TECHNIK

Anspruchsvolles Projekt

Der "L26AR"-Brettnurflügel im Eigenbau


Der fast vier Meter große Nurflügel begeistert schon rein optisch durch seine geschwungene Flügelform

Das Konzept "Buntes Huhn" aus der FMT 1/97 war für mich der Start einer langen Reise: Die Silhouette dieses Nurflüglers faszinierte mich, ich bestellte die Baupläne und war fest entschlossen das Modell zu bauen. Ich bin aber Perfektionist und konnte mich mit der beschriebenen Bauweise nicht anfreunden. Die Randbogen-Konstruktion war mir zu umständlich und zu filigran. Ich brach das Vorhaben ab, legte eine Denkpause ein und verfolgte die Idee eine modifizierte Version zu konstruieren und vor allem zu bauen: Größer und modifiziert sollte der Flieger werden, die Flächengeometrie und die statische Auslegung habe ich leicht geändert, es soll ein reiner Trapezflügel werden. Und da-mit ich das Spreiz-Leitwerk nicht realisieren muss, habe ich beschlossen vier Klappen mit Flächenservos umzusetzen. Somit kann ich eine Butterflystellung der Ruder als Landehilfe programmieren.

Da ich ein leidenschaftlicher Holzbauer bin, musste es eine Rippenfläche werden. Laut Grundriss reden wir von je 38 Rippen. Bei Internet-Recherchen stieß ich auf die kleine Firma Fräs-Fritz und bestellte dort einen CNC-Rippensatz mit dem Profil "CJ-3406". Firmenchef Friedrich Schmitt fragte mich, ob dies mein Ernst sei, denn das Profil sei extrem langsam und auf keinen Fall mehr "state of the art". Er empfahl mir ein "EMX-07" zu verwenden - theoretisch ein brauchbares Allround-Profil. Da ich von Nurflügelprofilen kaum Ahnung hatte, bestellte ich eben genau dieses Profil - eine prompte Lieferung folgte.

Die nächste Herausforderung waren die konischen Hauptholme. Ich konsultierte einen Tischler: Da es sich um eine geschwungene Tragfläche handelt, bedeutete dies, dass alle Holme gebogen werden müssen. Dies war der Grund für die Wahl von Eibenholz für die Hauptholme. Die restlichen Hol-me bestehen aus handelsüblichen Kieferleisten. Alle Holme wurden entsprechend der notwendigen Biegung (positiv und negativ) in einer Form gebogen: zwei Tage in die Badewanne, dann einspannen und eine Woche trocknen.

Wie bereits erwähnt wollte ich maximale Profiltreue und keinen Verzug, sowohl um die X- als auch um die Y-Achse. Daher brauchte ich eine perfekte Helling. Die eigentliche Sperrholzhelling ließ ich mir wiederum von meinem Tischler anfertigen. Sie musste aber eine Negativform, analog dem Profil aufweisen. Die Lösung für meinen Anspruch war ein Styropornegativ. Schnell einen Plan an Fräs-Fritz und auf die Lieferung warten. Diese Auflage erwies sich in weiterer Folge als eine sehr praktische Lösung, der Aufbau der Rippenkonstruktion war in wenigen Tagen erledigt. Die Holmverkastung dagegen nahm mehrere Tage in Anspruch, aufgrund der Biegung gleicht kein Teil einem anderen. Die Messing-Hülsen für die Federstahl-Flächenverbindung wurden entsprechend eingebaut und mit Sperrholz verstärkt.

