wadl
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SB-13
Stefan Penz hat „ein paar“
Zeilen über seine SB13 geschrieben, das will ich keinem vorenthalten:
Hallo Herbert und alle SB-13 Begeisterten,
als ich vom Wadl erfahren habe, daß es ein Internet-Forum zur SB-13 gibt, habe ich mich sehr gefreut. Endlich mal jemand, der sich auch an dieses Projekt heranwagt.
Bevor ich von meinen Erfahrungen erzähle wollte ich kurz die Anfragen zu Unterlagen über die SB-13 beantworten.
Im Grunde habe ich alle erforderlichen Unterlagen zum Scale-Nachbau. So um 1990 habe ich die Akaflieg Braunschweig angeschrieben. Darauf erhielt ich die Profilkoordinaten, die Daten der Halbel-lipsen der Rumpfschnitte vom 25.11.1983 und eine Rißzeichnung des Flügels vom 22.12.84 mit wirk-lich allen wesentlichen Massen. Der Schränkungsverlauf wurde ebenfalls darge-stellt.
Ergänzend erhielt ich noch Angaben zu den Höhen- und Querruderausschlägen und ein Ca-Dia-gramm, das die erwartete Auftriebsverteilung über die Spannweite (einschließlich der Winglets) bei verschie-denen Ca-Werten darstellt.
Das Ganze wurde durch einen persönlich geschriebenen Brief mit den Telefonnummern der ge-rade mit der Erprobung betrauten Piloten abgerundet.
Ein Bericht aus der Flug + modelltechnik 346-11/84 über das Modell der Akaflieg liegt ebenfalls vor. Deren Voll-GfK Modell brachte es auf 6 kg bei 5.200 mm Spannweite. Der Artikel ist sehr interessant und eine Art Konzeptberatung für Nurflügel dieser Größe.
Dann habe ich noch einen Bericht aus dem Aerokurier 5/1988, in dem aus vielen interessanten Bilder auch sehr gut die Position der Tragfläche am Rumpf, die Kontur der Kabinenhaube und die Konzep-tion des Fahrwerkes hervorgeht.
Ach ja, fast hätte ich es vergessen- und gebaut habe ich sie auch. Im Maßstab 1:3.... allerdings erst Jahre später. Von 1999 bis 2002 entstanden nach diesen Unterlagen Formen für Rumpf, Kabinen-haube, Rundbögen, Nasenleiste und Winglets. Die Flächen entstanden konventionell in Sand-wich-bauweise.
Es wurden 2 Modelle gebaut und ausgiebig erprobt.
Beide Modelle erhielten das Originalprofil mit 5 % Wölbung und 15% Dicke.
Modell 1 wurde mit dem Schränkungsverlauf der Original SB-13 aufgebaut. Bei dem Schrän-kungs-verlauf ging man seinerzeit völlig neue Wege: Der Flügel wird im Original auf den ersten 3450 mm ab dem Wurzelprofil nicht geschränkt und dann bis 3750 mm ab dem Wurzelprofil 1,8 Grad negativ ver-wunden. Hier beginnt auch die erste von zwei Ruderklappen, die ca. 20% Flä-chentiefe haben. Bis zum Flächenende ( bei 7300 mm) nimmt diese Schränkung „linear“ wieder auf -0,8 Grad ab. Der Flügel wurde mit jeweils 2 Klappen ausgestattet. Über einen Mixer wurden nun die inneren Klappen mehr als Querruder und die äußeren Klappen mehr als Höhenruder ange-steuert. Die Gründe für dieses Design dürften in dem Wunsch nach einem geringen negativen Wendemoment liegen. Die Strömung sollte im Außenflügel weniger durch Querruderausschläge beeinflußt werden. Ich konnte jedoch keinen Hin-weis auf die Überlegungen der Akaflieg finden, die sich auf die Anwendung dieser Schränkungsver-teilung beziehen. Immerhin wurde dieser Schränkungsverlauf nicht am Modell der Akaflieg erprobt und stellt auch im Modellnachbau ein ziemliches Wagnis da – aber er funktioniert. Und das sogar sehr gut.
Mir fiel auf, daß der Schränkungsverlauf überhaupt wenig Beachtung in der Literatur fand – in Mo-dellfliegerkreisen ist er eigentlich gar nicht bekannt – oder? Auf den Fotos der Original SB-13 kann man diesen „Schränkungssprung“ beim genauen und gezielten Betrachten übrigens mit dem Auge erkennen.
Eine Literaturliste mit den Veröffentlichungen der Akaflieg wäre hier sicher sehr hilfreich.
Zu den Flugeigenschaften des Modells: Bei allen Bewertungen zu den Flugeigenschaften sollte immer zwischen Leistung und Handling differenziert werden. Leistung hat für mich ein Flieger, wenn er mei-nen Erwartungen an Gleitwinkel, Sinkgeschwindigkeit, Dynamik und letztlich Ge-schwindigkeitsbe-reich zufriedenstellt. Handling meint neben der reinen Steuerbarkeit, der Wen-digkeit, der Verfügbar-keit von Landehilfen auch, daß ich mich nicht zu sehr nur auf das Steuern oder gar das Ausgleichen irgendeines Eigenlebens konzentrieren muß, sondern immer auch ent-spannt fliegen kann. Kurz, der Flieger soll leicht und sicher zu fliegen sein und Spaß machen. Gerade bei Eigenkonstruktionen passe ich den Flieger meinen Bedürfnissen und den Möglichkei-ten des Fluggeländes an, was also sehr sub-jektive Beschreibungen liefern kann.
Daneben gibt es bei einer vollständigen Eigenkonstruktion mit unbekannten konzeptionellen De-sign das gefürchtete Nadelöhr des Einfliegens mit einem erheblichen Bruchrisiko zu durchqueren. Hier kann viel passieren, (passierte dann auch) was aber zumeist keine Aussagen über das Poten-tial eines Modells zuläßt.
Bei meinen ersten Modell verwendete ich zum Beispiel zu schwache Anlenkungen und auch die Ser-vos waren nicht ausreichend dimensioniert. Zunächst verwendete ich die kleinen roten Micro´s von Multiplex. Derzeit verwende ich die 605Serie von Hitec, die genügend Reserven hat.
