Höhenleitwerk, Außenflügel

Baufortschritt nach dem Einlegen der Rumpfschale im Frühjahr 1996 bis zur Montage des Höhenleitwerks im Sommer 1998

Im April/Mai 1996 wurde der Rumpf der AK-8 in einer Bauaktion bei der Glaser-Dirks Flugzeugbau GmbH (jetzt DG-Flugzeugbau) in den Formen der DG-600 gefertigt. Die Schale hat die Belegung des Motorseglers, so dass wir einen ziemlich leichten Rumpf bekommen haben. In dem Zustand, den das obige Bild zeigt, haben wir ihn dann in unsere Werkstatt geholt. Einige Kleinigkeiten (wie die Lackierung und das Finish der Klebenähte) sind seitdem noch gemacht worden.
Da wir die Steuerung im Rumpf noch nicht auf die AK-8 angepasst haben, fehlen noch einige Einbauten (wie der Fahrwerkskasten). Die Konstruktion dieser Teile, der Flügelsteuerung, der Nachweis des Rumpfes (im Rahmen der Studienarbeit von Christoph Lenz) beschäftigen uns im Moment.

Ende November/Anfang Dezember wurde bei DG-Flugzeugbau der Haubenrahmen der AK-8 gebaut. Obwohl der Haubenrohling schon von Mecaplex geliefert wurde ist er noch nicht mit dem Rahmen verklebt worden, da der Rumpf (und mit ihm der Haubenrahmen) noch einmal mit den fehlenden Einbauten getempert werden muss. Dies ist mit bereits aufgeklebtem Haubenglas nicht möglich.

Zudem wird gerade am Urpositiv des Höhenleitwerks gebaut, welches man oben noch im „rohen“ Zustand sieht. Gezeigt ist der GFK-umhüllte Kern (rechts) ohne aufgetragenen Lack, dafür aber mit dem ROOFMATE-Block, (links und unter dem Kern) aus dem er mit dem Hitzdraht ausgeschnitten wurde. Auch der Anschluss des Höhenleitwerks und des Höhenruders an den Rumpf ist im Bau.

Mittlerweile ist es Februar und das Urpositiv des Höhenleitwerks ist fertiggestellt. Direkt im Anschluss wird mit dem Bau der Höhenleitwerksform begonnen.

Auch der Ansteckflügel, von dem zunächst einmal ein Teststück in Glasfaser gebaut wird, nähert sich langsam seiner Fertigstellung. Zusätzlich wird gerade am Seitenruder, dem Höhenleitwerk/Höhenruder und der Steuerung gebaut und konstruiert. Auch weitere Aluminiumsegmente der Tragflügelformen treffen jetzt immer wieder in der Werkstatt ein.

Die letzten Schaumsegmente sind gefräst. Auf Wunsch der Gießerei haben wir dabei von Roofmate auf Styropor umgestellt, welches sich direkt vergießen lässt. Wie man auf den Bilder sehen kann, verwandelte sich bei der Bearbeitung die Bokö langsam in eine Winterlandschaft. Insgesamt waren es hinterher ein Dutzend blaue Müllsäcke voll mit Styropor. Inzwischen sind von der Gießerei mehr als die Hälfte der Aluminiumsegmente gegossen worden, da jedoch leider der Antriebsmotor der Fräsmaschine zur Zeit defekt ist, ist davon bisher nur die Hälfte, das heißt insgesamt ein viertel – oder eine komplette Form – fertiggestellt.

Auch die Höhenleitwerksform macht Fortschritte. Die Unterseite ist fertiggestellt, aufgrund eines Missgeschicks beim Entformen der Klebeleiste musste jedoch die Formoberseite noch einmal nachlackiert werden. Seit Freitag (21.3.) ist jedoch alles zum Abformen der zweiten Formhälfte vorbereitet.

Das Musterstück des Außenflügels ist geschliffen und gefüllert worden. Nach nochmaligem Überlackieren sah es recht gut aus und diente uns auf der Aero’97 in Friedrichshafen als Ausstellungsstück. Nur gut, dass es kein Besucher des Idaflieg-Standes dort hochheben musste.