Voller Elan ging es an das Beplanken mit Balsa. Die geraden Teile der Tragfläche waren nicht das Problem, die gekrümmten dagegen eine weitere Herausforderung. Einfach nur zuschneiden und aufkleben funktionierte nicht. Es war notwendig in Streifen zu beplanken, für jeden Streifen eine Schablone. Viel Geduld war dabei gefragt, der Flügel sollte ja transparent bespannt werden. Spalten oder Stoßstellen konnte ich mit meinem Gewissen nicht vereinen. Auch musste bei jedem Arbeitsschritt die Helling umgebaut werden, positiv und negativ. Nach unzähligen Nachtschichten war es dann endlich soweit: Die Tragfläche inklusive Wing- lets war fertig beplankt. Die Nasenleiste besteht aus verleimten Balsastreifen und wurde nass-in-nass in der Helling aufgebaut. Nach dem Aufkleben wurde sie noch mit eigens angefertigten Schablonen verschliffen. Die Dimensionen waren sehr imposant und aus meiner Sicht gut gelungen.

In der Zwischenzeit wurde ich Vater und zog außerdem auch noch um - das führte zu Verzögerungen und wenig Baufortschritt. So kam es zu ei-nem folgenschweren Entschluss: Der Rumpf sollte nicht wie ursprünglich geplant in Holz, sondern aus GFK aufgebaut werden. Also wurde eine Positivform aus einer Holz-Rippen-Konstruktion (Seitenruderprofil: "NACA-06") mit Balsa beplankt auf- gebaut. Das Ergebnis musste perfekt werden, also schleifen, füllern, wieder schleifen und wieder füllern. Zwei Monate lang habe ich diese Reihenfolge wiederholt. Doch am Ende war das Ergebnis ansprechend. Leider erwies sich die Oberflächenbehandlung meiner Positivform als suboptimal. Beim Abformen hatte ich große Probleme, teilweise erwies sich die Trennschicht als zu dünn aufgetragen. Die eigentliche Negativform war dann nach entsprechender Nachbereitung brauchbar, die Urform jedoch völlig zerstört.

Beim Laminieren des Rumpfes kam es dann zu keinen gröberen Komplikationen, das Ergebnis konnte sich sehen lassen, nur das Seitenruder war zu labil. Daher musste ich mit zusätzlichen Rippen nachbessern - leider. Denn dieses zusätzliche Gewicht stellte mich in weiterer Folge vor gewisse Schwerpunktprobleme. Die Kabinenhaube war dann die nächste Herausforderung, das Endergebnis unterscheidet sich nicht von einem professionell gebauten Rumpf. Die Steckungsrohre für die Federstahl-Flächenverbinder wollte ich ursprünglich in Aluminium realisieren. In letzter Instanz baute ich diese aber aus einem CFK-Sandwich. Der Einbau erwies sich wegen sehr begrenzter Platzverhältnisse als Geduldsspiel. Ein Tausch der Feder-stähle musste möglich sein. Daher sind diese in der Flächensteckung verschraubt. Die Rahmen für die Kabinenhaube und auch den Servo-Schacht (Seitenruder) habe ich ebenfalls in der Negativ-Form laminiert und nachträglich eingebaut. Jede Maßnahme eine individuelle Herausforderung! Für ein ansprechendes Finish habe ich zu guter Letzt einen Autolackierer beauftragt. Das Ergebnis war sensationell. Eigentlich müsste man den fertigen Rumpf ein weiteres Mal abformen - erst jetzt entsprach er meinen Ansprüchen.

So, nun zum Finish der Tragflächen. Für maximale Profiltreue habe ich die Ruder während der Bauphase nicht berücksichtigt, also noch nicht ausgeschnitten. Dies war nun der nächste Schritt, der mir Kopfzerbrechen bereitete: Ursprünglich wollte ich sie mit einer Mikro-Kreissäge ausschneiden. Aufgrund der zu geringen Schnitt-Tiefe habe ich dieses Vorhaben wieder verworfen. Ich beschloss dies mit dem Stanley-Messer zu lösen. Doch das Ergebnis entsprach so gar nicht meinen Vorstellungen und ich musste mit einer Verkastung nacharbeiten. Damit war die Tragfläche endlich bereit zum Bespannen. Zehn Meter Folie und die Tragfläche war nach vier Tagen bespannt. Auch hier kam es zu gewissen Herausforderungen aufgrund der geschwungenen Flächen und der Winglets.

