlich so eine Sache ...

Das mit dem Durchhaltevermögen bei grösseren Vorhaben kennt man ja von seinen eigenen Projekten. "In jedem Anfang steckt ein Zauber inne ..." und manchmal muss man den ganzen Kram einfach mal auf Seite legen, um nach einer Pause wieder neu anzufangen, es sei denn, das Schleifen, Füllern und Spachteln folgt einem therapeutischen Selbstzweck

Du hast ja eine gute Arbeitsumgebung für das Projekt. Und das spätere Abformen ist im Vergleich zu allen Vorarbeiten "a piece of cake" und belohnt mit dem immer wieder schönen Glücksgefühl und der inneren Spannung beim abschliessenden Entformen.

Wo hast Du denn die professionellen Ständer her ?

 

[spatz01]

Diese Ständer habe ich mir über das Internet bestellt.
Einfach mal Lackierständer googeln dort gibt es bereits welche unter 100€
Näheres über meine Lackierkabine:

Eigene Lackierkabine

Der Wunsch nach einer Lackierkabine wurde 2017 umgesetzt. Zuvor wurde im Garten, Dachboden, Garage lackiert, da waren die Ergebnisse manchmal Wetter-oder Insektenbedingt nicht so schön. Als ich dann mal bei einem Bekannten (Inhaber einer Matallbaufirma) in dessen Lackierraum mit Abluft und allem...

www.rc-network.de

 

[spatz01]

Der kleine Rumpf (1:4,5 mit Flächenanformung) wurde nach gleichem Schema gedruckt, anschließend die einzelnen Segmente (6Stck) mit Acrifix 1S0116 und Holzdübel verklebt. Habe leider vergesse davon Bilder zu machen.
Danach hat auch er seine ersten beiden Schichten Spritzfüller bekommen.
Und weiter geht´s mit …….schleifen, schleifen, schleifen

 

[spatz01]

Während einer für mich notwendigen Pause beim Schleifen habe ich begonnen die Flächengeometrie/Maße zu planen. Hierbei habe ich die Ratschläge von Dr. Helmuth Quabeck umgesetzt. Auch hier gilt Bilder sprechen mehr als 1000 Worte.
Bei der Steckung bin ich mir noch nicht im Klaren ob Rundsteckung (Stahlwelle) oder 4Kant Kohlesteckung.
Wertvolle Tipps/Tricks und Hinweise sind willkommen.

 

[dahausa]

Hallo,

tolles Projekt!
Bzgl. Verbinder: bei dünnem Flügelprofil würde ich 4-kant Verbinder und bei dickerem Profil der Einfachheit halber Rundstahl wählen (falls die nötige V-Form das erlaubt).
Außer du willst die Flügel im Negativ bauen. Dann in jedem Fall 4-kant!
Weiterhin gutes Gelingen!

Thomas