Die Formen des Höhenleitwerks sind mittlerweile fertig, auch die Wurzelrippen der (fliegenden) Ansteckflügel sind gebaut worden. Als weiteres Einbauteil sieht man oben die beiden Bremsklappenkästen, die in den letzten Wochen laminiert wurden und in denen bereits die Hebel und Bleche montiert sind.

Im Moment tut sich in der Werkstatt leider recht wenig, denn die Akaflieg hat schon seit einigen Wochen die Handwerker im Haus, die die gesamten Heizkörper austauschen und den Dachboden isolieren — und dafür sorgen, das jede Ecke in der Werkstatt mit irgendwelchem Gerät zugestellt ist. Da sieht es dann so aus wie auf dem rechten Bild. Wobei das schon nicht mehr den schlimmsten Zustand zeigt.

Aber schließlich war das überstanden und es ging mit dem Bau der Außenflügel weiter:

Die Bilder oben zeigen den Bau der 1,5m langen Ansteckflügel der AK-8 vom Einlegen des Außenlaminates mit dem Stützschaum bis zum Einkleben der Einbauten und der Wurzelrippen. Die Flügelschalen sind fertig, die Holmgurte konnten freundlicherweise bei DG-Flugzeugbau gezogen werden, wie die Stege aufgebaut wurden zeigt das Bild unten links. Im rechten Außenflügel sind die Wurzelrippen mit den in ihnen befestigten Querkraftbuchsen, sowie die Buchse für den Holmstummelbolzen mit Hilfe einer Vorrichtung eingeklebt, der linke Flügel ist soweit vorbereitet, das dies als nächstes erfolgen kann. Sobald die Ruderlager für das Außenquerruder gesetzt sind können beide Außenflügel verklebt werden. Das kommt jedoch erst im neuen Jahr.

Zu Anfang des Jahres konnten beide Außenflügel verklebt, entformt und getempert werden. Das Aussägen der Querruder hat bis jetzt noch nicht stattgefunden und auch beschäumt sind die beiden Flügel noch nicht. Die Lager des Ruders und den hinteren Querkraftbolzen kann man auf der Detailaufnahme sehr gut erkennen.

 

Nachdem die Formen der Außenflügel weggeräumt werden konnten, wurde an der Querruder- und Bremsklappen-Steuerung im Rumpf gearbeitet. Die Bilder oben zeigen einen Blick in den Rumpf mit den beiden Lagerböcken der Antriebswellen und dann eine Probemontage der beiden Lager, beider Wellen und der auf ihnen befestigten An- und Abtriebshebel.

Parallel dazu begann der Bau des Höhenleitwerks, von dem einzelne Einbauteile schon im vergangenen Jahr gefertigt wurden. Zunächst ist die Oberschale des Leitwerks mit Außenlaminat, Stützschaum und Innenlaminat eingelegt worden, anschließend folgte das Außenlaminat der Unterschale. Die Schäume fehlen hier noch, da vorher die Verriegelung des Leitwerks am Rumpf eingebaut werden muss.

Schäume, Innenlaminat und der T-Beschlag für den Anschluss des Leitwerkes an den Rumpf sind in die Unterschale des Höhenleitwerks eingebaut. Auch die Verriegelung (ganz vorn in der Flügelnase) ist bereits eingeklebt. Der Hauptsteg und der Abschlusssteg, wobei in letzteren noch die Ruderlager eingebaut werden müssen, sind ebenfalls vorhanden, allerdings noch nicht belegt.

Das Höhenleitwerk ist entformt und bereits an den Rumpf angepasst, wie man den obigen Bildern entnehmen kann. Absägen des Ruders, Anformen einer Rudernase und Verputzen der Leitwerksnase sind die Schritte, die bis zur Fertigstellung noch fehlen, während die Lackoberfläche schon sehr gut aus der Form gekommen ist, wie man an den Spiegelungen in der Oberfläche sehen kann.

Der Flügel-Rumpf-Übergang der AK-8 liegt mittlerweile auch im wesentlichen fest, so dass auch die Holmstummelformen in Schaum gefräst werden konnten. Die sind mittlerweile bei der Gießerei MGM in Mannheim und nach deren Rückkehr als Alurohlinge kann die Flügelform komplettiert werden.
Am Höhenleitwerk ist das Ruder abgetrennt, die Rudernase angeformt und verputzt worden, die Anlenkung Rumpfseitig ist endgültig eingebaut, die Höhensteuerung somit funktionsfähig.