Das Fliegen: Nach ersten einfachen Gleitflügen zur Schwerpunktermittlung wurde überwiegend in österreichischen Hangfluggebieten geflogen. Das gesamte Flugbild, das Gleiten und der Kurven-flug sind einfach ein Genuß. Bei zunehmenden Tempo kam allerdings eine Unschärfe in die Steu-erbarkeit. Dieses Verhalten läßt sich schwer beschreiben, man muß es erlebt haben. „Zickig“ be-schreibt die er-lebten Attitüden wohl am besten.
Nachdem bei einer verpatzten Landung das Seil eines Sesselliftes ganz plötzlich in den Landekor-ridor sprang, wurde Nummer 2 aufgebaut. Der Bruch von Nummer 1 wartet noch auf seine Repa-ratur.
Nummer 2 erhielt einen konventionellen Schränkungsverlauf und etwa 3 Grad Schränkung begin-nend ab der Wurzel „linear“ bis zum Außenprofil. Während bei Nummer 1 noch wie beim Origi-nal zwei Klappen pro Flächenhälfte verwendet wurden und auch das Seitenruder angesteuert wurde, erhielt Nummer 2 nur noch jeweils eine Klappe. Die Winglets wurden nicht mehr ange-lenkt.
Um es etwas abzukürzen: Die Flugleistungen waren gleich, das Handling in allen Fluggeschwin-dig-keiten aber unvergleichlich besser. Der Vogel wird dabei nur über gerade mal 2 Servos gesteu-ert! Ob auf Grund des höheren Gewichtes oder anderer Faktoren – der erste Prototyp flog aber irgendwie sou-veräner – es ist hier wohl wie bei jedem ersten mal auch der Hauch des Besonderen dabei gewesen.
Ob das bessere Handling an den geänderten Schränkungsverlauf, den besseren Servos, der we-sentlich steiferen Anlenkung der Ruder oder am geringeren Gewicht der Außenflügel liegt, kann wie üblich nicht genau entschieden werden. Dies sind aber meiner Meinung nach ganz entschei-dende Kompo-nenten.
Hinzu kamen die Erfahrungen mit dem ersten Modell: Schwerpunktlage, grundsätzliche Erkennt-nisse zum Flugverhalten, zum Abreisverhalten etc. waren soweit angesammelt, daß der zweite Prototyp sofort flog und zum Beispiel beim zweiten Flug 30 Minuten bei böigen Wind in den österreichischen Alpenhängen oben blieb. Bei den weiteren Flügen waren Zeiten von über 60 Minuten bald der Erwar-tungswert.
Noch etwas zum Aufbau:
Nummer 1 wurde bis auf Kohleschläuche, die als Holme Verwendung fanden, in Glas aufgebaut. Er war besonders wegen der steuerbaren Seitenruder, dem deshalb benötigten Trimmballast mit 10-13 kg doch sehr schwer. Er hätte aber auch noch 3 – 4 kg vertragen können.
Nummer 1 hatte noch einen durchgehenden Holm, beim zweiten Wurf wurde ab dem ca. 500 mm langen Stummelholm sogar auf den Steg verzichtet.
Nummer 2 wurde dafür komplett in AfK-CfK aufgebaut, beziehungsweise verstärkt. Die Flächen wur-den vollständig mit unidirektionalen 125g/qm Kohlegelege von R&G unterlegt und nach dem Beplan-ken mit 0,8 Apachi abschließend noch GfK- beschichtet. Als Topcoat wurde nach dem Einfliegen Vorgelat-Weis zweimal aufgebracht, geschliffen und auf Glanz geschwabbelt.
Nachdem beim Prototypen Flächenbrüche oft an der Balsanasenleiste begannen, wurde dieses Modul beim zweiten Modell aus Glasrovings erstellt und mit ca. 8 mm sehr großzügig dimensio-niert. Hierzu wurde eine Form erstellt, die einen Glasrohling der Nasenleiste liefert. Der Rohling wird direkt in einem Arbeitsgang an die Fläche angeformt. Die Schleifarbeit konnte hierdurch gering gehalten wer-den. Es kam hier nun zu keinen weiteren Ausfällen im Flugbetrieb. Dellen vom Flugbetrieb und Transportschäden gehörten nun auch der Vergangenheit an.
Der Rumpf erhielt ein Hinterteil in Wabenbauweise, ansonsten wurde Kohle und Aramid ohne weitere Sandwicheinlagen verwendet. Beide Rümpfe wurden im Bereich der Kabine mit Glas- beziehungs-weise Kohleschläuchen verstärkt. Hierzu wurde über einen Schaumkern mit 15 mm Durchmesser der CfK-Schlauch gezogen und dies dann an die Rumpfschale laminiert. Ein Sorti-ment preiswerter Schläuche gibt es bei EMC-Vega. Dort wird sogar eine Konstruktionsberatung zur Dimensionierung der Holme etc. angeboten.
Etwas zu den Laminierarbeiten: Alle Laminate an Rumpf und Flügel, mit Ausnahme der Waben-berei-che, wurden „naß in naß“ verarbeitet. Es wurde das R&G System Epoxidharz L + Härter VE 3261 mit einer Tropfzeit von 90 Minuten verarbeitet. Abschließend wurde alles getempert. Der Festigkeitsge-winn durch die „naß in naß“ Bauweise ist nach meinen Erfahrungen enorm. Das Harzsystem macht zudem absolute Spitzenergebnisse möglich, die durch die Temperung sehr zuverlässig erreicht werden. Um gerade bei Aramid die leider immer wieder möglichen und schwer erkennbaren Fehlverklebungen zu vermeiden, erfolgte die Anhärtung beim Rumpf unter Vakuum, beziehungsweise Überdruck. Um das überschüssiges Harz aus der Matrix zu bekom-men, wurde beim Rumpfbau als letzte Gewebe-schicht reichlich Abreißgewebe eingelegt. Es wurde anschließend entfernt und erlaubt nachträgliche Klebearbeiten ohne lästiges Anschleifen des Schale. Die Ergebnisse sind entsprechend hochwertig und es kam hier auch im rauhen Hang-flugbetrieb zu keinen Ausfällen.
Beim Flügel wurde die Flächensteckung vorbereitet und gemeinsam mit allen Laminaten, den Beplan-kungen, etc. in einem Arbeitsgang mit den Kernen verklebt.
