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Baubericht Gammon plank

Die Artikelreihe von Peter Wick in der "Aufwind" (6/2003, 1/2004, 4/2004, 6/2004, 4/2005) hat mein Interesse geweckt, noch einmal einen Brettnurflügel zu konstruieren. Das Modell soll am Hang bei ordentlich Wind zum Einsatz kommen, bevorzugt an den steilen Dünen und Küsten Dänemarks und an einer Kiesgrube hierzulande. Es soll fest genug fürs Dynamic Soaring sein. Beim Entwurf habe ich mich mehr oder weniger an den Gammon plank von Peter Wick gehalten. Im Gegensatz zu meinem vorhergehenden Brettnurflügel DS'singDing V3, soll der neue eine teilbare Fläche in Balsa-Sandwich-Bauweise mit Ballastkammern bekommen. Und ein "richtiger" Rumpf zur Aufnahme von Empfänger und Empfängerakku soll es auch sein. Zunächst wurde eine Drei-Seiten-Ansicht angefertig. (Der Rumpf wurde später durch einen mit größerer Breite und Höhe ersetzt.)

Tragflächenbau

Wohin mit dem Holm?

Die Tragflächen bekommen das Profil PW51 von Peter Wick. Als Flächensteckung kommt ein 9 x 14 x 120 mm (B x H x L) CfK-Verbinder mit 4° V-Form und passende Verbindertaschen von EMC-Vega zum Einsatz. Der Holm sollte genau in der Dickenrücklage des Profils verlaufen. Aufgrund der geraden Nasenleiste ist diese jedoch nach vorne gepfeilt, sodass am Ende der Verbindertasche ein leichter Knick entsteht. Alternativ könnte der Holm in der Tiefe der Dickenrücklage an der Wurzel angeordnet werden und dann gerade, also parallel zur Nasenleiste verlaufen. Bei dieser Anordnung bekäme man für die äußeren Klappen ein 11 mm Servo kaum noch hinter den Holm in die Fläche, geschweige denn ließe sich am Servo eine innen liegende Anlenkung realisieren. Daher habe ich mich für die Variante mit Knick entschieden. Die möglichen Torsionskräfte sollen durch CfK-Verstärkungen aufgefangen werden. Die Holmberechnung erfolgte mit der Excel-Tabelle von Christian Baron, wobei eine Fluggeschwindigkeit von 72 m/s angenommen wurde, ein bisschen Reserve kann schließlich nicht schaden.

 

 

Balsa-Sandwich

Zunächst wird nur die Tragflächenoberseite beplankt. Zur Herstellung der Ruderleisten kommt ein C-Schlauch zur Anwendung, wie es bei Hartmut Siegmann auf aerodesign.de beschrieben ist. Dazu wird der entsprechende Teil aus dem Styroporkern herausgeschnitten und um die Dicke und Breite des verwendeten C-Schlauchs abgeschliffen. Die Styroporleiste wird mit Paketklebeband umklebt, später mit Trennwachs eingetrennt und dann wird der C-Schlauch (SC 1062 von EMC-Vega) übergezogen. Diese Leiste wird beim Beplanken der Oberseite nass-in-nass eingebaut. Nach dem Austrennen der Ruder entsteht dann ein Kohlefaser-U-Profil als Absperrung in der Fläche und im Ruder.

Doch zunächst wird der Endleistenstreifen durch "Gewebepflaster" (58 g/m2 Glasgewebe mit Doppelklebeband), wieder angebaut. Dabei dient die mit Paketklebeband umhüllte Leiste als Abstandhalter.

Der Aufbau der Balsa-Sandwich-Fläche geschieht wie folgt:

  • Balsa 1 mm
  • GfK 58 g/m2 komplett
  • GfK 105 g/m2 in der Endleiste
  • C-Roving-Gelege als Holmgurt (3 Lagen CRG50-8 von EMC-Vega, D=0,1 mm, L=800 mm B=50 auf 0 mm, entspricht 12 Rovings NF24)
  • CfK 93 g/m2 von Nasenleiste bis auf Holmsteg als D-Box
  • CfK 93 g/m2 Verstärkungen im Wurzelbereich und unter Servopositionen

 

  • GewebepflasterGewebepflaster
  • Anbau EndleisteAnbau Endleiste
  • CfK-SchlauchCfK-Schlauch
  • GewebelagenGewebelagen
  • Beplankung und GewebeBeplankung und Gewebe
  • Paket fertig für VakuumPaket fertig für Vakuum
  • Vakuum-SackVakuum-Sack
  • AbsaugungAbsaugung