In der Zwischenzeit stellte sich für mich die Frage nach einem konkreten Schwerpunkt. Eine "Über-den-Daumen-Berechnung" war mir zu riskant. Die geschwungene Fläche ließ mich vermuten, dass eine Standard-Berechnung nicht funktio- nieren wird. Zum Glück gibt es Internet-Foren mit hilfsbereiten Menschen. Die Dimensionierung meiner Seitenflosse führte zu den ersten Bedenken. Der Ruderhebel sei grenzwertig, hieß es, und ich wäre gut beraten, wenn ich das Seitenruder erheblich vergrößern würde. Also habe ich ein neues, erheblich größeres Seitenruder gebaut. Die geschwun- gene Fläche, beziehungsweise der Schwerpunkt stellte die Jungs trotzdem vor eine Herausforderung. Community-Spezialisten unterteilten den Flügel in Segmente und simulierten somit die geschwun- gene Fläche. Ihr Ergebnis: 88 Millimeter von der Nasenleiste nach hinten. Dies war ab sofort mein Bezugspunkt und zudem - wie sich im Praxistest herausstellte - eine gutes Maß. Bei dieser Gelegenheit möchte ich mich bei der RC-Network-Community für die Unterstützung bedanken.

Erste Schwerpunkt-Überprüfungen in zusammengebauten Zustand bestätigten meinen Verdacht. Aufgrund der Tragflächengeometrie und dem zusätzlichen Gewicht im Seitenruder war erheblich mehr Gewicht in der Rumpfnase notwendig. Unter diesen Umständen beschloss ich, das Modell gleich mit Elektroantrieb auszurüsten. Das zusätzliche Gewicht des Akkus konnte ich gut gebrauchen. Meine Entscheidung fiel auf einen Hacker-Motor "B40-11L" mit Getriebe 4,4:1, einen "Jeti Master Basic 55 SB"-Regler und 3s-LiPo mit 3,6 Amperestunden. Damit keine zusätzlichen Kühlschlitze erforderlich wurden, bestellte ich einen Turbo-Spin- ner von Freudenthaler mit Klapp-Luftschraube 16x 10 Zoll von Aeronaut. Einen geeigneten CFK-Motorspant bestellte ich bei CNC-extra. Damit eine Anpassung des Schwerpunktes möglich wurde, ha-be ich alle Komponenten inklusive Empfänger und Variometer auf einer maßgefertigten Rutsche deponiert. Zu guter Letzt waren nur noch zusätzlich 80 Gramm Blei notwendig. Mit dieser Konfiguration erreichte ich auf einer speziell dafür gebauten Wip-pe den berechneten Schwerpunkt auf den Millimeter genau. Bei derart viel Aufwand darf man nichts dem Zufall überlassen.

Dann kam der Tag des Erstfluges: Da der Rumpf sehr aerodynamisch ausgelegt ist, hatte ich auf der Rumpfunterseite hinter der Tragflächensteckung eine Öffnung eingebracht, die mir als Zugang zum Spannschloss der Flächenverbindung diente. Diese Öffnung erwies sich als sehr hilfreich beim Werfen des Fliegers. Jedoch blieb ich beim ersten Gleitversuch mit meinem Zeigfinger hängen, was eine unsanfte Landung zur Folge hatte. Es waren die Seitenruderscharniere gebrochen und das Seitenruder-Servo lädiert. Die Reparatur erwies sich als mühsam. Das von mir verwendete Servo war offensichtlich ausverkauft und nur noch aus Übersee lieferbar. Scharniere, dieses Mal in Aluminium-Ausführ- ung, leider mit sehr langer Lieferzeit behaftet. Der Ausbau der übrigen Scharniere war eine Herausforderung - diese habe ich offensichtlich zu gut montiert. Aber ich habe es geschafft!

