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AK-X

Lightweight Construction – From Lab To Air

A presentation by Akaflieg Karlsruhe, Volocopter and Fraunhofer at the University-Club (kfg)

When? Tuesday, 05.12.2023 | 6:30 pm
Where? Gastdozentenhaus (01.52) , Großer Saal

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Lightweight construction using fiber-reinforced plastics plays a crucial role in the future of aviation. These materials offer numerous advantages, such as high strength and rigidity. However, their production also presents new challenges for the aviation industry. We aim to discuss these challenges and the ongoing research on potential solutions with you at our University Club.

AK-X

95 Jahre Akaflieg Karlsruhe

Feiern Sie mit uns und Boeing die Zukunft der Luftfahrt

In diesem Jahr blicken wir, die Akademische Fliegergruppe am KIT (kurz: Akaflieg Karlsruhe), auf 95 Jahre studentische Forschung und Entwicklung im Bereich der Luftfahrt zurück. Zu diesem Jubiläum veranstalten wir am 02. November eine Ausstellung unserer Prototypen mit anschließendem Vortrag von Boeing. Die Ausstellung wird um 10 Uhr vor dem Audimax Hörsaal auf dem KIT Campus Süd beginnen. Anschließend laden wir um 18 Uhr zum Vortrag „Boeing: Digital Innovation and Sustainability“ im Audimax Hörsaal ein. Dieser wird zusätzlich auch auf unserem YouTube-Kanal als Livestream übertragen.

Boeing: Digital Innovation and Sustainability

Boeing 777X

Den englischsprachigen Vortrag werden Miriam Cornel und Hilna Sahle vom Boeing Global Services Research Lab in Frankfurt halten. Sie werden über den Ideen- und Innovationsprozess bei der Entwicklung neuer Produktideen sprechen und darüber, warum ein interdisziplinäres Team dabei so wichtig ist. Anhand der Beispiele Urban Air Mobility und Sustainability werden Miriam und Hilna veranschaulichen, wie die Forschung manchmal auf unkonventionelle Weise an neue Probleme herangehen muss. Nur so können Ergebnisse schnell und agil erzielt werden, selbst wenn dafür das gesamte Klebeband im Büro verbraucht werden muss…

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Prototypenausstellung mit Highlight AK-X

Bei der Ausstellung werden nicht nur unsere Prototypen der letzten Jahrzehnte (AK-5, AK-5b, AK-8) präsentiert, sondern auch unser aktuelles Projekt, die AK-X. Mit der AK-X entwickeln wir ein neuartiges Nurflügel-Segelflugzeug, das durch besonders hohe Flugleistung überzeugt und dabei vor allem noch gutmütige und handhabbare Flugeigenschaften aufweisen soll. Die Entscheidung für dieses Projekt wurde getroffen, da konventionelle Konzepte in den letzten Jahren schon ausgiebig von Segelflugzeugherstellern oder anderen Akafliegs erforscht und iterativ verbessert worden sind. Eine große Leistungssteigerung ist deshalb nur mit einem radikal anderen Konzept, wie bei der AK-X, möglich. Dabei treten aber auch viele Herausforderungen auf, die wir eigenständig lösen müssen. Kommt gerne bei der Ausstellung vorbei, wenn ihr mehr dazu erfahren wollt. Natürlich könnt ihr euch auch hier auf unserer Homepage oder unserem YouTube-Kanal bereits im Voraus über unsere Projekte informieren.

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AK-X auf der AERO Friedrichshafen
AK-8 im Flug

Vielen Dank an den Förderverein der Studierendenschaft des Karlsruher Institut für Technologie e. V. für die Unterstützung unserer Prototypenausstellung!

Idaflieg

Cheffetreffen 2021

„Meine Welt ist nicht die Welt der anderen“ – Wertschätzendes Führen

Da sich über die Pandemie viele grünschnäblige „Cheffe“ (Vorsitzende, Projektleitende, Teamleitende…) in allen Akafliegs angesammelt hatten war es längst überfällig, dass diese in die Welt der Führung eintauchen.

Hierfür gibt es traditionsgemäß das Idaflieg „Cheffetreffen“. Es handelt sich um einen Lehrgang, der von Janik Eggler am Geratshof (Landsberg am Lech) geleitet wird. Seit vielen Jahren arbeitet die Idaflieg mit Janik zusammen, in guten wie schweren Zeiten. An dieser Stelle wir uns herzlich für sein Engagement bedanken. Janik selbst ist Motorflieger, Segelflieger, Kunstflugpilot, Fluglehrer, Skipper … und ganz wichtig: Leader. Als selbstständiger Trainer für Leadership Camps, Coachings und Teamentwicklung hat er sich mit „Janik Eggler Training“ (kurz JET) einen Namen gemacht. Wer könnte also besser geeignet sein, um Technik- und Flug(zeug)begeisterte Studierende abzuholen und ihnen Fähigkeiten in der Führung zu vermitteln?

Der Lehrgang begann am Mittwochmorgen und endete am Freitagabend. Trotz eines sehr ruhigen Tempos waren diese Stunden voller Input. Keiner hatte auch nur den Hauch einer Chance, nach dem Lehrgang ohne neue Sichtweisen und Methoden nach Hause zu fahren.

Anwesend waren die Akafliegs aus Berlin, Hannover, Aachen, Karlsruhe, Esslingen und Stuttgart, sowie Katyuscha, Janik – und ganz wichtig: Hündin Donna.

Im ersten Teil des Lehrgangs beschäftigten wir uns mit Leadership-Aspekten. Dazu wurden uns jedoch nicht einfach stumpf Stichworte gegen den Kopf geworfen. Wir mussten diese selbst finden. Hierfür wurden der Film „Invictus“, über die beeindruckende Führungspersönlichkeit Nelson Mandela, sowie die Erzählung „Der Pilot“ von Richard Bach, zu Rate gezogen. Diese und weitere Leadership-Spielereien führten dazu, dass wir schnell herausfinden konnten, was eine gute Führungskraft ausmacht. 

Viele der gefundenen Qualitäten hätte man sicherlich intuitiv auch benannt. Es macht jedoch einen großen Unterschied diese bewusst auszusprechen und zu reflektieren. Ganz wichtig und zentral war, dass man jedem Menschen grundsätzlich wertschätzend und empathisch gegenübertreten sollte. Getreu dem Motto „Meine Welt ist nicht die der anderen“ muss man seine eigene, sowie die Meinung des Gegenübers in die individuelle Lebensgeschichte einordnen. Eine von Offenheit und Respekt geprägte Kommunikation ist da sicherlich ein Kernelement.

Nachdem wir Anregungen für die eigene Persönlichkeit erhalten hatten, widmeten wir uns den Menschen, welche man führen sollte. Schnell wurde das Entscheidungsdreieck aufgelegt. Sicherlich habt ihr auch schon mal von den Optionen love it, change it, leave it gehört. Leicht demotivierend zwischen diesen Optionen befindet sich das Jammern. Da wollen wir uns aber selbstverständlich bei keiner Entscheidung (für eine längere Zeit) aufhalten. Um aus dem Jammern auszubrechen ist Motivation und Inspiration ein guter Ratgeber. So waren diese Themen weitere Schwerpunkte im Seminar.

Was fehlt noch zwischen der Teamleitung und dem Team? Ganz klar: die Kommunikation. Als letzten großen Schwerpunkt lernten wir, wie man Konflikte erkennt, einordnet, Feedback gibt und worauf wir bei der zwischenmenschlichen Kommunikation achten sollten. Beim Eisbergmodell klingelt vielleicht bei dem ein oder anderen schon etwas. Hierbei geht es darum sich vor Augen zu halten, dass der geringste Teil zwischenmenschlicher Kommunikation auf der Sachebene abläuft. Die Beziehungsebene wiegt deutlich schwerer. Die allermeisten Konflikte entstehen nicht auf sachlicher Basis.

Insbesondere die BANK-Feedbackmethode (Beobachtung, Auswirkung, Nennung Wunsch, Konsequenz) fand sehr große Zustimmung. Sie wurde schon von diversen Teilnehmern zu Hause ausprobiert – mit Erfolg!

Natürlich haben wir noch viele weitere Methoden und Modelle kennengelernt. Wenn wir nur einen Bruchteil davon in der Akaflieg, im Job oder im Alltag anwenden, sind wir gut gewappnet.

Falls ihr selbst Interesse an einem derartigen Lehrgang haben solltet – ihr wisst, wohin ihr euch wenden müsst!

Idaflieg

HeSchuLa 2021

Normalität kehrte ein

Auch dieses Jahr stellte die Corona-Pandemie kein Hindernis für das alljährliche Herbstschulungslager dar. Ganz im Gegenteil, unter den Vorgaben von 3G (getestet, genesen oder geimpft) konnte das Heschula unter ganz normalen Verhältnissen abgehalten werden. Es wurde wieder in der Lackierkabine übernachtet, in der Werkstatt gefrühstückt und in der Küche gekocht. Auch beim Flugbetrieb konnte auf eine dauerhafte Infektions-Gruppeneinteilung und Masken verzichtet werden. Besonders dieses Heschula war auch seine Rundenfreiheit. Dies stellte die einige Wochen vorher probeweise eingeführte Abschaffung der Runden auf seine härteste Probe. So konnten wir widerspruchsfrei eine offene Fehlerkultur führen und auch befürchtete soziale Fehltritte der Teilnehmer blieben aus.
Mit dabei waren Akaflieger aus München, Stuttgart, Esslingen, Darmstadt, Aachen und Hannover jeweils in Begleitung von der Münchner ASK 21, der doppelsitzigen fs31 und der fs35, die  uns jede Menge F-Schlepps bescherte, und der Esslinger und Darmstädter 21. Die Aachner brachten ihre DG-1000T und die Glasflügel Hornet mit und auch die Hannoveraner steuerten ihren Twin Astir Trainer doppelsitzig und den Astir CS einsitzig bei. Unser Flugzeugpark wurde dieses Jahr anfangs durch die AK-5, die AK-5b und den Twin vertreten, etwas später kam die DG-1000J mit wieder repariertem Fahrwerk dazu.