Die Ruder wurden beim ersten Modell mit Abreißgewebe angeschlagen. Weil es öfters einriß, wurde beim zweiten Modell hierfür 61g/m2 Aramidgewebe verwendet. Es kam zu keinen w.....
Als Flügelsteckung wurden beim ersten Modell zunächst Titanrohr, später Alurohr verwendet. Durchmes-ser jeweils 25 mm. Sie waren aber einfach zu weich. Beim Fliegen ging es ja noch, aber bei den Landungen kam es immer wieder zu Verformungen, zumal die spitze Nase ach so gerne mal ein-hakt. Die Flächen wollen dann nach vorne usw..
Beim zweiten Modell wurde deshalb ein ganz anderer Weg beschritten. Es wurde im Prinzip eine Fachstahlsteckung verwendet - jedoch mit Federn vom VW-LT. Das ist ein Kleinbus, der Blattfe-dern verwendet. Die Federn sind 25 mm hoch, 4 mm breit und nicht sehr teuer. Ich bekam sie von einer Schlosserei für 10- DM. Die Holmbrücke wurde aus viel CfK und ein wenig formgebenden Sperrholz gefertigt. Es entstand ein erheblicher Gewichtsvorteil und die ganze Sache ließ sich wesentlich einfa-cher anfertigen. Die Flächen werden mit zwei weit auseinander liegenden kräfti-gen Federn am Rumpf festgehalten und zusätzlich mit Tesa-Band gesichert. Für den Gummistart kann ab 50 kg Zugkraft auf das Tesa-Band nicht verzichtet werden, ansonsten geht’s auch ohne Tesa-Sicherung. Auch hier bleiben nun Ausfälle und zeitraubende Reparaturen oder gar „Rohrbe-schaffungsengpässe“ aus.
Die Flächenkerne wurden CNC-geschnitten. Es war sehr nervig einen Lieferanten für preiswerten Schaum in der benötigten Dicke von 60 mm zu finden. Als Kernmaterial wurde dann ein feinpori-ger Schaum mit 18 kg/qm verwendet, den ich bei Tommy-Modellbau bekam.
Die Rundbögen haben mich lange beschäftigt. Zunächst aus Glas gefertigt kam es beim 1 Modell al-leweil zur Rissbildung und schweren Strukturbrüchen. Die Winglets waren mit jeweils 150 g auch sehr schwer und doch recht empfindlich.
Bei der Neuauflage wurden zunächst aus Zweikomponentenschaum in den Formen Kerne herge-stellt. Dann wurden die Kerne an die Flächen geklebt und die Steckung für den 10er Kohlestab vorbereitet. Dann erst wurden die Rundbögen aus CfK mit Hilfe der Formen anlaminiert.
Die Winglets wurden nicht mehr in GfK-Schalenbauweise erstellt, sondern eine Lage 160er Kohle in die Form gelegt und ein CNC-geschnittener Schaumkern als Stützmaterial eingelegt. Die Na-senleiste aus Kohlerovings und die Hülse der Steckung aus CfK-Schlauch wurden bei diesem Arbeitsgang mit einlaminiert. Im Ergebnis entstand in dem System Rundbogen-Winglet eine Gewichtsersparnis von ca. 150 g und hinsichtlich der Festigkeit ein enormer Zuwachs. Das Winglet selber wiegt noch 90 g. Es traten in diesem Bereich keine wesentlichen Beschädigungen mehr auf.
Insgesamt wurden beim zweiten Modell vier Ziele verfolgt: Zunächst sollte versucht werden, es
leichter und auch
einfacher zu bauen,
andererseits sollten gezielt die strukturellen Schwachstellen, die beim ersten Modell auffielen, ausreichend verstärkt werden.
Die Handlingeigenschaften sollten verbessert werden.
Die Ziele wurden erreicht und der eingeschlagene Weg erwies sich als richtig.
Der Flächenaufbau ohne Holm ist wesentlich einfacher. Zwei Klappen sind zudem einfacher zu gestalten als 6 Klappen – und preiswerter. Andererseits konnten durch die Ersparnis hoch-wertige Servos verwendet werden, was der Zuverlässigkeit zugute kam.
Abhängig von geflogener Trimmung und dazu benötigten Trimmblei ist zweite Prototyp gut 3 – 5 kg leichter und verfügt über
eine Festigkeit, die einfach immer wieder erstaunt.
Ich glaube, beim dritten Prototypen - den es vielleicht auch bald geben wird – und bei dem der eingeschlagenen Weg konsequent weiter beschritten werden wird, machen sich dann die er-sten Spötter vermutlich mehr Gedanken um eine Verstärkung der Hangböschung, als um das Modell.
Das Handling machte einen richtigen Satz und aus einem Versuch einen richtig tollen Flieger.
Noch etwas zur Fliegerei mit der SB-13:
Zum Start verwende ich eine Rampe und ein kräftiges Gummiseil. Es wird auf etwa 50-70 kg Zugkraft ausgezogen. Wir hängen diese Katapulte zunächst vor dem Modell an einen kräftigen Erdanker ein und ziehen es dann den Hang hinunter bis zum zweiten Anker. Das machen wir so, weil sich bei unse-rer 30 Grad abwärts geneigten Startstelle ein Gummi leichter bergab als bergauf ziehen läßt. Unten wird es dann eingekoppelt. Am Startplatz wird nun das Model angekoppelt und aus dem ersten Anker gelöst. Es wird auf die Rampe gelegt, letzte Ruderkontrolle und ... ab geht die Post.
Damit bei diesem Zug das Modell vom Piloten gehalten werden kann, befindet sich bei der 13 am hinteren Ende des Rumpfes ein Handloch, in das ich hinein greife. Es gewährleistet auch bei böi-gen Wind einen sicheren Halt. Nach dem Start wird diese Öffnung mit einer angesteuerten Klappe ver-schlossen. Es ist also so ähnlich, wie bei den Anschiebehilfen eines Bobs, die nach dem Start im Bob verschwinden. Beim ersten Modell wurde eine kräftige Kordel am Rumpfende heraus geführt. Sie hatte etwa 10 mm Durchmesser und war im Rumpf an der Holmbrücke befestigt – das ging auch – mit dem Handloch geht es aber entschieden besser.