Lediglich das Finish fehlt dem Leitwerk noch. Das Seitenruder ist mittlerweile angepasst und gängig, auch an diesem Bauteil fehlt nur noch das endgültige Finish.

Bei den Flügelformen der AK-8 sind alle großen Aluminiumssegmente fertig gefräst, die meisten auch bereits bei AHC-Oberflächentechnik mit einer Verschleißschutzschicht beschichtet worden.
Die letzten Teile sind gegossen und können in der kommenden Woche bei der Gießerei abgeholt werden. Bis Ende Januar dürften die Formen somit komplettiert sein. Zur Zeit werden die Segmente angepasst und noch einige Befestigungspunkte angeschweißt, wie die Bilder zeigen.

Bau des Rumpfes

Diese Seite dokumentiert den Bau des AK-8 Rumpfes bei der Glaser-Dirks Flugzeugbau GmbH in Bruchsal-Untergrombach. Dankenswerterweise durften wir dort die Rumpfformen der DG-600 für den Bau des AK-8 Rumpfes benutzen.

Ab dem 9.4.96 ging es los mit dem Rumpfbau der AK-8!

9.4.96 Ein Haufen Einzelteile (GFK-Einbauteile, Steuerstangen, Beschläge usw.) liegen in der Werkstatt und warten auf ihren Einbau.

11.4.96 Die letzten drei Tage hat sich einiges getan. Die noch fehlenden Teile (Fahrwerkskasten, Sauerstofflaschenaufnahme etc.) wurden geharzt, und „eigentlich“ könnte morgen die erste Rumpfhälfte eingelegt werden. Wie man sieht ist die Form eingetrennt und abgeklebt. Der Flügel-Rumpf- Übergang der DG-800 (den wir ja nicht übernehmen können) ist mit Schaum und dem grünen Plastilin, das man auf dem Bild sieht, ausgefüllt. Für die Fahrwerksklappenausschnitte kleben entsprechende Dummies in der Form.

Auf der Form liegt die Vorrichtung, auf der alle Einbauten im Seitenruder vormontiert werden. Sämtliche Einbauteile können dann bereits beim Einlegen der Rumpfschale mit eingeklebt werden.

12.4.96 Heute wurde das Seitenruder eingelegt und die Rückenlehne gebaut. Dabei waren die Angestellten von DG außerordentlich hilfsbereit.

Auch die kompletten Seitenrudereinbauten sind bereit zum Einkleben in die Schale.

 

15.4.96 Die erste Rumpfhälfte ist eingelegt!

 

16.4.96 Auch die zweite Schalenhälfte wurde heute geschafft

17.4.96 Das Fahrwerk wurde vormontiert und die kompletten Seitenleitwerkseinbauten eingeklebt. Auch die Beulspanten sind zum Einbau vorbereitet.

 

19.4.96 Die Höhensteuerung bis zum Fahrwerkskasten, Druckabnahmen, Antenne etc. und die Beulspanten im Rumpf sind eingebaut. Außerdem wurde das vordere Querkraftrohr mit Rovings eingesetzt, Fahrwerksklappen gebaut und das Seitenruder verklebt. Weil die (Glas-)Seitenruder von DG so viel leichter sind als das (Aramid-)Ruder der AK-5b (sie wiegen in der Version für die Motorsegler ca. ein Drittel) und (bis auf den unteren Beschlag) ziemlich gut passen, bekommt die AK-5b kurz vor dem Erstflug auch noch ein neues Seitenruder.

Bis auf wenige Restarbeiten ist der Rumpf damit zum zusammenkleben fertig. Die Querruder- und Bremsklappensteuerung, die normalerweise bei DG vor dem Verkleben eingebaut wird, kommt in unserem Falle nicht in den Rumpf, da die Anpassungen an die AK-8 (Position der Anschlüsse, keine Wölbklappen) in der Kürze der Zeit nicht durchgeführt werden konnten.