Fliegerisch war das Heschula auch dieses Jahr wieder für alle Beteiligten ein voller Erfolg. Bis auf einen Tag konnte in der ersten Woche immer geflogen werden. Der verregnete Tag wurde von einigen genutzt, um Bouldern zu gehen, sich Karlsruhe anzuschauen oder einfach mal einen Tag sich auszuruhen. An den anderen Tagen hat das Wetter für diese Jahreszeit sehr gut mitgespielt, sodass viele Flugschüler, ihre Corona bedingte mäßige Flugsaison doch noch erfolgreich abschließen konnten. Obwohl es nicht sehr wahrscheinlich ist in dieser Jahreszeit Thermik zu finden, schafften es doch einige sich längere Zeit oben zu halten, was die Motivation nochmal deutlich steigerte.
Auch das Bergfest konnte dieses Jahr wieder gefeiert werden, dank Doros Organisation kam der soziale Aspekt des Heschulas nicht zu kurz, ganz im Gegenteil, nach der langen sozialen Pause in der Idaflieg konnte endlich wieder gefeiert und Kontakte geknüpft werden. 


Am Sonntag nach dem Bergfest vertrieb man sich die Zeit im Europabad oder ging sich das Schloss anschauen. Die zweite Woche begann dann mit ganz vielen Windenstarts bei anfangs bedeckten, aber sich im Laufe des Tages besserndem Wetter und so wurde bis Sunset geflogen und die Flieger mussten im Dunklen abgebaut werden. Selten musste der Flugbetrieb aufgrund von Regen unterbrochen oder früher beendet werden. Mit der Dynamic und der fs35 waren zwei Schleppmaschinen vorhanden und so wurden etliche F-Schlepps gemacht, sei es für Kunstflug, F-Schleppschulung oder Trudeleinweisungen. Gerade für die Flugschüler die optimale Gelegenheit schnelle Fortschritte in ihrer Ausbildung zu erzielen. Auch die Ausbildung auf der Winde kam nicht zu kurz und so wurde jedem Windenschüler ermöglicht, viele Schlepptage und Schlepps zu sammeln.
Mit den insgesamt acht Doppelsitzern, 4 Einsitzern und zwei Schleppflugzeug kamen 781 Starts zustande, einige davon absolvierte dieses Jahr das AK-X 1:2 Modell, das somit still und heimlich sein Heschula-Soft-Debüt feierte. Den Chef-FI-Posten belegten in hervorragend harmonierender Gemeinschaftsarbeit Azubi, als frischgebackener FI mit Rheinstetten-Weisheit, zusammen mit Rapante aus Darmstadt, als ATO-Papierkram-Kämpfer. Ebenfalls erwähnenswert ist die unermüdliche Leistung von T(h)or als Windenpate, der mit Erfolg dafür gesorgt hat, dass unsere Winde jeden Tag schleppklar war. Aber auch Dank der zahlreichen Fluglehrer und Flugzeugpaten, der Lagerleitung, ausgeführt von Waver, und derjenigen, die zuhause externe Teilnehmer beherbergten war das diesjährige Herbstschulungslager ein voller Erfolg.

AK-X

Trudeln AK-X 360°

Wir haben uns eine eine 360° Kamera gegönnt. Damit gibt es jetzt noch coolere Videos vom AK-X Modell.

Zuletzt wurde getrudelt:

AK-X

Wingletbruchversuch erfolgreich!

Weit über 1000 Arbeitsstunden sind in den Bau von Bruchwinglet, Flügelsteckungsdummy und Versuchsaufbau, Lastfallanalyse und -Auswahl und die Organisation und Planung des Wingletbruchversuchs geflossen.
Nun haben wir diesen wichtigen Meilenstein erfolgreich hinter uns gebracht!

Vorbereitungen

Im Vorfeld war trotz seit längerem fertiger Bauteile (siehe Warten auf Wingletbelastung) noch Einiges vorzubereiten: Neben der Abstimmung mit dem Luftfahrtbundesamt (LBA) und der Versuchsanstalt für Stahl, Holz und Steine (VAKA) am KIT, wo wir den Versuch durchgeführt haben, haben Planung und Vorbereitung des Versuchsaufbaus viel Zeit in Anspruch genommen. Derart umfangreiche Versuche bieten viel Raum für unerwartet auftretende Probleme. Aufgrund des begrenzten Zeitfensters für die Nutzung der Versuchshalle – ein Tag für den Aufbau sowie ein weiterer für Durchführung und Abbau – war es entsprechend wichtig, auf alle Eventualitäten vorbereitet zu sein.

Der Aufbau funktionierte – auch dank der fachkundigen Unterstützung durch die Mitarbeiter der VAKA – problemlos. Zunächst montierten wir das Lasteinleitungsgeschirr an der Prüfmaschine und unser Einspanngestell am Nutenboden. Mit dem darauf gesteckten Bruchwinglet wurde dann alles zueinander ausgerichtet. Um den gesamten Aufbau haben wir schließlich eine Box aus Dämmelementen aufgestellt. Nach der Befestigung von Kameras, Sensoren und dem Aufbau der Heizanlage wurde der gesamte Aufbau über Nacht aufgeheizt, um alle Bauteile am nächsten Morgen zuverlässig auf die Versuchstemperatur von 54 °C durchgewärmt zu haben.

  • Testaufbau in der Werkstatt
  • „Scharfer“ Aufbau in der Heizbox

Versuche

Am nächsten Morgen ging es ans Eingemachte:
Zuerst wurden mittels Handkraftmesser einige zusätzliche Lastfälle getestet:
An der Wingletspitze dominieren die von der Bauvorschrift vorgegebenen Handkräfte von 15 daN, die das Winglet in alle Richtungen ertragen können muss. Außerdem wurde die bei einer Drehlandung auftretende Kraft am Bodenberührungspunkt des Flügels – also nahe dem Knick des Winglets – getestet. Aufgrund der hohen erwarteten Sicherheiten haben wir diese Lasten unter den wachsamen Augen unseres LBA-Projektbetreuers bis zu einem Sicherheitsfaktor von 1,5 aufgebracht und gehalten. Der Erfolg dieses ersten Teils des Bruchversuchs wurde bestätigt, als wir danach keine bleibenden Deformationen feststellen konnten.

Schließlich ging es mit dem eigentlichen Versuch los: Der dimensionierende Lastfall für das Winglet ist eine seitliche Böe bei hoher Geschwindigkeit. Durch die große Fläche des vertikalen Teils wird dabei das gesamte Winglet sowie die Steckung zum Flügel stark beansprucht. Auf der Seite, auf der das Winglet durch die Luftkraft nach außen gebogen wird, treten durch die Geometrie noch größere Lasten im Knick- und Steckungsbereich auf als bei Biegung nach innen. Daher wurde im Bruchversuch die Biegung nach außen getestet. Um die Last durch die vertikal arbeitende Prüfmaschine direkt einleiten zu können, ist das Winglet im Versuchsaufbau so gedreht, dass dessen vertikaler Teil annähernd horizontal ist. Damit die Last im verformten Zustand, nahe der erwarteten Bruchlast, möglichst genau den tatsächlichen Bedingungen entspricht, wurde der Winkel des unbelastet eingespannten Zustands entsprechend angepasst.

Das Winglet wurde zunächst bis zur sicheren Last von j=1 belastet, das entspricht in diesem Fall etwa 1800 N. Bis dorthin darf natürlich nichts kaputtgehen, sodass jedes plötzliche Knacken oder Knallen ein bisschen Nerven kostet, auch wenn es durch leichtes Verrutschen oder Setzen des Lasteinleitungsgeschirrs ausgelöst wird. Nach dem folgenden Entlasten konnten wir das Winglet noch ein letztes Mal in intaktem Zustand begutachten und uns durch die Kraft- und Weg-Aufzeichnungen der Messaufnehmer davon überzeugen, dass keine bleibenden Deformationen auftreten.
Ab dann ging es nur noch „nach oben“. Alle vorgeschriebenen Lasten müssen im Versuch mindestens 3 Sekunden lang getragen werden. Mit Pausen bei den entsprechenden Sicherheitsfaktoren von j=1 und j=1,5 (mindestens nachzuweisende Bruchlast) ging es weiter an j=1,725 (Nachweis der Dauerfestigkeit) vorbei dem sicheren Bruch entgegen. Gelegentliches Knacken wies darauf hin, dass trotz steigender Last nun erste Schäden auftraten. Bei j=2,1 wurde ein erster äußerlich erkennbarer Schaden, nämlich Beulen an der Endleiste im horizontalen Teil sichtbar. Dennoch konnte die Last weiter gesteigert werden, bis schließlich bei j=2,2 die Schale an der Nasenleiste im Horizontalteil versagte und auch der Holm brach.

