Bau Modell 1:2

Innerhalb eines Jahres ist bei uns in der Werkstatt das 1:2 Erprobungsmodell entstanden. Das Modell wurde bis auf weniger Details, zum Beispiel die Ruderansteuerung durch Servos, analog zu einem manntragenden Prototyp aufgebaut. Dies gewährleistet eine gute Übereinstimmung mit der Orginalauslegung für die Strukturtests und ermöglicht die Bauweise zu testen. Im Folgenden soll anhand ausgewählter Bilder ein Einblick in den Bau gegeben werden:

Nach der Konstruktion im CAD begann alles im Frühjahr 2014 mit dem Fräsen der Negativ Formen. Wie schon beim 1:4 Modell wurde dabei auf Ureol als Werkstoff zurückgegriffen, welcher sich hierfür optimal eignet.

Hier die erste Form, die Unterschalenform des Mittelstücks. Aufgrund der begrenzten Bearbeitungsfläche der Portalfräsen mussten wir die Formen wie hier ersichtlich teilen und nach dem Fräsen ausrichten und verkleben.

Vor dem Bau der Flügel mussten die Formen zunächst noch aufwendig nachbearbeitet werden. Die Oberfläche wurde mit einem Füller lackiert, geschliffen und auf Hochglanz poliert. Zur Versteifung der Formen wurden diese auf einen speziell angefertigten Stahl Unterbau geklebt.

Im nächsten Schritt wurden die Formen mit einem Trennwachs behandelt, damit sich die Flügel später auch entformen lasen. Zusätzlich wurden Wachsplatten an bestimmten Stellen eingeklebt um im späteren Bauteil eine Vertiefung zu erzeugen. Diese wird hier gebraucht um Verstärkungslagen zu versenken, welche nach dem Entformen um die Nasenleiste gelegt werden zur Verstärkung des Rumpfanschlusses.

Oder links für den Bremsklappendeckel und in der Unterschale, rechts, für die Servorabdeckungen.

Alle Flügelformen abgeklebt in unserer Lackierkabine kurz vor dem Lackieren.

Kurze Zeit später alle Formen mit dem weißen Lack, welcher als erstes in die Form lackiert werden muss um die äußere Schicht des Flügels zu bilden.

Nun begannen die Vorbereitungen zum Einlegen der Flügelschalen. Hier wird der Stützstoff, ein 3mm dicker Schaumstoff, zugeschnitten. Diese wird zwischen den Kohlfaserschichten verklebt um die Steifigkeit der Flügelschale zu erhöhen.

Natürlich mussten auch etliche Lagen an Kohle- und Glasfasergewebe ausgemessen und zugeschnitten werden. Bei größeren Laminieraktionen ist es sehr wichtig alles gut vorzubereiten, da durch die beschränkte Verarbeitungszeit des Harzes es sonst schnell sehr stressig werden kann.

Beim Einlegen wird zunächst ein hauchdünne Schicht Glasfasergewebe, welche man hier quasi nicht sieht, in die Form laminiert. Diese sorgt für eine glatte Oberfläche des Flügels und schützt die Kohlefaserlagen. Hier sieht man noch ein Strang Kohlefaserrovings, welcher um den späteren Bremsklappenausschnitt gelegt wird um diesen zu versteifen.

Das selber Vorgehen beim Mittelstück, hier kommt ein Strang Kohlefaserrovings in die Nasenleiste.

Als nächstes folgen je nach Belastungssitution unterschiedlich viele Kohlefaserlagen. In der Flügelschalen sind diese mit +-45° Faserortierung eingelegt um Torsionskräfte aufnehmen zu können.

An stark belasteten Stellen, wie hier am Flügelrumpfanschluss im Mittelstück werden unidirektionale Kohlefaserbänder ins Laminat eingebracht. Diese Übertragen später die Kräften von den Rumpfanschlussbolzen in den Holm.

Zum Abschluss des ersten Arbeitsschrittes beim Schalenaufbau wird der Stützstoff positioniert…

… und mit Gewichten gegen Verrutschen gesichert.

Während dem Aushärten des Harzes wird alles mit Vakuum verpresst. Dazu wird zunächst ein spezielles Abreißgewebe auf das fertige Laminat gelegt, welches sich auch nach dem aushärten abziehen lässt. Darauf folgt ein weiches Material, dass den Druck gleichmäßig verteilt und schließlich eine luftdichte Folie.