Für den zweiten Versuch ging ich an einen Hang mit leichtem Gefälle. An dem hatten wir schon vor 25 Jahren unsere ersten Flugversuche gestartet. Mit Motorkraft ging es los, ausreichend Power für einen entsprechenden Steigflug. Meine Anspannung war groß, denn ich wollte meine Konstruktion nicht schon beim ersten Flug zerstören. Erleichterung stellte sich ein, als das Modell in 30 Metern Höhe in einen stabilen Gleitflug überging und gleich sehr gute Flugeigenschaften zeigte. Trotz eines großen Motorsturzes zog der Nurflügel aber mit Motorleistung extrem in die Höhe. Dieses Problem wurde mittlerweile durch die Mischung von Gas und Tie-fe behoben. Auch erwies sich der Schwerpunkt als grundsätzlich richtig, nur 30 Gramm Trimmblei habe ich noch entfernt.

Mehrere Flüge folgten. Die Steuerung im Segelflug erfolgt beinahe ausschließlich mit dem Seitenruder. Die Zugabe von Höhenruder ist nicht not- wendig. Einmal in die Kurve gelegt, kreist der Nurflügel ohne Probleme. Um den Wirkungsgrad des Höhenruders und auch des Querruders zu erhöhen, habe ich mittlerweile beide Klappen auf jeder Seite dazu gemischt. Nach wie vor besteht ein Problem in der Startphase, also starte ich mit Motorunterstützung. Es ist es notwendig mit Halbgas zu starten und erst nach Beschleunigung mit we-nig Gas und gleichzeitigem Tiefenruderausschlag in einen stabilen Steigflug zu kommen. Hat das Modell seine Grundgeschwindigkeit erreicht, ist der Steigflug kein Problem mehr. Mindestens drei Grad zusätzlicher Motorsturz werden wohl nötig sein. Eine weitere Herausforderung ist die Landung: Ich habe es bis dato nicht geschafft eine Butterfly-Bremse zu programmieren. Durch den Bodeneffekt und die doch eher guten Gleiteigenschaften ist relativ viel Platz erforderlich. Aber auch dieses Problem werde ich noch lösen.

Mein Fazit: Dieser Nurflügel ist eine gelungene Konstruktion. Bis auf ein paar Kinderkrankheiten fliegt er meinen Erwartungen entsprechend. Die Kurvenflug-Eigenschaften sind hervorragend, einen negativen Wendemoment, wie von manchen befürchtet, kann ich nicht bestätigen. Einmal in der Luft ist der Nurflügler anfängertauglich. Als Nächstes werde ich einen modifizierten Rumpf mit entsprechend mehr Motorsturz abformen. Interessant wäre es sicherlich auch, die Flächen in GFK zu produzieren. Aber das ist eine andere Geschichte.Bernhard Stockinger

Fakten

Der "L26AR"-Brettnurflügel
Ein anspruchsvolles Eigenbauprojekt

Spannweite: 3.800 mm
Länge: 790 mm
Gewicht: 2.800 g
Flächeninhalt: 131 qdm
Flächenbelastung: 21,37 g/qdm
Streckung: 10,97


Um die Flügelform zu bekommen musste auch die Bauunterlage entsprechend geformt sein


Die Rippenbauweise war eigentlich herkömmliche Werkstattpraxis, das Beplanken dagegen ein Gedulds- und Schnippelspiel


Das Urmodell des Rumpfes entstand in Spantenbauweise und wurde voll beplankt


Der Rumpf kurz vorm Abformen, was er leider nicht überlebte


Irgendwann war dann auch der Rohbau des großen Nurflügels komplett


Selbstredend, dass ein solches Modell transparent bebügelt sein muss. Nur so kommt die Schönheit des Bauwerks zur Geltung


Ein wenig Stolz darf der Erbauer schon sein, auf sein Werk


Der Antriebsstrang auf einen Blick: Hacker-"B40-11L" mit Getriebe 4,4:1, "Jeti Master Basic 55 SB"-Regler und 3s-LiPo 3.600 mAh


Die Flugeigenschaften sind tadellos, die Steuerung im Segelflug erfolgt beinahe ausschließlich mit dem Seitenruder







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