  • Handkraftversuch
  • Verformung kurz vor dem Bruch
  • Bruch an der Horizontalteil-Oberseite…
  • … und an der Unterseite

Auch im entlasteten Zustand hat das Bruchwinglet noch erstaunlich fest zusammengehalten, sodass wir den gesamten Aufbau wie auf der Hinfahrt transportieren konnten, nur mit ein paar offensichtlichen Schönheits- (und Struktur-) Fehlern. Um die Bruchstelle genauer analysieren zu können haben wir das Winglet schließlich noch aufgesägt.
Aktuell läuft die genaue Analyse und Nachweisführung. Mit dem erfolgreichen Nachweis der in der Bauvorschrift geforderten Sicherheiten steht dem Bau der fliegenden Winglets dann nichts mehr im Weg.

Ein großer Dank gebührt der Versuchsanstalt für Stahl, Holz und Steine am KIT! Durch die Nutzung der professionellen Prüfmaschine und Messtechnik und insbesondere auch durch fachkundige Beratung seit der frühen Planungsphase haben deren Mitarbeiter die Durchführung dieses für uns ziemlich komplexen Versuchs erst ermöglicht.

Digital Zachering

Digital Zachering – Ein überregionales Messprojekt der Akaflieg Karlsruhe

Das Sondermessprojekt „Digital Zachering“ der Akaflieg Karlsruhe hat die Grundidee, den Flugzustand eines Segelflugzeuges möglichst gut mit einfachen Mitteln abzubilden. Die ersten Messflüge konnten Anfang August auf dem Sommertreffen der idaflieg durchgeführt werden.

Die AK-8 wartet auf dem Sommertreffen der idaflieg auf ihren ersten Start mit dem Messpod

Das Sommertreffen wird von der idaflieg (Interessengemeinschaft Deutscher Akademischer Fliegergruppen) organisiert. Besondere Unterstützung kommt dabei vom Deutschen Zentrum für Luft-und Raumfahrt (DLR) und dem Luftfahrtbundesamt (LBA).

Beim Sommertreffen kommen Mitglieder aller deutschen Akafliegs für drei Wochen zusammen, um das wissenschaftliche Fliegen zu üben und diverse Sondermessprojekte (SMPs) durchzuführen. Diese Sondermessprojekte können Erprobungsflüge von Prototypen oder aber ganz andere Forschungsprojekte, wie eben das Digital Zachering, sein. Das Großartige ist, dass man sich bei der Veranstaltung mit vielen Experten aus ganz Deutschland austauschen kann. Zudem werden die Kosten für die Messflüge vom DLR übernommen.

Das Zachern ist einer der Hauptschwerpunkte des Sommertreffens. Es dient der systematischen Erfassung der Flugeigenschaften eines Flugzeuges und gleichzeitig der Ausbildung von Piloten im Bereich des wissenschaftlichen Fliegens. Dabei müssen die Piloten diverse Steuereingaben geben und beobachten wie sich das Flugzeug verhält. Die erfassten Daten werden auf Papier festgehalten. Mit dem Digital Zachering wird zusätzlich zu der handschriftlich erfassten Beobachtung eine digitale Aufnahme der Flugbewegung realisiert.

Aufbau der Messbox

Als Herzstück des Messsystems dient ein Pixhawk Autopilot für unbemannte Luftfahrsysteme (UAS). Die Cube- und Ardupilot-Projekte sind dabei für uns besonders interessant, da sie Open-Source sind. Es können also alle Hardware- und Softwarekomponenten nachvollzogen werden und eigene Weiterentwicklungen sind dank guter Dokumentation für viele Studenten realisierbar. Mit dem CubePilot ist es uns möglich, zuverlässig umfangreiche Datensätze zu generieren. Er verfügt sowohl über ein internes Sensorsystem zum Flugzustand und bietet darüber hinaus viele Schnittstellen für externe Messtechnik. Neben des GPS- und lagebasieren Navigationssystems haben wir für Erfassung der Strömung und des Flugzustanden in dieser Kampagne ein einfaches Prandtl-Rohr, sowie einen Temperatur- und Feuchtesensor verwendet.

  • Pixhawk Autopilot im Messpod
  • Einfaches Prandtl-Rohr auf der Oberseite des Messpods

Eine weitere Herausforderung war das aerodynamische Gehäuse der Box. Diese wurde am Institut für Mikroverfahrenstechnik am KIT aus SLA-Harz gedruckt. An diesem Institut konnten wir auch schon OpenAccess 5-Lochsonden (The Oxford Probe), mittels BinderJetting, additiv fertigen. Eine Oxford-Sonde soll im Winter in das Messsystem integriert werden. Das spannende an diesen Sonden ist, dass sie nicht im Windkanal kalibriert werden müssen (Hall and Povey 2017). Wir wollen diese Sonden erstmals für die Flugdatenerfassung einsetzen.

  • SLA gedruckte Messbox vor der Nachbehandlung
  • „Gedruckte“ 5-Lochsonden vor dem Sintern (The Oxford Probe)

Auswertung der Daten

Einige Wochen vor Beginn unserer Messkampagne auf dem idaflieg-Sommertreffen haben wir tatkräftige neue Teammitglieder aus der Akaflieg Braunschweig gewonnen. Die Akaflieg Braunschweig arbeitet ebenfalls an Konzepten zur Flugdatenerfassung und -auswertung. Unverhofft kommt oft und so führen wir das Projekt jetzt überregional durch, ganz im Sinne der idaflieg. In Brauschweig wurde ein Online-Tool, speziell für die Auswertung der Messpoddaten entwickelt. Hiermit können Piloten ihre Flugdaten interaktiv mit einer Python-basierten Web-App auswerten. Es geht insbesondere darum einzelne Flugmanöver schnell und einfach in den Daten zu markieren und mit zusätzlichen Metadaten zu versehen. Dabei sind interessante Punkte zum Beispiel die erflogenen Manöver, in welcher Flugzeugkonfiguration gestartet wurde oder besonderheiten des Wettergeschehens. Mit diesen Metadaten wird die Auswertung der Manöver in Nachgang wesentlich vereinfacht, vor allem wenn längere Zeit zwischen dem Flug und der Auswertung liegt. Die Web-App ist auch eine hervorragende Möglichkeit für Piloten, den eigenen Flug und die Erfahrung unter Einbezug von echten Messdaten zu rekapitulieren.

Das Online-Tool zur Flugdatenauswertung

Zulassung und Dokumentation

Schon im letzten Jahr haben wir eine – damals noch kastenförmige – Messbox entwickelt. Die Sensoren, im Speziellen Fünflochsonde, Inertia Navigation System, Druck-, Feuchte – und Temperatursensoren wurden von der Arbeitsgruppe Umweltphysik an der Uni Tübingen bereitgestellt. 2020 konnten einige Unklarheiten bei der Zulassung nicht ausgeräumt werden. Daher haben wir uns entschlossen für das Jahr 2021 einige grundsätzliche Änderungen im Design, wie oben beschrieben, umzusetzen.

Durch diese Erfahrung war bereits im Vorfeld klar, welche Punkte wir bei der Zulassung beachten müssen. Dies ist auch für die Gruppe eine gute Möglichkeit gewesen, um sich an der Zulassung von (Mess-)Anbauten zu versuchen. Insbesondere haben wir ganz am Anfang, gemeinsam mit Werner „Micro“ Scholz von der SFL GmbH, eine Liste von möglichen Szenarien entworfen, die sicherheitsrelevant sind und daher gleich in der frühen Konzeption für die Zulassung berücksichtigt werden müssen. Für uns war besonders die Festigkeit beim Crashfall entscheidend. Hierbei musste nachgewiesen werden, dass der gesamte Verbund auch im Crashfall am Leitwerk haften bleibt und somit auch nicht ins Cockpit einschlägt. Durch die Rechnungen konnten wir nachvollziehen dass der Verband sehr sicher am Leitwerk haftet. Einen anderen, wichtigen Punkt stellte die Lage des Schwerpunktes und der sich daraus verändernde Trimmplan dar. Bei Interesse kann gerne auf das gesamte Know-How der Zulassung zurückgegriffen werden. (Anfragen an: messpod@akaflieg-karlsruhe.de)

Zur Dokumentation gibt es einen Gitlab Repository, auf welchen jede interessierte Person Zugriff bekommen kann. Zudem sind die Gesichtspunkte der Zulassung auf dem idaflieg-Server hinterlegt. Bei weiteren Fragen kann man sich gerne jeder Zeit an die Akademische Fliegergruppe Karlsruhe wenden.

Messpod auf Leitwerk der AK-8

Erste Ergebnisse

Nach vielen Monaten der Vorbereitung ging es auf das Sommertreffen. Hier konnten wir am Donnerstag, dem 12.08.2021, endlich zum ersten Flug mit der Box starten. Es war ein voller Erfolg! In der Auswertung konnten wir erste Plots generieren. So wurden einige Vollkreise bei 100 km/h Fahrtmesseranzeige geflogen. Diese ließen sich auch in der Datenmenge wiederfinden.

  • Höhenplot des ersten Messfluges
  • Vergleich von Ground, Indicated und True Airspeed

Leider konnte die zweite Woche des Sommertreffens, in der die Breitenerprobung des Messsystems geplant war, nicht mit gutem Wetter punkten. Daher konnten leider keine weiteren Messflüge durchgeführt werden. Das ist zwar schade, aber kein Genickbruch, da die AK-8 schon darauf wartet die Messanlage in Rheinstetten auszuführen. Und wir freuen uns auch schon sehr darauf.