Fertig ist der erste Arbeitsschritt, Außenlaminat aus Kohlefasergewebe und Stützstoff sind in der Form verklebt.

Vor dem Aufbringen des Innenlaminats muss der Stützstoff an einigen Stellen ausgespart werden. Zum Beispiel dort wo später der Holm in die Schale geklebt wird oder an der Stelle an der die Servos befestigt werden.

Das gleiche auch in der Oberschale des Außenflügels.

Das Innenlaminat, wieder Kohlefaserlagen mit Verstärkungen, wird ebenfalls mit Vakuum verpresst und ist hier bereits ausgehärtet zu sehen.

Zum passgenauen Einlegen der Holmgurten mussten Formen für diese auf die fertigen Schalen gebaut werden. Dazu wurde das Laminat zunächst mit Wachsplatten aufgedickt und danach die seitlichen Begrenzungen aus Holzleisten aufgeklebt.

Etwas aufwendiger war dies beim gekrümmten Mittelstück, wo auch noch die Gabelung des Holms mit eingebaut werden musst.

Nach dem Fertigstellen aller Holmformen konnten, wie hier zu sehen, die Kohlefaserrovings nach genauem Plan abgestuft eingelegt werden.

Hier schon der fertig ausgehärtet Holmgurt in der Unterschale des Mittelstücks. Im Folgenden konnten die Holmformen wieder entfernt werden.

Die Krafteinleitungen der Bolzen in den Holm wurden durch massive Sperrholzblöcke realisiert. Diese mussten zunächst mit jeweils richtiger Faserrichtung verleimt werden. Danach mussten sie exakt zugeschliffen werden damit sie genau den Raum zwischen den Gurten auffüllen.

Anschließen wurden die Holzkerne des Holmstegs ausgerichtet und eingeklebt.

Durch Schließen der Formen wurden die beiden Holmgurte über den Steg miteinander verklebt. Danach konnte der so rohbaufertige Holm aus der Schale entnommen werden zum Anwinkeln der Holmgurte am Steg mit diagonalem Kohlefasergewebe. Hier zu Sehen die Holme des Außenflügels mit fertiger Anwinklung

Mit dem Mittelstückholm wurde nach dem selben Schema verfahren.

Im nächsten Schritt mussten die Holme im inneren Flügelbereich noch verkastet werden, damit sie ein Teil der Torsionskräfte aufnehmen können, welche durch die Pfeilung entstehen. Die Verkastung besteht aus Sperrholz und einem darüber gezogenen Kohleschlauch.

Hier nochmal der Mittelstück Holm mit fertiger Anwinklung zu sehen. Durch den Holmaufbau in der fertigen Schale, passt er perfekt.

Natürlich wurde auch der Mittelstückholm zunächst mit Sperrholz verkastet…

… und danach mit einem massiven Kohleschlauch überzogen. So erreicht man schon im Holm eine hohe Torsionsteifheit.

Nach dem externen Bau des Holms wurde dieser mit eingedicktem Harz in die Schale eingeklebt. Hier der eingeklebte Holm in der Oberschale eines Außenflügels.

Die gleiche Prozedur im Mittelstück. Zusätzlich sieht man hier das eingekleben des hinteren Stegs mit einem Brett als Vorrichtung.

Der letzte Aufwendige Schritt vor dem Verkleben war das Einpassen der ebenfalls aus Sperrholz hergestellten Rippen. Diese sollen die Kräfte der Querkraftbolzen aufnehmen.

Parallel zum Flügelbau mussten auch die Winglets gefertigt werden. Diese wurden ebenfalls in gefrästen Negativformen hergestellt. Allerdings nicht so aufwendig, nur mit einer tragenden Schale mit nur einem Steg , ohne Holm oder Stützstoff.

Hier nun einer der beiden Außenflügel unmittelbar vor dem Verkleben. Zusätzlich sind hier noch die Bremsklappen und die Schläuche für die Druckabnehmer zu sehen, welche auch schon vor dem Verkleben eingesetzt werden mussten.

Das gleiche Bild vom Mittelstück, kurz vor dem endgültigen Verschließen der Schalen mit allen Einbauten.

In Flügelmitte wurden hier zusätzliche Rippen eingesetzt, welche die Kräfte vom Rumpf übertragen sollen.

Nach dem Öffnen der Formen mussten natürlich zuerst mal alle Bauteile zusammengelegt werden um die Größe des neuen Erprobungsmodells zu bewundern.

Hier nun der fertige Flieger!