Beim nächsten Modell wird ein kräftiger Hebel auf der Rumpfoberseite so hochzuklappen sein, das die 13 nicht nur gehalten, sondern auch kräftig angeschoben werden kann, was auch bei noch so kräf-tigen Gummizügen bei den ersten Metern sehr wichtig ist.
Im Kurvenflug ist die 13 ein Genuß. Da kann einfach nichts mithalten. Hinsichtlich der V-Form hatte ich zunächst mehr als nur erhebliche Bedenken. Sie wurde deshalb zunächst ohne V-Form geflogen. Aus gegebenen Anlaß standen dann beim ersten Prototypen gebogene Rohre in allen erdenklichen Winkeln zur Verfügung – und natürlich wurden sie ausprobiert. Zunächst weil mal wieder keine gera-den Rohre zur Verfügung standen – später systematisch.
Grundsätzlich konnte bei einer V-Form von +4Grad, wie sie beim Original verwendet wurde, noch kein Pendeln um die Längsachse beobachtet werden. Der Vogel fliegt wesentlich stabiler und insge-samt ausgeglichener im Normalflug. Der Vorteil bei der Landung liegt auf der Hand.
Noch mehr V-Form führt dann aber doch zum Pendeln. Beim zweiten Prototypen wurde dann von vornherein eine V-Form von 3 Grad eingebaut. Warum die 13 auf eine negative V-Form verzich-ten kann, läßt sich schwer sagen, Fakt ist aber zum einen eine Streckung von 20, während die befürchtete Überstabilität um die Längsachse aus Erfahrungen mit weniger gestreckten Nurflügeln abgeleitet wurde und meiner Meinung nach hier übereilt verallgemeinert wurden. Zum anderen ver-wendet die 13 von der Wurzel bis zum Flächenende ein druckpunktfestes Profil. Die klassischen Nurflügelkonzepte, wie sie von Kurt Weller eingeführt wurden, verwenden zumeist einen Strak, bei dem das Wurzelprofil nicht druckpunktfest ist und das Außenprofil ein aufrichtendes Profil-moment erzeugt. Aber das ist alles Theorie. Da gibt es Rede und Widerrede. Jeder hat Recht aber die Praxis hat nun mal das letzte Wort. Vielleicht kann mir das ja jemand erklären.
Das Schwingen ist auch so eine Sache für sich. Die 13 nimmt rasch und, wenn sie höher fliegt, oft unbemerkt Fahrt auf. Sie setzt den Fahrtüberschuß auch wieder gut in Höhe um und kann dann sehr langsam geflogen werden. Solange ein positiver Kreisbogen geflogen wird und das gesamte System unter Spannung gesetzt wird, kann eine doch hohe Geschwindigkeit geflogen werden. Im einfachen Bahnneigungsflug kommt es jedoch wesentlich früher zu einem leichten Aufschwingen, das durch einleiten einer Kurve wieder beendet werden kann. Dabei ist es gleich, ob nach oben oder zur Seite ein gezogener Kreis geflogen wird. Hier spielt die Statik, die Aerodynamik und natürlich das fehlende restliche und immer bestehende Spiel in den Ruderanlenkungen, der Flä-chenaufhängung etc. das unter Belastung abnimmt, sicher auch eine Rolle.
Während früher oft in den Diskussionsrunden zur Statik des gepfeilten Flügels die Torsionsfestig-keit betont wurde, wird zunehmend mehr Wert auf einen steifen Holm gelegt. Dieser Idee wurde auch bei der zweiten 13 gefolgt und es bestätigte sich. Der Effekt tritt bei diesem Flügel einfach später auf. Eventuell erhält er aber noch nachträglich einen Steg aus Sperrholz und in einem zweiten Schritt zu-sätzliche Holme aus Kohlefaserrovings.
Es wäre sicher lohnend, den das Potential der 13 hinsichtlich Geschwindigkeit und Durchzug ist ein-fach sehr verführerisch - besonders wenn die Möglichkeit zum alpinen Hangflug besteht.
Die Trudeleigenschaften - wenn man so etwas als Eigenschaft bezeichnen möchte - hängen nach mei-nen Erfahrungen und bei meinen Entwürfen von der Schwerpunktlage ab und lakonisch muß gesagt werden, daß ein Nurflügel, der nicht aus dem Trudeln kommt und ein vernünftiges Kon-zept aufweist, den Schwerpunkt zu weit nach hinten gelegt bekam. Beim Einfliegen lege ich den Schwerpunkt des-halb sehr weit nach vorne und taste mich dann an einen Punkt heran, bei dem er nach dem Abkippen 2 – 3 Drehbewegungen macht und sich dann aber wieder fängt. Bei meinen Hortenkonstruktionen war dieses Kriterium um eine sich anschließende Drehung in die andere Trudeldrehrichtung erweitert. Ist dieser Punkt vorsichtig gefunden, wird der Schwerpunkt von mir zur Sicherheit wieder etwas nach vorne verlegt. Bei der zweiten 13 konnte ich nach und nach fast 3 Kilo Blei aus der Nase herausneh-men und den Akku in das Rumpfende legen. Hierdurch wurde eine Verschiebung des Schwerpunktes um 40 mm gestaltet.
Ich finde es auch in Ordnung, wenn im Normal- und Termikflug die Ruder leicht nach oben ste-hen – wenn sie dafür im Schnellflug im Strak liegen. Dies konnte bei der 13 erreicht werden und ich bin insgesamt schon sehr zufrieden damit.
Weitere interessante Aspekte der 13 waren die Störklappen, die Servobefestigungen, die Ruderanlen-kungen, das Fahrwerk und die Programmierung des Senders. Davon ein anderes mal mehr.
So, nun werde ich mal Pause machen. Ich hoffe, ich habe euch mit diesem Beitrag nicht erschla-gen.
Vielleicht habe ich bei euch ein wenig Interesse geweckt und mache Anregung für euer Projekt gege-ben. Vielleicht lassen sich meine Unterlagen irgendwie digitalisieren und per E-mail verpac-ken – dann hab ihr sie beistimmt auch bald. Tips hierzu bitte an den Wadl senden. Im Voraus schon mal danke. Ach ja - laß euch nicht durch Spötteleien und schnell geäußerte Kritik entmuti-gen – gute Ideen kom-men immer wieder. Nach ersten Erfolgen kommt meist von vielen Seiten jede Menge Unter-stützung.