Die Daten des Sommertreffens geben uns bereits wichtige Informationen und zeigen auf wo wir das System weiter verbessern können.

In der Zukunft hoffen wir, dass wir den Messpod als Teil eines modularen Systems ohne spezifische Sensoren zulassen können. Dann könnten andere Forschungsgruppen auf uns zukommen und ihre Sensoren und Sonden einbauen lassen. Dies würde den Gruppen dabei helfen, dass sie bei der Erprobung ihrer Sensoren und Sonden nicht auf Drohnenflug zurückgreifen müssten. Außerdem gewinnt die Akaflieg Karlsruhe an Erfahrung.

Das Projektteam ist auf jeden Fall schwer begeistert vom Digital Zachering. Daher könnt ihr euch darauf freuen, bald von weiteren Fortschritten (und vielleicht auch Rückschlägen) zu hören.

Für Anfragen, Rückmeldungen und Anregungen schreibt gerne an: messpod@akaflieg-karlsruhe.de

Referenz:

B. Hall and T. Povey (2017). „The Oxford Probe: an open access five-hole probe for aerodynamic measurements.“ Measurement Science and Technology 28(3).

Lager

Zwischen Regen, Knoblauch und Prototypen – Pfingstlager 2021

Auch dieses Jahr mussten wir unser Pfingstlager dank Corona in den Sommer verschieben. Nach dem ausdauernden Verzicht auf jegliche Gruppenveranstaltung über den Winter und Frühling freuten wir uns alle extrem, als es freitags in Richtung Süden los zum Geratshof, in der Nähe von Landsberg am Lech, ging. Dort waren wir Gäste vom Luftsportverein Geratshof und dem angrenzenden Knoblauch-Hof (mit angemessenem Duft).

Leider ließ uns das Wetter ziemlich im Stich, auch an den fliegbaren Tagen waren die thermischen Möglichkeiten sehr begrenzt. Dennoch wurden alle trockenen Stunden motiviert ausgenutzt und so kamen vor allem die Flugschüler auf ihre Kosten. Auch die Scheinpiloten konnten die Alpen wenigstens aus der Platzrunde genießen.

Zum Glück hatten wir genug Alternativprogramm zum Fliegen und konnten so endlich wieder mehr als Gruppe zusammenfinden und die Neuaktiven besser kennenlernen. Das Highlight war eindeutig die Besichtigung der AK-1 in der Flugzeugwerft Schleisheim, bei der uns ein Alumnus spannende Geschichten aus der Bauzeit der AK-1 erzählen konnte. Am nächsten Tag wurde dann noch der restliche Teil des deutschen Museums besichtigt. Es gab sogar genug Regen, um sich in Europas größtem Rutschenparadis zu begnügen. Außerdem bekamen wir eine exklusive Hofführung über die Geheimnisse des Knoblauchanbaus.

Insgesamt konnten sich 25 Piloten und 10 Flugzeuge an dem Lager erfreuen. Trotz der immer noch schwierigen Lage hatten wir ein großartiges Lager. Unser Dank gilt dem Luftsportverein Geratshof, der uns tatkräftig unterstützte und herzlich bei sich aufgenommen hat! Wir hoffen auf ein normales Pfingslager im nächsten Jahr und natürlich auf besseres Wetter!

AK-X

Trimmgewichte – Alles stabil bei der AK-X?

Die Schwerpunktlage spielt bei der AK-X wie bei jedem Segelflugzeug eine wichtige Rolle. Sie beeinflusst sowohl Flugeigenschaften als auch Flugleistung und will somit optimal eingestellt sein. Dafür kommt ein Trimmballast im Heck des Rumpfes zum Einsatz, dessen frisch abgeschlossene Konstruktion nun zur Fertigung bereit ist.

Anforderungen

Eine Besonderheit bei unserem Nurflügel ist, dass der Pilot genau im Schwerpunkt des Flugzeuges sitzt. Dadurch entfällt die üblicherweise notwendige Kompensation der unterschiedlichen Pilotenmassen.

Allerdings ist es trotzdem notwendig, verschiedene Schwerpunktlagen erproben und einstellen zu können. Da der Flieger voraussichtlich im vorderen Bereich etwas schwerer wird als in der ursprünglichen Auslegung abgeschätzt, muss sowieso im Heck zusätzliches Gewicht hinzugefügt werden. Ein Trimmgewicht an der hinteren Rumpfspitze wurde schon zu Beginn der Konstruktion vorgesehen und soll mit variablem Ballast für Einstellungsspielraum sorgen.

Die Anforderungen sind wie folgt: Das Gewicht soll zwischen 5 und 30 kg in Stufen einstellbar sein. Der Schwerpunkt des Trimmgewichts soll so weit hinten wie möglich liegen und bei jeder Beladungskonfiguration die gleiche Außenkontur besitzen. Aus diesen Spezifikationen entwickelten wir dann das Trimmballastkonzept.

Konstruktion

Um das hohe Maximalgewicht von 30 kg zu erreichen, muss ein Teil des Trimmballastes nach vorn in den Tank des Wasserballasts hineinragen. Abgedichtet wird dieser Übergang durch einen O-Ring, welcher zwischen dem hintersten Spant des Rumpfes und der Grundplatte des Trimmgewichts montiert ist. Durch den Wasserkontakt haben wir uns für Edelstahl entschieden, damit es nicht zu Korrosion kommt. Die Grundplatte wird dauerhaft am Flugzeug verbleiben.

Ein Rohr, welches in den Wasserballast hineinragt, kann mit 8 Bleigewichten à 2kg bestückt werden. Um ein Verrutschen der Bleigewichte zu verhindern, werden diese an einem Rundstab verschraubt. Durch Abstandshalter können die einzelnen Bleigewichte auch in einem nicht vollständig gefüllten Rohr gesichert werden. Die Bleigewichte verfügen über je zwei Langlöcher, wodurch der Ausbau mit einem Ausziehwerkzeug erfolgt.

Ist das Rohr gefüllt, erfolgt die Montage der Trimmgewichtspitze, welche ein Gewicht von ungefähr 10 kg besitzt. Auch dieses Bauteil wird über den Rundstab gesichert, aber nun mit einem kleineren Durchmesser. Dadurch ist das Gewinde, mit dem die Bleigewichte gesichert werden, kürzer und ein Wechsel der Bleigewichte deutlich schneller. Um die Trimmgewichtspitze zu zentrieren und gegen Verdrehen zu sichern, gibt es eine Struktur auf der Grundplatte, die in das Trimmgewicht eingreift. Zudem besitzt diese Struktur auf der Grundplatte die Funktion, die Kontaktfläche zwischen Rohr und Grundplatte zu vergrößern.

Die gesamte Konstruktion wird durch eine Verkleidung aus Faserverbundwerkstoffen aerodynamisch abgedeckt. Die Befestigung der Verkleidung erfolgt durch in der Seite eingeschraubte federgelagerte Bolzen. Somit ist eine Demontage der Verkleidung und Änderung der Gewichtskonfiguration auf dem Flugplatz relativ einfach und schnell möglich.

  • Trimmballast am Rumpfheck mit Verkleidung
  • Blick auf Grundplatte und Gewichtsblock
  • Innenleben: Grundplatte und Bleigewichte im Rohr

Wie geht es jetzt weiter? – Fertigung

Die Grundplatte und die Trimmgewichtspitze werden aus Rundmaterial aus dem Vollen CNC-gefräst. Andere Bauteile, wie das Rohr, der Rohrdeckel oder der Rundstab können auf Maschinen der Akaflieg bearbeitet werden.

Für den Guss der Bleigewichtscheiben haben wir uns für eine zweigeteilte Form aus Hochtemperatursilikon entschieden. Hierfür werden Formen per FDM-3D Druck gefertigt. Diese werden mit Silikon ausgefüllt und härten zur Vermeidung von Luftblasen unter Unterdruck aus. Anschließend wird die Form zusammengesetzt und mit Blei ausgegossen. Danach kann die Form wiederverwendet werden.

Die Verkleidung wird auf das montierte Trimmgewicht mit Trimmgewichtspitze laminiert. Dadurch ist ein perfektes Anliegen der Verkleidung auf der Grundplatte gewährleistet.

Die Baugruppe ist also für einen „bloßen Klumpen Blei“ relativ aufwändig, durch die ausgeklügelte Konstruktion mit einfacher und sicherer Anpassbarkeit des Ballasts erwarten wir aber auch einen großen Nutzen für Flugerprobung und Normalbetrieb.

AK-X

Comeback: Modellflugerprobung

Nach einer gut vierjährigen Pause hat das AK-X 1:2-Modell vor zwei Wochen seinen Wiedererstflug absolviert. Nun werden wir die Flugerprobung fortsetzen.

Doch warum die lange Pause? Das hat mehrere Gründe:
Auslöser war eine harte Landung, bei der das starre Bugfahrwerk stark beschädigt wurde. Dieses Problem war bekannt und es gab bereits Pläne für ein einziehbares, gefedertes und gedämpftes Bugfahrwerk. Dazu wurde auch ein neuer Rumpf gebaut. Unter anderem durch die gewonnen Erkenntnisse der Flugerprobung fiel jedoch die Entscheidung zunächst das manntragende Flugzeug zu bauen. In der Folge rückte der Modellflug in den Hintergrund.

Mittlerweile ist zwar immer noch viel am Prototypen zu bauen, aber die Anzahl paralleler Baustellen schrumpft allmählich. Außerdem haben viele der heutigen aktiven Mitglieder noch nie die Silhouette der AK-X am Himmel gesehen. Besonders Letzteres ist natürlich ein sehr ernüchternder Zustand und konnte zum Glück nun behoben werden.

