Erprobungsmodell 1:4 Abb.1: Modell mit 4m Spannweite aufgebaut in unserer Werkstatt.
Bevor wir mit dem Bau des Prototypen beginnen, haben wir uns dazu entschlossen, mit ferngesteuerten Flugmodellen unseren Entwurf zu überprüfen und zu optimieren. Hierbei wird im besonderen folgendes erprobt:
Langsamflugverhalten Wie im Abschnitt „aerodynamischer Entwurf“ erläutert, muss bei einem Nurflügel besonders auf das Langsamflugverhalten geachtet werden, da diese dazu neigen, beim Strömungsabriss die Flugstabilität zu verlieren. Ausführliche Überzieh- und Trudelversuche (Trudeln ist ein ungewünschter Flugzustand, welcher beim Strömungsabriss auftreten kann, dabei dreht sich das Flugzeug schnell um sich selbst und fällt ungesteuert) sollen daher zeigen, das unser Entwurf ein gutmütiges Langsamflugverhalten hat.
Steuerbarkeit und Kurvenflugverhalten Es wird die Wirksamkeit aller Ruder überprüft und ggf. die Klappenauschläge fein abgestimmt. Weiterhin wird überprüft, ob das Erprobungsmodell über ausreichend Querruderwirkung verfügt und die Seitenstabilität der Winglets ausreicht.
Rumpfeinfluss Der Rumpf, welcher beim Prototypen Platz für den Piloten bietet, beeinflusst den Auftrieb in der Flügelmitte. Da nun die Flügelmitte vor dem Schwerpunkt liegt, resultiert daraus ein kopflastiges Moment (weniger Auftrieb vor dem Schwerpunkt). Das sorgt dafür, dass der Nurflügel ein höhere Geschwindigkeit fliegt, als in der Auslegung vorgesehen. Dieser Einfluss lässt sich aufgrund der 3D Umströmung nur ungenau und mit großem Aufwand berechnen. Deshalb wird dies mit den Flugmodellen vermessen.
Neutralpunktmessung Der Neutralpunkt ist ein wichtiger Punkt zur Bestimmung der Flugstabilität. Beim Modell soll die Lage des Neutralpunkts vermessen werden, um damit die berechnete Lage zu verifizieren.
Bodenstartversuche Im Abschnitt „aerodynamische Auslegung“ wurde gezeigt, dass eine bestimmte Wölbklappenstellung zum starten und Landen notwendig ist, um mit ausreichend kleinem Anstellwinkel abheben und aufsetzten zu können. Dies ist wichtig für die Bodenfreiheit der Außenflügel des gepfeilten Nurflügels.Starts und Landungen mit maßstabsgetreuem Fahrwerk sollen zeigen, ob die Berechnungen hierzu stimmen und keine Probleme bei der Landung auftreten können. Zunächst haben wir uns dazu entschieden ein Flugmodell mit 4m Spannweite, was einem Maßstab von 1:3,75 entspricht zu bauen. Dazu wurde die Geometrie maßstäblich skaliert. Die Profile mussten speziell für das Modell neu gemacht werde. Es wurde hierbei darauf geachtet, dass die Profile vergleichbare Eigenschaften aufweisen, wie die für den Prototypen vorgesehenen.
Erprobungsmodell 1:4 Abb.2: Winglets liegen virtuell in ihrer Form
Um ausreichend genaue Ergebnisse dieser Test zu erhalten, werden die Modelle, genauso wie der Prototyp später, aus gefrästen Formen in CFK Bauweise erstellt. Dazu wurde zunächst ein CAD Modell erstellet, aus dem dann die Formen und damit die Fräscodes abgeleitet wurden.
Erprobungsmodell 1:4 Abb.3.1 und Abb. 3.2: Fräsen der Formen für den Rumpf und die Winglets
Bereits für das Erprobungsmodell mit 4m Spannweite wird ein Einziehbares Fahrwerk konstruiert, dies ist notwendig um das Start- und Landflugverhalten zu testen. Hierbei muss besonders darauf geachtet werden, dass der Bodenannstellwinkel des Flügels der gleiche ist wie beim Prototypen.
Erprobungsmodell 1:4 Abb.4: CAD Konstruktion des Fahrwerkes für das Erprobungsmodell mit 4m Spannweite