Schöne Grüße
Stefan
Stefan Penz hat „ein paar“
Zeilen über seine SB13 geschrieben, das will ich keinem vorenthalten:Hallo Herbert und alle SB-13 Begeisterten,
als ich vom Wadl erfahren habe, daß es ein Internet-Forum zur SB-13 gibt, habe ich mich sehr gefreut. Endlich mal jemand, der sich auch an dieses Projekt heranwagt.
Bevor ich von meinen Erfahrungen erzähle wollte ich kurz die Anfragen zu Unterlagen über die SB-13 beantworten.
Im Grunde habe ich alle erforderlichen Unterlagen zum Scale-Nachbau. So um 1990 habe ich die Akaflieg Braunschweig angeschrieben. Darauf erhielt ich die Profilkoordinaten, die Daten der Halbel-lipsen der Rumpfschnitte vom 25.11.1983 und eine Rißzeichnung des Flügels vom 22.12.84 mit wirk-lich allen wesentlichen Massen. Der Schränkungsverlauf wurde ebenfalls darge-stellt.
Ergänzend erhielt ich noch Angaben zu den Höhen- und Querruderausschlägen und ein Ca-Dia-gramm, das die erwartete Auftriebsverteilung über die Spannweite (einschließlich der Winglets) bei verschie-denen Ca-Werten darstellt.
Das Ganze wurde durch einen persönlich geschriebenen Brief mit den Telefonnummern der ge-rade mit der Erprobung betrauten Piloten abgerundet.
Ein Bericht aus der Flug + modelltechnik 346-11/84 über das Modell der Akaflieg liegt ebenfalls vor. Deren Voll-GfK Modell brachte es auf 6 kg bei 5.200 mm Spannweite. Der Artikel ist sehr interessant und eine Art Konzeptberatung für Nurflügel dieser Größe.
Dann habe ich noch einen Bericht aus dem Aerokurier 5/1988, in dem aus vielen interessanten Bilder auch sehr gut die Position der Tragfläche am Rumpf, die Kontur der Kabinenhaube und die Konzep-tion des Fahrwerkes hervorgeht.
Ach ja, fast hätte ich es vergessen- und gebaut habe ich sie auch. Im Maßstab 1:3.... allerdings erst Jahre später. Von 1999 bis 2002 entstanden nach diesen Unterlagen Formen für Rumpf, Kabinen-haube, Rundbögen, Nasenleiste und Winglets. Die Flächen entstanden konventionell in Sand-wich-bauweise.
Es wurden 2 Modelle gebaut und ausgiebig erprobt.
Beide Modelle erhielten das Originalprofil mit 5 % Wölbung und 15% Dicke.
Modell 1 wurde mit dem Schränkungsverlauf der Original SB-13 aufgebaut. Bei dem Schrän-kungs-verlauf ging man seinerzeit völlig neue Wege: Der Flügel wird im Original auf den ersten 3450 mm ab dem Wurzelprofil nicht geschränkt und dann bis 3750 mm ab dem Wurzelprofil 1,8 Grad negativ ver-wunden. Hier beginnt auch die erste von zwei Ruderklappen, die ca. 20% Flä-chentiefe haben. Bis zum Flächenende ( bei 7300 mm) nimmt diese Schränkung „linear“ wieder auf -0,8 Grad ab. Der Flügel wurde mit jeweils 2 Klappen ausgestattet. Über einen Mixer wurden nun die inneren Klappen mehr als Querruder und die äußeren Klappen mehr als Höhenruder ange-steuert. Die Gründe für dieses Design dürften in dem Wunsch nach einem geringen negativen Wendemoment liegen. Die Strömung sollte im Außenflügel weniger durch Querruderausschläge beeinflußt werden. Ich konnte jedoch keinen Hin-weis auf die Überlegungen der Akaflieg finden, die sich auf die Anwendung dieser Schränkungsver-teilung beziehen. Immerhin wurde dieser Schränkungsverlauf nicht am Modell der Akaflieg erprobt und stellt auch im Modellnachbau ein ziemliches Wagnis da – aber er funktioniert. Und das sogar sehr gut.
Mir fiel auf, daß der Schränkungsverlauf überhaupt wenig Beachtung in der Literatur fand – in Mo-dellfliegerkreisen ist er eigentlich gar nicht bekannt – oder? Auf den Fotos der Original SB-13 kann man diesen „Schränkungssprung“ beim genauen und gezielten Betrachten übrigens mit dem Auge erkennen.
Eine Literaturliste mit den Veröffentlichungen der Akaflieg wäre hier sicher sehr hilfreich.
Zu den Flugeigenschaften des Modells: Bei allen Bewertungen zu den Flugeigenschaften sollte immer zwischen Leistung und Handling differenziert werden. Leistung hat für mich ein Flieger, wenn er mei-nen Erwartungen an Gleitwinkel, Sinkgeschwindigkeit, Dynamik und letztlich Ge-schwindigkeitsbe-reich zufriedenstellt. Handling meint neben der reinen Steuerbarkeit, der Wen-digkeit, der Verfügbar-keit von Landehilfen auch, daß ich mich nicht zu sehr nur auf das Steuern oder gar das Ausgleichen irgendeines Eigenlebens konzentrieren muß, sondern immer auch ent-spannt fliegen kann. Kurz, der Flieger soll leicht und sicher zu fliegen sein und Spaß machen. Gerade bei Eigenkonstruktionen passe ich den Flieger meinen Bedürfnissen und den Möglichkei-ten des Fluggeländes an, was also sehr sub-jektive Beschreibungen liefern kann.
Daneben gibt es bei einer vollständigen Eigenkonstruktion mit unbekannten konzeptionellen De-sign das gefürchtete Nadelöhr des Einfliegens mit einem erheblichen Bruchrisiko zu durchqueren. Hier kann viel passieren, (passierte dann auch) was aber zumeist keine Aussagen über das Poten-tial eines Modells zuläßt.
Bei meinen ersten Modell verwendete ich zum Beispiel zu schwache Anlenkungen und auch die Ser-vos waren nicht ausreichend dimensioniert. Zunächst verwendete ich die kleinen roten Micro´s von Multiplex. Derzeit verwende ich die 605Serie von Hitec, die genügend Reserven hat.