Nach Zuschleifen der Flächenränder wird die Holmsteg-Position auf der Unterseite aufgezeichnet und der Styroporkern entsprechend ausgenommen. Dazu wird eine Oberfräse verwenden, die entlang eines Längsanschlags geführt wird. Der Fräser darf natürlich nur auf Sicherheitstiefe fahren, der Rest wird mit einer gebogenen Pfeile ausgenommen. Da das C-Gewebe für die D-Box bis über die Tiefe der Holmstegposition reicht, besteht keine Gefahr, die Rovings anzuschleifen. Als Holmsteg wird Balsa hochkant mit einer Breite von 12 auf 3 mm konisch zulaufend, mit C-Schlauch umschlossen, verwendet. Im Bereich der Nasenleiste wird der Styroporkern ausgefräst, um dort später 3 Rovings einzulegen.

Dann wird die Unterseite analog zur Oberseite beplankt. Um die Ballastrohre nicht zu verpressen, wir dabei ein passender Rundstab eingelegt. Anschließend kann die Fläche zugeschliffen werden. Die verwendeten C-Roving-Gelege der Holmstege tragen ca. 0,3–0,5 mm auf. Daher muss in diesem Bereich die Balsabeplankung entsprechend geschliffen werden. Das ist der Nachteil des Roving-Geleges bei Positvbauweise. Der Zuschliff des Nasenleistenbereichs wird durch Profilschablonen kontrolliert. Bei der Festigkeitsauslegung habe ich mich offensichtlich etwas verkalkuliert. Naja, sollte das Modell nicht so gut fliegen, kann ich immer noch eine Parkbank daraus machen... Jetzt werden die Flächen mit Abschlussrippen und Verdrehstiften versehen.

  • Einbauten FlächeEinbauten Fläche
  • Flächen-VerdrehstifteFlächen-Verdrehstifte
  • Flächen-VerdrehstifteFlächen-Verdrehstifte
  • Fertige FlächenverbindungFertige Flächenverbindung

  • HolmstegHolmsteg
  • Einbau HolmstegEinbau Holmsteg

Beschichtung

Macken und ähnliches werden mit Modellier Moltofill von Molto gespachtelt und die Tragflächen werden fein verschliffen. Nun folgt die GfK-Beschichtung nach Anleitung von suter-kunststoffe ag. Dabei wird mit 10–20 % Methanol verdünntes Epoxidharz und Gewebe mit 58 g/m2 verwendet. Nach dem Aushärten wird die Beschichtung vorsichtig geschliffen und dann mit Ahrweitex-Spachtel von Jansen mittels eines Japanspachtels abgezogen. Anschließend wird die Beschichtung nass geschliffen, grundiert, Poren mit NC-Kombi-Glättespachtel gespachtelt, mit Körnung 400 nochmals nass geschliffen und lackiert.

 
Gewichtszuwachs
 
beide Tragflächen
entspricht pro m2 Oberfläche
Beschichtung GfK 58g/m2:
102 g
152 g
Spachtel:
12 g
18 g
Grundierung:
23 g
34 g
Lackierung:
36 g
54 g
Gesamt:
173 g
257 g

Elevons

Die Ruder sollen mit Silikon auf der Flächenunterseite angeschlagen werden. Zur Austrennung der Ruder wird eine Oberfräse verwendet. Die Oberseite wir mit einem 2 mm Fräser unter Zugabe von 2 mm Rudertiefe aufgefräst, auf der Unterseite wird mit einem 1,5 mm Fräser gearbeitet. Die Einschnitte von der Endleiste her erfolgen mit einer Handsäge. Das mit Paketklebeband umklebte Kern kann leicht entfernt werden und es entsteht ein sauberes U-Profile.

  • Fräsen RuderFräsen Ruder
  • Fräsen RuderFräsen Ruder
  • Fräsen RuderFräsen Ruder
  • Fräsen RuderFräsen Ruder

Die Ruder werden mit Silikon (Elastosil E41) an der Unterseite angeschlagen, oben wird am Ruder eine Dichtlippe mit Epoxidharz mit Mikroballons angebracht. Dazu wird ein Streifen Tesafilm mit Überstand längs an der Ruderoberseite angebracht. Die überstehende Klebefläche wird vorsichtig mit Trennwachs behandelt und eingefärbtes und angedicktes Epoxidharz mit einer Spritze auf den Tesafilmstreifen aufgebracht und gleichmäßig dünn verteilt. Der Tesafilmstreifen muss jetzt vorsichtig in die Einlauflippe eingefädelt, die Ruder mit Ausschlag fixiert und das Ganze auf der Flächenoberseite zur Aushärtung gelagert werden.

