Tragflügel in Sandwichbauweise mit Holzbeplankung
Erstmal kurz etwas Generelles zum Bau von Prototypen: Für einen robusten und leichten Alltagsflieger, der nicht gleich jede Schramme übelnimmt, empfehle ich die Balsa- bzw. Furnierbauweise. Warum? Die reinen Glas/Kohle Positivflügel sind zwar leichter, aber auch erheblich empfindlicher auf Beschädigungen. Ein 93er kohleflügel freut sich schon über einen leichten Handgriff dermaßen, daß Dellen zurückbleiben. Dagegen gibt es 160er Kohle, aber die ist im Bruchfall wenig schockabsorbierend. Die Folge: Der Schaden wird viel größer als bei besser schockabsorbierenden Materialien wie Kevlar oder Holz. Kevlar scheidet am Flügel meist wegen der Kosten und schlechten Schleifbarkeit aus, zudem ist hier Kohle viel besser eingesetzt (viel steifer), weil wir mehr fliegen als landen. Die gute alte Holzbauweise muß mal wieder herhalten, aber diesmal geschickt kombiniert mit Faserverbundwerkstoffen.
Das Innenleben
Es gibt einen Haufen Tricks die Positivbauweise etwas besser, eleganter zu machen, als gemeinhin üblich. Wir sind faule Menschen, das geben wir zwar nur selten zu, aber es stimmt. Hier jetzt ein paar kleine Tricks, wie wir die Faulheit besser ausleben können. Ziehen wir uns erstmal dieses schöne Bild hier rein:
So, was könnte uns das sagen??? Wenig, wäre da nicht schon das Thema Holmaufbau behandelt worden. Ah, das ist also die gute alte Bauweise für laminierfaule Menschen. Geht viel schneller, als rund 50-100m Rovings zu tränken. Deshalb Unidirektional (UD) Band, je nach Platz für die Servohebelarme das 50er oder 75er, denn Holmgurte sägt man nie, nie, NIEMALS an, nichtmal für die Löcher von Wölbklappenservos, die mal wieder zu nah an den Holmsteg gebaut worden sind, ja, die Bauhöhe. Das Zeug hat die Eigenheit, daß es etwas dick aufträgt. Jetzt kommt unsere Holzoberfläche zum Einsatz, die durch die Gurte produzierte Welle schleifen wir einfach weg, wenn der Flügel fertig ist!
Die Schläuche für den Holmsteg und den Ruderklappensteg (hinten) würden uns schlaflose Nächte bringen und beim Laminieren Schweißperlen auf die Stirn treiben, denn das Zeug rutscht uns ständig auseinander, wenn es da nicht einen Trick gäbe! Na, sieht das jemand?
Hinten habe ich das mal eingezeichnet: Doppelklebeband (DT) und Glasgewebe, nur gelegentlich (alle 10-20cm) und nur in 20-40mm breiten Streifen als Sicherung gegen das Auseinanderrutschen der Kerne. Deshalb nur auf der Unterseite, wenn wir von oben den Steg einlegen wollen. Folge: Da rutscht selbst bei naß-in naß Arbeiten nichts mehr auseinander, unten wird es sicher gehalten!!! Christian Baron macht dasselbe, nur mit Papierklebeband, sehr schlau und für noch faulere Leute geeignet! Bitte kein Krepptape (Tesa) nehmen, denn das ist gewachst!
Das ganz kann man natürlich auch mit 5min Epoxy und Glas machen, ich bin faul und spare mir das, mit Teppichklebeband (DT) geht da sehr gut. Die Schlauen unter uns haben erkannt, daß das Verfahren auch für den Holmsteg taugt, bei unserem Beispiel hier bitte auch nur auf der Unterseite praktizieren. Oder beide auf der Oberseite, je nach Arbeitsweise, aber bitte für eines entscheiden.
Der Kohleschlauch an den Ruderklappen bildet die beiden Abschlußstege für Ruderklappe und Flügel, Balsaverkastung Ade!!! Damit ist diese Achillesferse der Furnierflügel endlich auch ausgeräumt. Zugleich ist das der Raum, den unsere Einlauflippe benötigt! Einfacher gehts nicht! Deswegen wickeln ganz schlaue vorher den Schaumsteg, der später ja Abfall sein wird, mit Tesatape ein und wachsen ihn gut. Nach dem Abschneiden der Ruderklappen läßt sich der dann schön rausziehen und hinterläßt zugleich eine spiegelblanke, glatte Innenseite. Ne, Elastikflap geht mit der Methode nicht, das wäre wohl zu viel des guten. Mit einem dünnen Glasschlauch würde das hinten alles zu weich.
Für experimentierfreudige Zeitgenossen möchte ich an dieser Stelle auf das Schaumtreibmittel EPS von EMC-Vega hinweisen, was für eine besonders innige Verbindung zwischen Oberfläche und Schaum sorgt. Bei Holz-Sandwich kann ich es nur empfehlen! Das Zeug schäumt sehr stark, meist genügt eine Zugabe von 1g/100g. Nach 10-15min fängt der Schaumprozeß an, aber man kann das ohne Probleme wieder unterrühren. Die Topfzeit ist bei meinem L-285 dabei auf rund 30min zurückgegangen, was bei kleinen Flügeln kein Problem darstellt. Das L-286 kann man mit normaler Topfzeit verarbeiten (15min kürzer), muß sich aber nach 20min als Schaumbändiger betätigen. Das Zeug schäumt dann ständig hoch, also immer mal im Harztopf rühren und ansonsten hiervon nicht beeindrucken lassen ist wohl die beste Devise.