Das Fliegen: Nach ersten einfachen Gleitflügen zur Schwerpunktermittlung wurde überwiegend in österreichischen Hangfluggebieten geflogen. Das gesamte Flugbild, das Gleiten und der Kurven-flug sind einfach ein Genuß. Bei zunehmenden Tempo kam allerdings eine Unschärfe in die Steu-erbarkeit. Dieses Verhalten läßt sich schwer beschreiben, man muß es erlebt haben. „Zickig“ be-schreibt die er-lebten Attitüden wohl am besten.
Nachdem bei einer verpatzten Landung das Seil eines Sesselliftes ganz plötzlich in den Landekor-ridor sprang, wurde Nummer 2 aufgebaut. Der Bruch von Nummer 1 wartet noch auf seine Repa-ratur.
Nummer 2 erhielt einen konventionellen Schränkungsverlauf und etwa 3 Grad Schränkung begin-nend ab der Wurzel „linear“ bis zum Außenprofil. Während bei Nummer 1 noch wie beim Origi-nal zwei Klappen pro Flächenhälfte verwendet wurden und auch das Seitenruder angesteuert wurde, erhielt Nummer 2 nur noch jeweils eine Klappe. Die Winglets wurden nicht mehr ange-lenkt.
Um es etwas abzukürzen: Die Flugleistungen waren gleich, das Handling in allen Fluggeschwin-dig-keiten aber unvergleichlich besser. Der Vogel wird dabei nur über gerade mal 2 Servos gesteu-ert! Ob auf Grund des höheren Gewichtes oder anderer Faktoren – der erste Prototyp flog aber irgendwie sou-veräner – es ist hier wohl wie bei jedem ersten mal auch der Hauch des Besonderen dabei gewesen.
Ob das bessere Handling an den geänderten Schränkungsverlauf, den besseren Servos, der we-sentlich steiferen Anlenkung der Ruder oder am geringeren Gewicht der Außenflügel liegt, kann wie üblich nicht genau entschieden werden. Dies sind aber meiner Meinung nach ganz entschei-dende Kompo-nenten.
Hinzu kamen die Erfahrungen mit dem ersten Modell: Schwerpunktlage, grundsätzliche Erkennt-nisse zum Flugverhalten, zum Abreisverhalten etc. waren soweit angesammelt, daß der zweite Prototyp sofort flog und zum Beispiel beim zweiten Flug 30 Minuten bei böigen Wind in den österreichischen Alpenhängen oben blieb. Bei den weiteren Flügen waren Zeiten von über 60 Minuten bald der Erwar-tungswert.
Noch etwas zum Aufbau:
Nummer 1 wurde bis auf Kohleschläuche, die als Holme Verwendung fanden, in Glas aufgebaut. Er war besonders wegen der steuerbaren Seitenruder, dem deshalb benötigten Trimmballast mit 10-13 kg doch sehr schwer. Er hätte aber auch noch 3 – 4 kg vertragen können.
Nummer 1 hatte noch einen durchgehenden Holm, beim zweiten Wurf wurde ab dem ca. 500 mm langen Stummelholm sogar auf den Steg verzichtet.
Nummer 2 wurde dafür komplett in AfK-CfK aufgebaut, beziehungsweise verstärkt. Die Flächen wur-den vollständig mit unidirektionalen 125g/qm Kohlegelege von R&G unterlegt und nach dem Beplan-ken mit 0,8 Apachi abschließend noch GfK- beschichtet. Als Topcoat wurde nach dem Einfliegen Vorgelat-Weis zweimal aufgebracht, geschliffen und auf Glanz geschwabbelt.
Nachdem beim Prototypen Flächenbrüche oft an der Balsanasenleiste begannen, wurde dieses Modul beim zweiten Modell aus Glasrovings erstellt und mit ca. 8 mm sehr großzügig dimensio-niert. Hierzu wurde eine Form erstellt, die einen Glasrohling der Nasenleiste liefert. Der Rohling wird direkt in einem Arbeitsgang an die Fläche angeformt. Die Schleifarbeit konnte hierdurch gering gehalten wer-den. Es kam hier nun zu keinen weiteren Ausfällen im Flugbetrieb. Dellen vom Flugbetrieb und Transportschäden gehörten nun auch der Vergangenheit an.
Der Rumpf erhielt ein Hinterteil in Wabenbauweise, ansonsten wurde Kohle und Aramid ohne weitere Sandwicheinlagen verwendet. Beide Rümpfe wurden im Bereich der Kabine mit Glas- beziehungs-weise Kohleschläuchen verstärkt. Hierzu wurde über einen Schaumkern mit 15 mm Durchmesser der CfK-Schlauch gezogen und dies dann an die Rumpfschale laminiert. Ein Sorti-ment preiswerter Schläuche gibt es bei EMC-Vega. Dort wird sogar eine Konstruktionsberatung zur Dimensionierung der Holme etc. angeboten.
Etwas zu den Laminierarbeiten: Alle Laminate an Rumpf und Flügel, mit Ausnahme der Waben-berei-che, wurden „naß in naß“ verarbeitet. Es wurde das R&G System Epoxidharz L + Härter VE 3261 mit einer Tropfzeit von 90 Minuten verarbeitet. Abschließend wurde alles getempert. Der Festigkeitsge-winn durch die „naß in naß“ Bauweise ist nach meinen Erfahrungen enorm. Das Harzsystem macht zudem absolute Spitzenergebnisse möglich, die durch die Temperung sehr zuverlässig erreicht werden. Um gerade bei Aramid die leider immer wieder möglichen und schwer erkennbaren Fehlverklebungen zu vermeiden, erfolgte die Anhärtung beim Rumpf unter Vakuum, beziehungsweise Überdruck. Um das überschüssiges Harz aus der Matrix zu bekom-men, wurde beim Rumpfbau als letzte Gewebe-schicht reichlich Abreißgewebe eingelegt. Es wurde anschließend entfernt und erlaubt nachträgliche Klebearbeiten ohne lästiges Anschleifen des Schale. Die Ergebnisse sind entsprechend hochwertig und es kam hier auch im rauhen Hang-flugbetrieb zu keinen Ausfällen.
Beim Flügel wurde die Flächensteckung vorbereitet und gemeinsam mit allen Laminaten, den Beplan-kungen, etc. in einem Arbeitsgang mit den Kernen verklebt.