Um die verbleibenden offenen Fragen bezüglich der Flugerprobung zu klären haben wir die Baumaßnahmen am neuen 1:2-Rumpf abgeschlossen und die nötigen Genehmigungen zum Starten eingeholt.

Flugzeugschlepp

Eine neue Besonderheit ist der Start: Mit seinen gut 50 kg ist das AK-Modell in Modellflugmaßstäben ein Schwergewicht. Nachdem wir in der Vergangenheit immer wieder Probleme mit dem Motor der ferngesteuerten Schleppmaschine hatten, kam die Idee auf, das Ultraleichtflugzeug zu verwenden, mit dem in Rheinstetten die bemannten Flugzeugschlepps gemacht werden.
Was erst verrückt klingt, stellt sich tatsächlich als gute Idee heraus: Die Fluggeschwindigkeiten im Schlepp liegen bei beiden Luftfahrzeugen bei etwa 100 km/h und auch die Spannweiten sind nicht so unterschiedlich. Da keine Standardverfahren existierten, dauerte die Beantragung der Genehmigung ein bisschen. In der Praxis ist der Betrieb aber einfach eine Mischung aus manntragendem Flugzeugschlepp und den Modellflugverfahren: Der Funkkontakt zwischen den Piloten läuft über einen Luftraumbeobachter, der neben dem Modell-Steuerer steht.

  • Warten auf ein Wetterfenster
  • Abflugbereit
  • Endanflug

Nach der Nachprüfung des 1:2-Modells und Belastungsversuchen der Schleppkupplung konnten wir schließlich unter den Augen des Modellprüfers zum Wiedererstflug starten. Zunächst mussten noch Regen und niedrige Wolkenbasis abgewartet werden.
Schließlich gab es aber doch ein Wetterfenster, das einen Flug erlaubte. Fast so steil wie im Windenstart ging es nach sehr kurzer Rollstrecke in den Himmel, bis nach kurzer Zeit schon die niedrige Wolkenbasis erreicht war. Das Modell flog sowohl im Schlepp als auch im anschließenden freien Flug wie gewohnt einwandfrei. Die Landung gelang auch in Normalflug-Klappenstellung und dem entsprechend großen Anstellwinkel ohne Hüpfer. Das neue Bugfahrwerk hat sich also schon im ersten Flug bewährt.

Ein paar Details, die beim Fliegen aufgefallen sind, passen wir zur Zeit noch an. Dann stehen zuerst Vergleichsflüge zu Trimmgeschwindigkeiten und Schwerpunktlage an, um die Konsistenz der Erprobungsergebnisse zu gewährleisten. Dann soll sukzessive der Schwerpunktbereich erweitert und die Trudelerprobung mit Einziehfahrwerk und in hinteren Schwerpunktlagen fortgesetzt werden.

Fortsetzung folgt…

Flugplatz

Wie ein Phönix aus der Asche…

…So die NZ aus dem Schleifstaub

Die Akaflieg Karlsruhe kann sich bereits Anfang 2021 über viele Erfolge und Premieren freuen. Eine von ihnen ist der langersehnte Erstflug unseres „Flicken-Twins“.

Am 10.04.2021 war es so weit: Der Twin der Akaflieg Karlsruhe konnte endlich zu seinem ersten Flug bei uns starten.

Das Projekt startete im Sommer 2019. Auf Segelflug Kleinanzeigen entdeckten einige Akaflieger ein günstiges Angebot: Teile von insgesamt drei Flugzeugen des Typs Twin II waren zu einem niedrigen Preis in Dänemark zu verkaufen. So begann das Projekt. Aus den Teilen sollten wieder zwei flugfähige Twins werden.

Das erste Flugzeug entstand aus einem Rumpf, der eine Außenlandung im Wasser hinter sich hatte. Die Flächen dieses Fliegers waren bei der Landung sehr stark beschädigt worden. So wurden sie übergangsweise durch Flächen eines anderen Twins ersetzt. Aus der für eine eher kurze Zeitspanne angedachten Reparatur von kleinen Schäden am Rumpf wurde dann am Ende eine komplette Überholung des ganzen Rumpfs. Nach über anderthalb Jahren und fast 2000 investierten Arbeitsstunden konnte der Twin nun im April endlich wieder fliegen.

Das Aufbauen gestaltete sich noch recht holprig, da die Handgriffe noch nicht so gewohnt waren wie bei den anderen Flugzeugen des Flugparks. Mittags konnte trotz dieser Schwierigkeiten gestartet werden.

Im F-Schlepp startete der Twin in Rheinstetten. Pilot Dominic „Pöppi“ Pöppe hatte sich gut vorbereitet, und so wurde der „XNZ“ (heute D-8122) direkt im ersten Flug an seine Grenzen geflogen. Dazu war vorher extra provisorisch ein G-Messer eingebaut worden. Natürlich gab es noch kleinere Mängel. Doch vieles konnte schon während des Flugbetriebs behoben werden. Direkt nach dem Erstflug wurde der Twin für Überprüfungsstarts eingesetzt. Wie auch in anderen Vereinen hatte unsere Saison gerade erst begonnen.

Mittlerweile ist er fester Bestandteil des Karlsruher Flugzeugparks und wird vor allem in der Schulung eingesetzt. Die Mitglieder sind trotz anfänglicher Bedenken sehr überzeugt von dem Doppelsitzer und wissen seine Vorzüge nun sehr zu schätzen.

Sogar die erste A-Prüfung wurde schon auf unserem neuen Doppelsitzer absolviert. Auch erste kleinere Überlandflüge waren dieses Jahr schon möglich. Alles in allem also ein voller Erfolg für die Akaflieg Karlsruhe.

Events

Auf der Suche nach der besten Hochschulgruppe der Welt?

Für alle die das Hochschulleben vermissen und endlich mal wieder weg vom Schreibtisch wollen: Hier seid ihr genau richtig!

Vielleicht habt ihr nun keine Lust jeden unserer (sehr guten) Beiträge in unserem Blog zu lesen um mühsam herauszufinden wer wir sind und was wir machen.
Das müsst ihr auch nicht!

(Empfehlen können wir das aber auf jeden Fall.)

Wenn ihr mit uns über Projekte, die Gruppe, oder wie man Mitglied werden kann sprechen wollt, dann kommt zu einem unserer Digitalen Treffen.

Wir freuen uns euch kennenzulernen!

Grundsätzlich könnt ihr einfach jeden Donnerstag um 20.00 Uhr bei unserer Digitalen Versammlung teilnehmen: https://meet.google.com/miy-uzzh-cmi?pli=1&authuser=1

  • Am 30.04.2021 zwischen 19.00 Uhr und 21.00 Uhr könnt ihr uns auf der Digitalen Hochschulgruppenmesse treffen:
AK-X

Fehler – und was wir daraus lernen

Nicht immer läuft beim Bau eines Flugzeuges alles glatt. Prominente Beispiele haben wir vor ein paar Jahren hier zusammengefasst: https://akaflieg-karlsruhe.de/es-laeuft-nicht-immer-alles-rund/
Seitdem sind sehr viele Sachen sehr gut gelaufen, aber natürlich auch ein paar Sachen nicht so toll.
Ein besonders bitterer Fall für uns war, dass wir zum zweiten Mal einen Holmgurt für den rechten Flügel für die Tonne gebaut haben.

Aufgefallen ist der Fehler recht spät. Anfang 2020 haben wir die beiden Holmgurte des rechten Flügels mit dem vorläufigen Holzsteg verklebt. Erst nachdem wir den Holm aus dem Flügel gehoben haben, um im nächsten Schritt den Steg mit Kohlefaser zu verstärken, ist uns aufgefallen, dass ein Gurt sehr starke Ondulationen aufweist. Der Holmgurt lag bis dahin mit der fehlerhaften Seite in der Form, sodass dieser üble Schnitzer nicht aufgefallen ist.

Starke Wellen in den Fasern des Holmgurtes

Uns war klar: so kann es nicht weitergehen. Noch einen Holmgurt in den Sand zu setzen, würde neben hohen Kosten auch stark an der Motivation zehren. Deshalb haben wir im Laufe des letzten Jahres zwei Verbesserungen umgesetzt.

Verbesserung 1: überarbeitete Form

Die Rovings für den Holmgurt legen wir von Hand in den Flügel ein. Als Verlängerungsstück für die Wurzel (der Teil des Holmes, der später im Rumpf steckt), gibt es eine abnehmbare Form in die, die Rovings gelegt und abschließend gepresst werden. Innerhalb dieser Form werden Rovings beim Legen abgeschnitten, um die immer schmalerwerdende Geometrie umzusetzen.

Archivbild vor Corona: Bau des Holmgurtes durch vorsichtiges Platzieren einzelner Rovings

Durch diese Bauweise haben die Rovings in der Stummelform wenig Halt und können beim Verpressen leicht herrausgedrückt werden. Deshalb haben wir die Stummelform überfräst und den schmalerwerdenden Querschnitt zu einem konstanten abgeändert. So laufen beim Legen alle Rovings über die komplette Länge und können gegen Herausdrücken gesichert werden.
Natürlich muss später trotzdem noch die ursprüngliche anvisierte Form erreicht werden. Hier müssen wir also dann noch mit Trennscheibe und Schleifwerkzeugen ran.