Aus dem gleichen Grunde fehlt das hintere Querkraftrohr. Um alle diese Einbauten nachträglich vornehmen zu können, ohne in Platznot zu geraten, wurde kurzfristig beschlossen, auch das Fahrwerk samt Fahrwerkskasten und den hinteren Cockpitabschluß – obwohl an ihnen nichts geändert wird – ebenfalls nicht einzubauen.
22.4.96 Die Firma Glaser-Dirks Flugzeugbau GmbH ist in Konkurs gegangen. Oder genauer: Der Konkurs wurde mangels Masse abgelehnt und alles Eigentum der Firma ging damit an die Bank als Hauptgläubiger. Die sichtet jetzt das Inventar und läßt leider zur Zeit niemanden in die Werkshallen. Das Ende des AK-8-Rumpfbaus ist daher vorläufig um einige Tage verschoben.

8.5.96 Heute wurde der Rumpf zum verkleben vorbereitet.

9.5.96 Es hat geklappt! Der Rumpf der AK-8 ist zu und es hat alles hervorragend gepasst.

Nebenbei wurde heute noch eine Sitzschale und die Seitenverkleidung gebaut.

10.5.96 Die Fußwanne mit Hand- und Fußsteuer und den (vorderen) statischen Druckabnahmen ist zum Einbau vorbereitet. Am Montag wird diese und die Lagerungen für Bremsklappen, Steuerung und Trimmung an der Seitenwand eingeharzt, so dass am Dienstag entformt und getempert werden kann.

14.5.96 Die vordere Steuerung wurde gestern noch eingebaut und somit konnte der Rumpf heute entformt werden. Im Moment steht er also gerade in der Temperkabine.

Wie man auf dem zweiten Bild erkennen kann wiegt er zudem nur ca. 44kg. Auch wenn noch einige Einbauten fehlen ist das ein sehr guter Wert. Die grüne Farbe im Bild stammt von der Knete, mit der Flügel-Rumpf-Übergang der DG-800 Form ausgefüllt war. Den auf unseren Flügel abgestimmten Übergang werden wir nachträglich anformen müssen.

15.5.96 Der Rumpf steht in der Werkstatt in der Spritzkabine.

Forschung & Technik

Segelflugzeugprojekt AK-8

Bei der AK-8 wurden das Tragflügelprofil (DK-95103) von unserem Mitglied Dieter Kleinschmidt mit dem Profilrechenprogramm von Prof. Richard Eppler/Dan Somers neu entwickelt. Um möglichst sicherzugehen, dass die im Rechner ermittelten Leistungen und Eigenschaften auch erreicht werden, hat die Akaflieg ein Profilmodell gebaut, welches das Institut für Aero- und Gasdynamik der Universität Stuttgart freundlicherweise für uns in seinem Laminarwindkanal vermessen hat. Die Ergebnisse entsprachen sehr gut den errechneten Werten.

Konstruiert wird die AK-8 in dem 3D-CAD-System EMS der Firma Intergraph. Damit lässt sich mit einem einzigen Modell die komplette Entwurfsbandbreite eines Segelflugzeuges abdecken. Von der Steuerung, über die grundlegende Geometrie, bis zu einer Finiten-Element-Analyse der Faserverbundstruktur.
Dies geschah zum Beispiel im vergangenen Sommer im Rahmen einer Studienarbeit, wobei die eigentlichen Berechnungen mit dem FEM-Programm ANSYS auf dem Parallelrechner IBM RS/6000 SP des Rechenzentrums der Universität durchgeführt wurden. EMS (genauer I/FEM) diente dabei zur Generierung der Rechennetze direkt aus den Geometriedaten des AK-8-Modells und zu Darstellung der Ergebnisse. Wie das Ergebnis aussieht, zeigen die nebenstehenden Bilder:

Die beiden Bilder sind verkleinerte Darstellungen eines normalen EMS-Arbeitsbildschirmes auf unserem CAD-Rechner, einer Silicon Graphics INDY. Wen die Orginalansichten interessieren, der findet hinter den Miniaturansichten die original großen (1280 x 1024 Punkte groß!) Screenshots.

Bei der Studienarbeit von Matthias Elbe, der sich mit dem Flügel-Rumpf-Übergang der AK-8 befasst, sind erste Ergebnisse vorhanden. Die Rechnungen werden ausgeführt am Institut für Strömungsmechanik des DLR (Prof. Sobieczky) in Göttingen.