Vom Ergebnis her ist die Verbindung zwischen Holz und Schaum die mit Abstand beste, die ich trotz sehr trockener Laminierweise je erlebt habe. Und gerade beim trockenen Laminieren stellt einen die eine oder andere unvermeidbare Delamination für gewisse Probleme bei der Altersbeständigkeit des Flügels. Mit Hilfe des Schaumtreibmittels kann man diese Klippe recht elegant umschiffen. Nachteile - vom Schäumen beim Laminieren abgesehen - konnte ich bisher nicht feststellen.
Reihenfolge beim Aufbau
Für den gesamten Aufbau verwende ich zwei Ansätze aus L-286, die Holme schleimen schon, wenn die obere Beplankung draufgelegt wird. Ich starte mit der unteren Beplankung, alle Verstärkungen auf die Beplankung laminiert. Anschließend tränke ich die Schläuche, stecke sie in den Flügel und schmeiße das ganze auf die Unterschale. Die Holmgurte unten haben wir VORHER schon getränkt und eingelegt, das vergißt man gern, aber zum Glück auch nur einmal im Leben.
Die Servos baue ich immer vorher in den Kern ein und schreibe mir die Koordinaten ausgehend von der Wurzelrippe auf. Dann muß man nur noch die Löcher reinschneiden und alles ist fertig. Den fertig verschliffenen Flügel packt man speziell bei Balsa am besten in Folie ein. Bei Abachi geht auch Lackieren. Eine finale Glasbeschichtung ist mir einfach zu schwer. Wer sich trotzdem dazu entscheidet, dem würde ich das unter Vakuum mit PE-Folie empfehlen, dann ist der Flügel spiegelblank, ohne auch nur ein bißchen zu schleifen ud polieren zu müssen.
Endleiste
Bitte nehmt das ernst: Die Endleiste ist das zweitwichtigste am Profil nach der Nasenleiste! Sie entscheidet über Sieg und Niederlage. Es gibt nur eine gute Form: Messerscharf. Wie geht das? Nun, dazu das Bild:
Man sieht, daß die Gewebeverstärkung exakt auf der Sekelettlinie verläuft. Das heißt, von beiden Seiten wird das Holz weggeschliffen und in der Mitte bleibt ein harter und messerscharfer Steg aus Gewebe stehen. Damit ist das Profil vollkommen exakt hergestellt und wir haben gleichzeitig die geforderte messerscharfe Endleiste.
Wir müssen die Kerne so schneiden, daß der Profilauslauf exakt
tangential zur Skelettlinie verläuft, damit wir unser Profil nicht
verfälschen! Die meisten CNC Schneider cutten einen horizontalen
Profilauslauf, wenn man einen hinteren Überstand der Kerne haben
möchte. Also in jedem Fall extra drauf hinweisen! Schaut mal rechts
das Bild an: Der Cut muß so rauslaufen. Die Oberseitenschale ist
nicht dargstellt.
Wieviel Gewebe gehört nun in so eine Endleiste? Gute Frage. Jeder hat da so seine eigene Auffassung. Ich schreibe mal meine: Bei kleinen Modellen (bis 1,5m) lege ich mindestens 2x40er Glas rein, bei mittleren (2,5m) 2x80er. Die F3J/F3B Prototypen bekommen im Wölbklappenbereich 2x160 reingelegt, wegen Butterfly. Die Klappen vertragen Landungen mit stehendem Butterfly (sollte man nicht tun, aber manchmal geht einfach alles so schnell...) dann schadlos. Deswegen haben wir die Anlenkungen oben, weil sie im Zweifelsfall einfach wegbiegen können, ein kaputtes Servogetriebe gespart! Die Anlenkung biegt man einfach wieder gerade und weiter geht's. Auf der Profilunterseite würde ein Zug auf die Anlenkung wirken. Entweder das Ruderhorn gibt nach oder das Servo, meistens letzteres.
Vakuum
Dazu lest ihr bitte den Artikel zur Positivbauweise in GFK/CFK, da ist das im Detail beschrieben. Hier nur die Vakuumtabelle. Nur eine Sache: Auch in der Holzbauweise sollte man besser in den Negativhälften pressen, das verhindert sicher Verzüge im fertigen Flügel - solange der Tisch darunter halbwegs gerade ist.
| Schaumtyp | Raumgewicht | Vakuum |
|---|---|---|
| PS-15 (Baustyropor, grobkörnig) | 13-17kg/m³ | -0,05...-0,15bar |
| PS-20 (Baustyropor, grobkörnig) | 17-22kg/m³ | -0,10...-0,20bar |
| PS-30 (ungeeignet! Besser Styrofoam o.ä.) | 27-33kg/m³ | -0,10...-0,25bar |
| D-Q-Cell (17), Exporit, V-17,... (sehr feinkörnig) | 17-22kg/m³ | -0,05...-0,15bar |
| Styrofoam/Styrodur/Roofmate/... (keine Körner) | 26-35kg/m³ | -0,25...-0,70bar |
Fazit
Die Methode ist beschrieben, der Haufen Erfahrung nur teilweise. Die geniale Idee mit dem Kohleschlauch hinten, der uns den Freiraum für die Einlauflippe läßt und gleichzeitig die beiden Stege produziert ist nicht von mir, sondern von Christian Behrens. Sie ist genial und einfach. Die Sicherungsidee (Glas+DT) ist ausnahmsweise von mir, keine Ahnung wie das andere Leute machen. So funktioniert das jedenfalls. Viel Spaß beim Bauen!
Links
Bauvariante: Vacuum Bagging (Chris Fouquet)
© Hartmut Siegmann 1998-2002
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