In rot das entfernte Volumen der ursprünglichen Form

Verbesserung 2: neue Rovingziehmaschine

Die Rovingziehmaschine, von uns auch RZM genannt, dient zum Tränken der Kohlefaserrovings mit Harz. Die alte Maschine war uns schon länger ein Dorn im Auge. Der Harzverbrauch ist enorm hoch und es gab immer wieder Teile der Rovings die wir nicht verwenden konnten weil durch die Belastungen beim Tränken einzelne Fasern in Mitleidenschaft gezogen wurden. Da wir sowieso nicht direkt einen neuen Gurt bauen konnten und auch unsere gesammelten Erfahrungen den nächsten Projekten zugutekommen lassen wollten, haben wir eine neue Idee entworfen und umgesetzt.

Die neue Rovingziehmaschine verwendet ein anderes Konzept um die Rovingstränge mit Harz zu tränken: Die Rovings werden um drei große Edelstahlrollen gelenkt. Die ersten zwei dieser Rollen werden dünn mit Harz benetzt welches wiederum von den Rovings aufgenommen wird. Der größte Vorteil dieser Technik liegt darin, dass eine geringere Harzmenge für den Betrieb benötigt wird und deshalb die Temperaturentwicklung geringer und die Topfzeit höher ausfällt. Damit sinkt auch der Harzverbrauch der bei der alten RZM durch den regelmäßigen Austausch des Harzes nötig war. Eine weitere Änderung findet beim Abstreifvorgang statt. Zusätzlich zu der Hauptdüse die den gewünschten Faservolumengehalt einstellt wird eine weitere Düse vorgeschaltet, die den Großteil des überflüssigen Harz bereits abscheidet. Die Belastung der Hauptdüse wird dadurch gesenkt was zu einer längeren Standzeit und noch genauerem Faservolumengehalt führt.

Um sicherzugehen, dass unser Rovingziehprozess trotz dieser Änderungen weiterhin noch qualitativ hochwertige Ergebnisse liefert, werden wir, sobald es die Bedingungen wieder zulassen, Zug- und Druckproben für eine Materialprüfung herstellen. Wenn diese mindestens die Werte der alten Rovingziehmaschine erreichen, steht dem Bau des letzten Holmgurtes hoffentlich nichts mehr im Wege.

AK-X

Warten auf Wingletbelastung

Der aktuelle Stand des Bruchwinglet

Nachdem der Bau des Bruchwinglets abgeschlossen wurde, hat uns das vergangene Jahr die Vorbereitung des Winglet-Bruchversuchs beschäftigt. Wer nochmal nachlesen möchte, wie das Bruchwinglet gebaut wurde und warum wir einen Bruchversuch durchführen wollen, kann das hier tun:

Nach der Auswertung der aerodynamischen Lastfälle, welche durch die Bauvorschrift gegeben waren, beschäftigte uns vor allem die Einspannung des Winglets. Wir haben uns hierbei für den Bau eines „Dummyflügel“, also eines Flügelendteils entschieden, welcher wiederum an ein geschweißtes Stahlgestell angebunden wird. Schlussendlich wird dieses mit dem Boden verschraubt.

Diese Lösung gibt uns nicht nur Festigkeitsvorteile, sie erlaubt uns auch die Krafteinleitung vom Winglet in den Flügel realitätsnah zu testen. Allerdings hat sie den Nachteil aller aufwändigen Fertigungsverfahren einer Flügelstruktur. So zogen wir erneut (wenn auch sehr kurze) Holmgurte, passten Stege ein, bauten Rippen und laminierten Schalen und Anwinklungen. All dies wurde noch dadurch erschwert, dass wir die entsprechende Flügelform schon längst weggeräumt und eingelagert hatten.

  • Flügelansatzstück-Verlängerungen zum Homgurt ziehen
  • Fertig gezogener Holmgurt
  • Einpassung des Holmstegs
  • Verkleben der Holmgurte mit dem Holmsteg
  • Frisch laminierte Schubbelegung und Verstärkungslagen für die Einspannung
  • Rippen und Endleistensteg

Ein ebenso großes Projekt stellte dann noch der Steckmechanismus dar. Neben dem normalen Aufwand des Drehens von Buchsen und Bolzen, dem Bohren, Einpassen und Verkleben wurde aufgrund hoher Lasten und der notwendigen Steifigkeit entschieden, den Mechanismus noch um einen Steckbolzen am hinteren Querkraftbolzen zu ergänzen. Somit musste zusätzlich noch am eigentlich bereits fertigen Bruchwinglet eine Buchse ersetzt werden.

  • Fertiger Flügeldummy und Bruchwinglet
  • Verklebte Steckungsbolzen
  • Erste Hälfte der Stummelbox
  • Geschlossene Stummelbox
  • Mobile zur Lasteinleitung
  • Bisheriger Stand des Gesamtaufbaus ohne Mobile

Aktuell ruhen die Versuchsvorbereitungen, wir hoffen aber, sobald sich die Situation wieder bessert, bald einen Termin mit dem KIT Institut für Stahl- und Leichtbau, Versuchsanstalt für Stahl, Holz und Steine (VAKA) vereinbaren zu können, welches uns dankenswerterweise bei der Durchführung des Versuchs unterstützt.

Werkstatt

Jetzt hat’s sich ausgestaubt – Schleifraum in der Werkstatt

Werkstattsanierung 2/2

Unsere Werkstatt ist das Herzstück unserer Arbeiten. Im Großen und Ganzen sind wir auch sehr zufrieden mit ihr. Sie bietet viel Platz und verfügt über alle gängigen Maschinen, die man im Segelflugzeugbau benötigt. Eine Sache hat uns jedoch seit längerer Zeit gestört. Durch die unerlässlichen spanenden und staubproduzierenden Arbeiten bestand konstant eine hohe Staubbelastung.
Das ist aus mehreren Gründen unschön.

Zum einen ist bei Verklebungen und Rohmaterial (z.B. Gewebe und Harz) eine hohe Sauberkeit unerlässlich. Diesem haben wir in der Vergangenheit immer durch Abdecken/Verpacken und penibles Reinigen entgegen gewirkt.
Zum anderen sind unsere Mitglieder natürlich auch der Staubbelastung und deren gesundheitlichen Folgen ausgesetzt, den Maschinen und dem allgemeinen Aussehen der Werkstatt ist der Staub natürlich auch nicht dienlich.

Die Lösung? Ein Schleifraum!

Anstatt quer über die Werkstatt den Dreck zu produzieren wollen wir ihn nun in einen Raum „verbannen“.
Schnell entstand der Plan, eine neue Wand einzuziehen. Nach einer Absprache mit der Universität, wurde uns die Unterstützung durch Vermögen und Bau Baden-Württemberg zugesagt.

Ursprünglich waren die Baumaßnahmen für Anfang 2020 angesetzt, mussten jedoch aus allseits bekannten Gründen auf den Sommer verschoben werden. Im Voraus haben wir knapp zwei Wochen damit verbracht, alles auszuräumen und Maschinen abzubauen. Unsere Lackierkabine musste zwischenzeitig als Lagerraum herhalten.

Fast leer geräumt und bereit für die Renovierung
Lackierkabine als Lagerraum

Zügig war die Wand eingezogen und die lärmschützende und staubdichte Tür montiert. Wenig später war gestrichen und es wurde die Elektronik und Druckluft verlegt. An dieser Stelle möchten wir uns recht herzlich für die Unterstützung durch KIT und Land bedanken. So professionell und schnell hätten wir das selber nicht hinbekommen.

Zwischenstand: Wand und Tür stehen schon

Die Absaugung haben wir abschließend größtenteils selber gemacht. Nun verfügt jede Maschine über ein Rohr direkt zur Absauganlage. Als abschließendes i-Tüpfelchen unterstützte uns ESTA Absaugtechnik mit einem Absaugarm, der punktgenaues Absaugen überall im Raum ermöglicht.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Umbauten ein voller Erfolg waren. Die oben genannten Probleme sind nun bis auf wenige kleinere Ausnahmen ein Ding der Vergangenheit. Wir freuen uns schon, den Schleifraum nächstes Jahr gebührend auslasten zu können, sobald das wieder möglich ist.

  • Fertiger (unaufgeräumter) Schleifraum
  • Absaugarm in Benutzung
  • Danke an ESTA Absaugtechnik!
AK-X

Richtungsweisend – die Ruder der AK-X

Grundlagen

Wie jedes Flugzeug braucht auch die AK-X Ruder, um die Fluglage zu kontrollieren. Die Anordnung der Ruder unterscheidet sich jedoch grundlegend zu den meisten anderen Flugzeugen. Da die AK-X ohne Leitwerk auskommt, müssen die Steuerflächen für Nick- und Gierbewegungen im Flügel integriert werden. Daraus resultiert eine Konfiguration mit drei unabhängigen Rudern an der Endleiste der Flügel sowie einem Ruder in den Winglets. Zusammen übernehmen diese Ruder die Funktion von Höhen-, Quer- und Seitenruder sowie Wölbklappen. Durch einen mechanischen Mischer werden die Piloteneingaben entsprechend auf die Ruder verteilt. Siehe dazu unseren Beitrag Die Mischerplatte.

Ruderkonfiguration der AK-X
Steuerung im Flügel mit Ansteuerung des innersten Ruders

Soviel zu den Grundlagen. Jetzt könnte man meinen das ist alles schön und gut, aber das ändert doch an den Rudern nichts. Jedoch hätte man hier leider weit gefehlt. Der Nurflügler macht uns (mal wieder) einen Strich durch die Rechnung.