Die Ruder wurden beim ersten Modell mit Abreißgewebe angeschlagen. Weil es öfters einriß, wurde beim zweiten Modell hierfür 61g/m2 Aramidgewebe verwendet. Es kam zu keinen w.....
Als Flügelsteckung wurden beim ersten Modell zunächst Titanrohr, später Alurohr verwendet. Durchmes-ser jeweils 25 mm. Sie waren aber einfach zu weich. Beim Fliegen ging es ja noch, aber bei den Landungen kam es immer wieder zu Verformungen, zumal die spitze Nase ach so gerne mal ein-hakt. Die Flächen wollen dann nach vorne usw..
Beim zweiten Modell wurde deshalb ein ganz anderer Weg beschritten. Es wurde im Prinzip eine Fachstahlsteckung verwendet - jedoch mit Federn vom VW-LT. Das ist ein Kleinbus, der Blattfe-dern verwendet. Die Federn sind 25 mm hoch, 4 mm breit und nicht sehr teuer. Ich bekam sie von einer Schlosserei für 10- DM. Die Holmbrücke wurde aus viel CfK und ein wenig formgebenden Sperrholz gefertigt. Es entstand ein erheblicher Gewichtsvorteil und die ganze Sache ließ sich wesentlich einfa-cher anfertigen. Die Flächen werden mit zwei weit auseinander liegenden kräfti-gen Federn am Rumpf festgehalten und zusätzlich mit Tesa-Band gesichert. Für den Gummistart kann ab 50 kg Zugkraft auf das Tesa-Band nicht verzichtet werden, ansonsten geht’s auch ohne Tesa-Sicherung. Auch hier bleiben nun Ausfälle und zeitraubende Reparaturen oder gar „Rohrbe-schaffungsengpässe“ aus.
Die Flächenkerne wurden CNC-geschnitten. Es war sehr nervig einen Lieferanten für preiswerten Schaum in der benötigten Dicke von 60 mm zu finden. Als Kernmaterial wurde dann ein feinpori-ger Schaum mit 18 kg/qm verwendet, den ich bei Tommy-Modellbau bekam.
Die Rundbögen haben mich lange beschäftigt. Zunächst aus Glas gefertigt kam es beim 1 Modell al-leweil zur Rissbildung und schweren Strukturbrüchen. Die Winglets waren mit jeweils 150 g auch sehr schwer und doch recht empfindlich.
Bei der Neuauflage wurden zunächst aus Zweikomponentenschaum in den Formen Kerne herge-stellt. Dann wurden die Kerne an die Flächen geklebt und die Steckung für den 10er Kohlestab vorbereitet. Dann erst wurden die Rundbögen aus CfK mit Hilfe der Formen anlaminiert.
Die Winglets wurden nicht mehr in GfK-Schalenbauweise erstellt, sondern eine Lage 160er Kohle in die Form gelegt und ein CNC-geschnittener Schaumkern als Stützmaterial eingelegt. Die Na-senleiste aus Kohlerovings und die Hülse der Steckung aus CfK-Schlauch wurden bei diesem Arbeitsgang mit einlaminiert. Im Ergebnis entstand in dem System Rundbogen-Winglet eine Gewichtsersparnis von ca. 150 g und hinsichtlich der Festigkeit ein enormer Zuwachs. Das Winglet selber wiegt noch 90 g. Es traten in diesem Bereich keine wesentlichen Beschädigungen mehr auf.
Insgesamt wurden beim zweiten Modell vier Ziele verfolgt: Zunächst sollte versucht werden, es
leichter und auch
einfacher zu bauen,
andererseits sollten gezielt die strukturellen Schwachstellen, die beim ersten Modell auffielen, ausreichend verstärkt werden.
Die Handlingeigenschaften sollten verbessert werden.
Die Ziele wurden erreicht und der eingeschlagene Weg erwies sich als richtig.
Der Flächenaufbau ohne Holm ist wesentlich einfacher. Zwei Klappen sind zudem einfacher zu gestalten als 6 Klappen – und preiswerter. Andererseits konnten durch die Ersparnis hoch-wertige Servos verwendet werden, was der Zuverlässigkeit zugute kam.
Abhängig von geflogener Trimmung und dazu benötigten Trimmblei ist zweite Prototyp gut 3 – 5 kg leichter und verfügt über
eine Festigkeit, die einfach immer wieder erstaunt.
Ich glaube, beim dritten Prototypen - den es vielleicht auch bald geben wird – und bei dem der eingeschlagenen Weg konsequent weiter beschritten werden wird, machen sich dann die er-sten Spötter vermutlich mehr Gedanken um eine Verstärkung der Hangböschung, als um das Modell.
Das Handling machte einen richtigen Satz und aus einem Versuch einen richtig tollen Flieger.
Noch etwas zur Fliegerei mit der SB-13:
Zum Start verwende ich eine Rampe und ein kräftiges Gummiseil. Es wird auf etwa 50-70 kg Zugkraft ausgezogen. Wir hängen diese Katapulte zunächst vor dem Modell an einen kräftigen Erdanker ein und ziehen es dann den Hang hinunter bis zum zweiten Anker. Das machen wir so, weil sich bei unse-rer 30 Grad abwärts geneigten Startstelle ein Gummi leichter bergab als bergauf ziehen läßt. Unten wird es dann eingekoppelt. Am Startplatz wird nun das Model angekoppelt und aus dem ersten Anker gelöst. Es wird auf die Rampe gelegt, letzte Ruderkontrolle und ... ab geht die Post.
Damit bei diesem Zug das Modell vom Piloten gehalten werden kann, befindet sich bei der 13 am hinteren Ende des Rumpfes ein Handloch, in das ich hinein greife. Es gewährleistet auch bei böi-gen Wind einen sicheren Halt. Nach dem Start wird diese Öffnung mit einer angesteuerten Klappe ver-schlossen. Es ist also so ähnlich, wie bei den Anschiebehilfen eines Bobs, die nach dem Start im Bob verschwinden. Beim ersten Modell wurde eine kräftige Kordel am Rumpfende heraus geführt. Sie hatte etwa 10 mm Durchmesser und war im Rumpf an der Holmbrücke befestigt – das ging auch – mit dem Handloch geht es aber entschieden besser.
