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!