Flattern

Hintergrundwissen: https://de.wikipedia.org/wiki/Flattern_(Luftfahrt)

Die AK-X ist natürlich nicht das einzige Flugzeug, das ab einer gewissen Geschwindigkeit beginnt zu flattern. Eine zusätzliche Problematik entsteht aber dadurch, dass durch die rückgepfeilte Flügelform eine Kopplung zwischen Nickbewegungen und Flügelbiegung entsteht. Zudem ist die Flügeltorsionsschwingung kritischer. Des Weiteren treten durch die Annahme von losen Rudern zusätzliche Flatterfälle auf, hier sind zwei beispielshalber aufgeführt.

Flatterfall mit asym. Flügelbiegung und Querruderausschlag
Flatterfall mit asym. Flügeltorsion und Querruderschlag

Zu der Problematik des ruderinduzierten Flatterns gibt es eine altbewährte Lösung. Ein sogenannter Rudermassenausgleich vor dem Drehpunkt des Ruders. Bei der AK-X wäre hierfür aber so viel Masse erforderlich, dass uns dies vor konstruktive Schwierigkeiten stellen würde und, noch viel schlimmer, die Flattergeschwindigkeit anderer Flatterfälle herabsenken würde.

Bau und Belastungsversuch

Bleibt nur noch, die Ruder so leicht wie möglich zu bauen. Laut unserer Flatterrechnung muss ein Gewicht von unter 300 g/m Ruderlänge erreicht werden um die kritischen Flatterfälle ausreichend zu dämpfen.

Leicht bauen geht natürlich immer. Leicht bauen und gleichzeitig hohe aerodynamische Lasten aufnehmen ist die wahre Kunst. Von besonderer Relevanz ist für uns die Rudertorsion. Das längste Ruder der AK-X ist ca. 2,4 m lang und wird in der Mitte angesteuert. Kriterium bei der Auslegung war, dass auch bei maximalem Ausschlag und Strömungsgeschwindigkeit sich das Ruder möglichst wenig tordiert um den vorgegebenen Ruderausschlag auf der ganzen Ruderlänge möglichst gut umsetzen zu können.

Die beiden Ruderschalen kurz vor dem Verkleben

Aktuell befinden wir uns in der Testphase des Ruderbaus. Ein erster Kandidat ist bereits fertiggestellt und wird demnächst dem Belastungsversuch unterzogen. Dieser erste Kandidat bringt gerade einmal 162 g auf die Waage (Wobei Krafteinleitung und Lack bei diesem Gewicht noch fehlen), muss jedoch einer Kraft von insg. 360 N standhalten. Diese Kraft setzt sich zusammen aus ca. 160 N die gleichmäßig über die Ruderfläche wirken, sowie jeweils 100 N die links und rechts durch die benachbarten, gekoppelten Steuerflächen eingeleitet werden.

  • Das fertige Ruder vor dem Tempern. Die Schraube an der Seite ist für die Krafteinleitung des benachbarten Ruders
  • Oberseite mit provisorischer Ansteuerung
  • Unterseite mit Scharnieren

Ihr könnt auf einen zukünftigen Blogpost gespannt sein, in dem wir ein Fazit der Belastungsversuche ziehen werden und über die verschiedenen Bauformen berichten werden!

Events

Ein Jahr ohne HeSchuLa? Unmöglich!

Das alljährliche Herbstschulungslager in Karlsruhe fand vom 03.10. – 18.10. 2020 statt. Dabei besuchten uns Akaflieger aus Aachen, Hannover, Darmstadt, München, Stuttgart und Esslingen, die neben ihren Flugschülern auch Fluglehrer und Schulungs-Doppelsitzer mitbrachten.

Doch wie (erfolgreich) lief das alles während einer Pandemie ab?

Fluglehrer, Flugschüler und Organisationsleiter ziehen Resümee…

…Fluglehrer

– Stefan „Zischi“ Zistler FTAG Esslingen

Es ist fast überflüssig zu erwähnen, wie viel zusätzlichen Aufwand die Pandemie in die Organisation und die Durchführung des Lagers gebracht hat. Es galt, ein Hygienekonzept zu erstellen, Gruppen wurden eingeteilt, Räumlichkeiten und Übernachtungsmöglichkeiten gesucht, Testergebnisse abgewartet … Und so war diesmal natürlich Alles ein klein wenig anders; übernachtet wurde in kleinsten Gruppen bei den Einheimischen, gegessen und gebrieft wurde im Freien und auch der Flugbetrieb fand in getrennten Gruppen statt, um eine Durchmischung weitestgehend zu verhindern. Man kann es jedoch nicht verheimlichen: das gemeinsame Zusammensein in der Werkstatt nach dem Flugbetrieb war einfach durch nichts zu ersetzen, das hat uns wirklich schmerzlich gefehlt.

Dafür war der Flugbetrieb an sich wieder sehr erfolgreich und lehrreich für alle Beteiligten. Das Wetter lies es tatsächlich zu, dass an beinahe allen Tagen geflogen wurde. Und das fast immer von 9:00 bis 18:00 Uhr! Auch für so manchen Fluglehrer unter uns, der den trägen Vereinsbetrieb am Wochenende gewohnt ist, war es eine wahre Grenzerfahrung, 10 oder mehr Tage am Stück bis zu 20 Schulungsstarts am Tag zu machen.

Jeden Tag auf Neue angetrieben und motiviert haben uns Lehrer allerdings wieder die unglaubliche Motivation und der nicht zu brechende Tatendrang der Flugschüler.  Einfach jeder der Teilnehmenden wollte so viele Starts wie möglichaus dem Lager rausholen, und so wurde mit größtem Fleiß Winde gefahren, Seile geholt, Flugzeuge aufgebaut, geflogen und mit viel zu schnellen Lepos zurückgezogen. Mancher FI fürchtete sogar schon um sein Statussymbol (FI-Bauch), das durch die viele körperliche Ertüchtigung zeitweise sehr gefährdet war. Es hat aber einfach wahnsinnig Spaß gemacht, mit einer so motivierten Truppe den Flugbetrieb zu gestalten!

Ein besonderes Merkmal des HeSchuLa ist auch immer, dass bei außergewöhnlichen Bedingungen geflogen wird, bei denen normalerweise kein ziviler Flugsportler auch nur das Haus verlässt. So sind Windenstarts bei 200m Wolkenuntergrenze und leichtem Regen nicht ungewöhnlich. Flüge bis kurz vor Sunset sind an der Tagesordnung. Auch die obligatorischen Starkwindtage waren vorhanden, die teilweise Luvwinkel von 30° forderten, um die Richtung über Grund zu halten.

Flüge unter diesen Bedingungen sind nicht selbstverständlich und tragen viel dazu bei, dass die Schüler Erfahrungen mit ihnen sammeln und ihre persönlichen Grenzen verschieben können. Auch für die Lehrer ist es immer wieder eine Herausforderung zu entscheiden, bis wann ein sicherer Betrieb möglich ist.

Die Sicherheit stand natürlich wie immer an erster Stelle und so wurde auch bei diesem HeSchuLa ein Fokus auf ausführliche Briefings und Debriefings, offene Fehlerkultur und die Qualität der Ausbildung gelegt. Hierbei war wieder ein sehr professionelles Handeln aller Beteiligten festzustellen und es konnten immer konstruktive Diskussionen geführt werden!

Als sonstiges Highlight hatten wir dieses Jahr sogar zeitweise eine eigene Schleppmaschine für gelegentliche Kunstflüge und Trudeleinweisungen. Vielen Dank an dieser Stelle für die unbändige Motivation des Schlepppiloten der Akaflieg Stuttgart, der auch viele neue Erfahrungen beim Umgang mit den Lotsen aus Strasbourg und den marginalen Wetterbedingungen sammeln konnte.

In die Geschichtsbücher eingehen dürfte dieses Jahr auch die Gesamtzahl an während dem Flugbetrieb bestellten Pizzen und Dönern, die die Moral der Truppe über die Mittagszeit immer sehr steigern konnten. Durch diese Maßnahme konnten unter anderem auch die Statussymbole der FI´s vor dem Verfall bewahrt werden.

Ebenfalls sehr attraktiv war die Auswahl an Flugzeugen sowohl für die Schüler als auch die Scheinpiloten. Zur Verfügung standen die Typen DG1000, ASK21, Jeans Astir, AK-5b, AK-5, AK-8, Glasflügel Hornet sowie dankenswerter Weise für Fortgeschrittene die ASG32 und ASG29 der Akaflieg Karlsruhe.

Alles in allem stand dieses HeSchuLa fliegerisch in keiner Weise den Vergangenen nach. Es wurden viele tolle Flüge gemacht, zwei erste Alleinflüge und unzählige Typenkäschtle konnten verzeichnet werden. Zahlreiche neue Unterschriften in den Ausbildungsnachweisen zeugen vom Ausbildungserfolg der teilnehmenden Flugschüler, die sich vielseitig weiterbilden konnten. Wir sind voller Hoffnung, dass die unzureichende Geselligkeit nächstes Jahr nachgeholt werden kann. Immerhin hatten die Einschränkungen natürlich auch etwas Gutes: das Heschula ist letztendlich ohne Corona-Fall geblieben!

 Zu guter Letzt gilt es noch, den zahlreichen Menschen zu danken, die das Heschula in seiner diesjährigen Form wieder ermöglicht haben. Angefangen selbstverständlich beim Orga-Team über die freiwilligen Flugleiter, Windenfahrer, Schlepppiloten und Fluglehrer hin zu den zahlreichen Schülern und Scheinpiloten, die mit ihrer Teilnahme ja erst die Notwendigkeit für das Lager geschaffen haben.