Beim nächsten Modell wird ein kräftiger Hebel auf der Rumpfoberseite so hochzuklappen sein, das die 13 nicht nur gehalten, sondern auch kräftig angeschoben werden kann, was auch bei noch so kräf-tigen Gummizügen bei den ersten Metern sehr wichtig ist.
Im Kurvenflug ist die 13 ein Genuß. Da kann einfach nichts mithalten. Hinsichtlich der V-Form hatte ich zunächst mehr als nur erhebliche Bedenken. Sie wurde deshalb zunächst ohne V-Form geflogen. Aus gegebenen Anlaß standen dann beim ersten Prototypen gebogene Rohre in allen erdenklichen Winkeln zur Verfügung – und natürlich wurden sie ausprobiert. Zunächst weil mal wieder keine gera-den Rohre zur Verfügung standen – später systematisch.
Grundsätzlich konnte bei einer V-Form von +4Grad, wie sie beim Original verwendet wurde, noch kein Pendeln um die Längsachse beobachtet werden. Der Vogel fliegt wesentlich stabiler und insge-samt ausgeglichener im Normalflug. Der Vorteil bei der Landung liegt auf der Hand.
Noch mehr V-Form führt dann aber doch zum Pendeln. Beim zweiten Prototypen wurde dann von vornherein eine V-Form von 3 Grad eingebaut. Warum die 13 auf eine negative V-Form verzich-ten kann, läßt sich schwer sagen, Fakt ist aber zum einen eine Streckung von 20, während die befürchtete Überstabilität um die Längsachse aus Erfahrungen mit weniger gestreckten Nurflügeln abgeleitet wurde und meiner Meinung nach hier übereilt verallgemeinert wurden. Zum anderen ver-wendet die 13 von der Wurzel bis zum Flächenende ein druckpunktfestes Profil. Die klassischen Nurflügelkonzepte, wie sie von Kurt Weller eingeführt wurden, verwenden zumeist einen Strak, bei dem das Wurzelprofil nicht druckpunktfest ist und das Außenprofil ein aufrichtendes Profil-moment erzeugt. Aber das ist alles Theorie. Da gibt es Rede und Widerrede. Jeder hat Recht aber die Praxis hat nun mal das letzte Wort. Vielleicht kann mir das ja jemand erklären.
Das Schwingen ist auch so eine Sache für sich. Die 13 nimmt rasch und, wenn sie höher fliegt, oft unbemerkt Fahrt auf. Sie setzt den Fahrtüberschuß auch wieder gut in Höhe um und kann dann sehr langsam geflogen werden. Solange ein positiver Kreisbogen geflogen wird und das gesamte System unter Spannung gesetzt wird, kann eine doch hohe Geschwindigkeit geflogen werden. Im einfachen Bahnneigungsflug kommt es jedoch wesentlich früher zu einem leichten Aufschwingen, das durch einleiten einer Kurve wieder beendet werden kann. Dabei ist es gleich, ob nach oben oder zur Seite ein gezogener Kreis geflogen wird. Hier spielt die Statik, die Aerodynamik und natürlich das fehlende restliche und immer bestehende Spiel in den Ruderanlenkungen, der Flä-chenaufhängung etc. das unter Belastung abnimmt, sicher auch eine Rolle.
Während früher oft in den Diskussionsrunden zur Statik des gepfeilten Flügels die Torsionsfestig-keit betont wurde, wird zunehmend mehr Wert auf einen steifen Holm gelegt. Dieser Idee wurde auch bei der zweiten 13 gefolgt und es bestätigte sich. Der Effekt tritt bei diesem Flügel einfach später auf. Eventuell erhält er aber noch nachträglich einen Steg aus Sperrholz und in einem zweiten Schritt zu-sätzliche Holme aus Kohlefaserrovings.
Es wäre sicher lohnend, den das Potential der 13 hinsichtlich Geschwindigkeit und Durchzug ist ein-fach sehr verführerisch - besonders wenn die Möglichkeit zum alpinen Hangflug besteht.
Die Trudeleigenschaften - wenn man so etwas als Eigenschaft bezeichnen möchte - hängen nach mei-nen Erfahrungen und bei meinen Entwürfen von der Schwerpunktlage ab und lakonisch muß gesagt werden, daß ein Nurflügel, der nicht aus dem Trudeln kommt und ein vernünftiges Kon-zept aufweist, den Schwerpunkt zu weit nach hinten gelegt bekam. Beim Einfliegen lege ich den Schwerpunkt des-halb sehr weit nach vorne und taste mich dann an einen Punkt heran, bei dem er nach dem Abkippen 2 – 3 Drehbewegungen macht und sich dann aber wieder fängt. Bei meinen Hortenkonstruktionen war dieses Kriterium um eine sich anschließende Drehung in die andere Trudeldrehrichtung erweitert. Ist dieser Punkt vorsichtig gefunden, wird der Schwerpunkt von mir zur Sicherheit wieder etwas nach vorne verlegt. Bei der zweiten 13 konnte ich nach und nach fast 3 Kilo Blei aus der Nase herausneh-men und den Akku in das Rumpfende legen. Hierdurch wurde eine Verschiebung des Schwerpunktes um 40 mm gestaltet.
Ich finde es auch in Ordnung, wenn im Normal- und Termikflug die Ruder leicht nach oben ste-hen – wenn sie dafür im Schnellflug im Strak liegen. Dies konnte bei der 13 erreicht werden und ich bin insgesamt schon sehr zufrieden damit.
Weitere interessante Aspekte der 13 waren die Störklappen, die Servobefestigungen, die Ruderanlen-kungen, das Fahrwerk und die Programmierung des Senders. Davon ein anderes mal mehr.
So, nun werde ich mal Pause machen. Ich hoffe, ich habe euch mit diesem Beitrag nicht erschla-gen.
Vielleicht habe ich bei euch ein wenig Interesse geweckt und mache Anregung für euer Projekt gege-ben. Vielleicht lassen sich meine Unterlagen irgendwie digitalisieren und per E-mail verpac-ken – dann hab ihr sie beistimmt auch bald. Tips hierzu bitte an den Wadl senden. Im Voraus schon mal danke. Ach ja - laß euch nicht durch Spötteleien und schnell geäußerte Kritik entmuti-gen – gute Ideen kom-men immer wieder. Nach ersten Erfolgen kommt meist von vielen Seiten jede Menge Unter-stützung.
Schöne Grüße
Stefan