Wir freuen uns schon sehr auf das Heschula 2021, mit genauso motivierten Teilnehmern, interessanten Wetterbedingungen, vielseitigen Eindrücken und tollen und sicheren Flügen!

…Flugschülerin

– Anabel „KaTA“ Prietze Akaflieg Karlsruhe

Fliegerisch war das HeSchuLa für die anwesenden Flugschüler ein voller Erfolg, sowohl einsitzig als auch doppelsitzig kam es selten vor, dass man nur zwei Starts an einem Tag ergatterte. Ich persönlich habe das Lager mit nur zwei Starts begonnen und mit 30 Starts beendet. Als blutige Anfängerin habe ich nicht nur davon profitiert, dass ich keine wochenlangen Pausen zwischen den Starts hatte und mich nicht immer wieder neu an das Fliegen herantasten musste, sondern auch, dass ich durch die zahlreich anwesenden Fluglehrer eine beachtliche Bandbreite an Tipps und Tricks erhalten habe. Gerade beim neu erlernten Starten und Landen konnte ich schnell Fortschritte machen.
Den Höhepunkt an Effizienz erreichten wir dank uneingeschränkter Einsatzbereitschaft der Winde im Laufe der ersten Woche mit 84 Starts. Unter den gesamten 866 Starts befanden sich auch einige Prüfungen, zu Beginn konnte ein Karlsruher Akaflieger seine Scheinprüfung ablegen und insgesamt vier Flugschüler flogen sich während des Herbstschulungslagers frei und bestanden somit ihre A-Prüfung. Abgesehen vom Fliegen mussten wir uns bei anderen Aktivitäten leider den Hygienemaßnahmen beugen: Sowohl Frühstück als auch Abendessen war auf Gäste und deren Gastgeber beschränkt, das Bergfest musste leider ganz ausfallen. Da hoffen wir umso mehr, dass das im FrühSchuLa nächstes Jahr, oder zumindest im HeSchuLa 2021, wieder normal ablaufen kann.

…Orgateam

– Ferdinand „Fridolin“ Elsner Akaflieg Karlsruhe

Die Planung des HeSchuLa war dieses Jahr eine besondere Herausforderung, anders als beim unserem vollständig abgesagten Frühjahrsschulungslager war dies jedoch schon lange vorher absehbar.

Wir beschäftigten uns also schon früh damit, wie wir unter den Bedingungen der Pandemie auf eine verantwortungsvolle Art ein Schulungslager mit Teilnehmern aus ganz Deutschland abhalten könnten. Wir erstellten ein Hygienekonzept, orientiert am Hygienekonzept des Idaflieg-Sommertreffens, bei dem wir die Dinge, die dort verbesserungswürdig erschienenen, durch geeignetere Maßnahmen ersetzten.

Die bedeutendsten Änderungen zu den Herbstschulungslagern der Vergangenheit waren, dass Übernachtungen in unserer Werkstatt, das berühmte HeSchuLa-Bergfest und der ungestörte Austausch zwischen den Mitgliedern verschiedener Akafliegs dieses Jahr nicht möglich waren.

Da die Teilnehmer des Schulungslagers verantwortungsvoll mit den Regeln dieses besonderen HeSchuLa umgegangen sind, dies aber den Flugbetrieb zumindest zahlenmäßig nicht weiter beeinträchtigt hat, können wir für das HeSchuLa 2020 im Angesicht der aktuellen Situation ein fast uneingeschränkt positives Fazit ziehen.

Wir bedanken uns bei allen Autoren, besonders Zischi aus Esslingen und würden uns freuen, wenn ihr auch auf den Seiten der anderen Akafliegs vorbeischaut! Danke auch an Kai „KiKa“ Weber für die tollen Bilder!

Werkstatt

Flieger-Küche für hochfliegend Kulinarisches

Werkstattsanierung 1/2

Appetitlich geht anders…

Da die Werkstatt für uns alle eine zweite Heimat darstellt und sowohl der Bartresen als auch die dahinterliegende Küche hochfrequentierte Hotspots eben jener Werkstatt sind, konnte man einen gewissen Verschleiß nach etwa drei Jahren Nutzung nicht mehr leugnen.

Die sozialen Einschränkungen der Pandemie führten leider dazu, dass sich die geliebte Küche zu einer vereinsamten Schwester entwickelte. Es gab nun leider auch für das letzte Mitglied der Aktivitas keinen Grund mehr, um über ihre Makel hinweg zu sehen. Ein kleiner „Unfall“, bei dem sich ein Mitglied zu optimistisch auf die Tragkraft der Arbeitsfläche verließ, tat dann schließlich sein Übriges.

Der Entschluss stand fest: Es muss eine neue Küche her!

Am 24.09. entdeckte ein ambitionierter Interessent zufälligerweise eine Küche im Internet, die wegen einer Haushaltsauflösung abzugeben war. Freundlicherweise wurde sie uns sogar kostenlos überlassen – Eine wahnsinnig nette Geste, die wir mittellosen Studenten sehr zu schätzen wissen!

Die anschließenden Schritte gingen reibungsfrei und wahnsinnig schnell über die Bühne. Die Küche wurde von uns abgeholt, die alte zerlegt (coronabedingt leider ohne würdige Trauerfeier), die Wände neu gestrichen. Danach ließen wir alles anschließen. Neben der Küche wurde uns auch eine zweite Spülmaschine, von einem unserer Ehemaligen, geschenkt! Das kommt den teils eher spül-unwilligen Mitgliedern sehr gelegen.

Erfreulicherweise fanden sich viele Aktive, um die Küche auch während des Herbstschulungslagers ordentlich einzuräumen und jedem Topf, jeder Pfanne, sowie Toaster und Schokobrunnen einen beschrifteten Platz zuzuweisen.

Abschließend freuen wir uns alle wahnsinnig über die neue Küche und hoffen sie eines Tages mit der gesamten Gruppe einweihen zu dürfen! Bis dahin werden sich die Corona Beschränkungen wohl positiv auf ihre Lebenszeit auswirken.

Wir danken allen Beteiligten, die sich um die neue Küche gekümmert haben, und vor allem natürlich unseren lieben Spendern!

Events

Halbe Rolle in den Rücken und Drücken!

Ende September fand der diesjährige Idaflieg Kunstfluglehrgang statt. Auf diesem sollten vier Karlsruher Akaflieger ihre ersten Kunststücke in der Luft erlernen. 

Trotz Corona war der Lehrgang sehr gefragt: 12 Kunstflugschüler (darunter auch wir), einige Piloten, die ihre Fertigkeiten auffrischen und verbessern wollten, Fluglehrer, Schlepp-Piloten und auch noch ein paar Teilnehmer des TMG-Lehrgangs, der parallel stattfand. 

So fanden sich jeden morgen knapp 30 Leute zum Frühstück am Flugplatz Aalen-Elchingen ein, um gemeinsam den Tag zu starten. Nach einem Kaffee, einem Fluffernutter-Brötchen und dem obligatorischen Briefing begann dann der Flugbetrieb. 

Da mit dem Schlacro aus München und zwei Remos bis zu drei Schleppmaschinen bereitstanden, konnten die fünf Segelflugzeuge immer zügig in die Box geschleppt werden, sodass am Boden nur wenig Wartezeit entstand. 

Dann ging es auch direkt mit der ersten Übung los: 180 km/h Fahrt, ausrichten, leicht ausheben, halbe Rolle in den Rücken und drücken! Die Aufgabe, die Fahrt im Rücken bei 150 km/h zu halten klang zunächst trivial. Doch die Anweisungen des Fluglehrers zeigten schnell, dass wir alle noch einiges zu lernen hatten: “Fahrt 200km/h, mehr drücken! Die Fläche hängt! Nein, Querruder andersrum! Fahrt 120 km/h, ein bisschen nachlassen. Nicht so viel!” 

Aber so nach und nach schaffte es doch jeder, die geforderten Figuren vernünftig zu fliegen. So kamen wir dann auch recht zügig beim ersten Programm an: dem Prüfungsprogramm. Um das Programm auch wirklich im Kopf zu haben, ging dies jeder am Boden gedanklich durch. So konnten zeitweise die Flugschüler “das Programm tanzend” beobachtet werden, was ein durchaus amüsanter Anblick war – es hat aber definitiv geholfen. 

Mit ein bisschen Übung und freundlicher Unterstützung der Fluglehrer kam dann auch der Tag des ersten Kunstflug-Alleinflugs. Ein herrliches Gefühl und ein kleiner Flashback in die Segelflugausbildung. 

Da das Wetter sich auch als deutlich stabiler herausstellte als zu Beginn des Lehrgangs gedacht, konnten wir tatsächlich insgesamt an sechs Tagen fliegen, wenn auch die ein oder andere Regenpause für eine kurze Unterbrechung gesorgt hat. So schafften am Schluss des Lehrgangs sogar noch drei Karlsruher ihr Bronzenes Kunstflugabzeichen.
Alles in Allem war es also ein sehr gelungener Lehrgang! Einen besonderen Dank gilt der Akaflieg München für die Organisation! Ebenfalls bedanken wir uns bei allen Fluglehrern, Schlepp-Piloten und dem Flugplatz Aalen-Elchingen für die tolle Zeit! Hoffentlich sehen wir uns nächstes Jahr wieder 🙂