  • Ruder-DichtlippeRuder-Dichtlippe
  • Ruder-DichtlippeRuder-Dichtlippe
  • Ruder-DichtlippeRuder-Dichtlippe
  • Ruder-DichtlippeRuder-Dichtlippe

Das große Seitenleitwerk

Bei der Form des Seitenleitwerks halte ich mich wieder an Peter Wicks Angaben. Da das Modell ehr in F3F-Manier als beim Combat zum Einsatz kommen soll, habe ich eine ungepfeilte Variante gewählt. Zur notwendigen Größe gibt es eine Formel von Thies, die wiederum in Wicks Artikel in der Aufwind steht (4/2004). Obwohl ich schon gemogelt habe, kommt mir das so berechnete Seitenleitwerk immer noch reichlich groß vor, aber kleiner machen kann man es immer noch. Das Seitenleitwerk hat einen Styroporkern mit dem Profil HT14, ist mit 1 mm Balsa beplankt und innen im Endleistenbereich mit Glasgewebe (58 g/m2) verstärkt. Anschließend wird es genau wie die Tragfläche mit einer GfK-Beschichtung versehen.

Rumpf in konventioneller Holzbauweise

Der Rumpf entsteht in klassischer Bauweise: 3 mm Balsa, Gurte aus Dreikantleisten, Sperrholzspanten. Die Form des Rumpfes ist sowohl in der der Draufsicht als auch in der Seitenansicht eine Mischung aus den Profilen NACA 0009 und HT14.

Der Rumpf ist innen komplett mit Carbongewebe ausgekleidet. Zusätzlich ist der sehr dünne Leitwerksträger und die Rumpföffnung unter der Fläche mit C-Rovings verstärkt. Wie sich später zeigen sollte, ist der Rumpf hier zu dünn. Bei der ersten Reparatur wurde dieser Bereich mit Kevlar-Rovings und -Gewebe verstärkt. Zur Flächenverschraubung werden Sperrholzbrettchen mit Gewindebuchsen eingesetzt und alles mit Cabongewebe verstärkt. Für den Bungee-Start wird auf der Rumpfunterseite direkt hinter dem vorderen Spant eine Messingröhrchen leicht schräg nach hinten eingeharzt, das später zur Aufnahme eines Stahlstiftes dient. Das Seitenleitwerk sitzt auf einem Balsa-Sperrholz-Schaft, der gleichzeitig den Hecksporn bildet. Abschließend wird der Rumpf außen mit zwei Lagen Glasgewebe (58 g/m2) beschichtet, gespachtelt, verschliffen und lackiert.

  • Rumpf RohbauRumpf Rohbau
  • Rumpf FlächenverschraubungRumpf Flächenverschraubung
  • Rumpf beschichtetRumpf beschichtet
  • Rumpf fertigRumpf fertig

Inzwischen wurde ein neuer Rumpf mit etwas größerem Querschnitt, höher liegender Flächenauflage und, um etwas Blei zu sparen, einer etwas längeren Nase erstellt. Um einen 2,4 GHz Empfänger verwenden zu können, wurde kein Carbongewebe eingesetzt. Als Seitenleitwerk kommt ein halbes T-Höhenleitwerk der Corona zum Einsatz.

  • Rumpf RohbauRumpf Rohbau
  • Rumpf FlächenverschraubungRumpf Flächenverschraubung

RC-Einbau und Einstellungen

Die vier Ruder werden innenliegend "quer" angelenkt, wobei die Servohebel der äußeren Ruder mit der Oberfläche der Tragflächenunterseite abschließen. Die Servokabel werden auf je einen MPX-Stecker gelötet. Wie weiter oben zu sehen ist, wurde die Empfängerantenne ebenfalls in einer Tragfläche verlegt. Sie wird auch über den MPX-Stecker mit dem Rumpf verbunden. Die vier Servos und die Empfängerantenne werden über MPX-Buchsen beim Aufsetzen der Tragfläche auf den Rumpf verbunden. Die Ruderwege sind unten aufgeführt. Der Schwerpunkt wird zunächst auf 42 mm eingestellt, was einem Stabilitätsmaß von ca. 4,8 % entspricht.

Flug!

Der Erstflug fand an einer Kiesgrube bei mäßigem Wind statt. Dabei waren die Wenden ziemlich heikel, weil sich das Brett deutlich in die Kurve zog. Bei deutlich besseren Bedingungen wurde zunächst der Höhenruderweg noch um einige Prozente reduziert, weil der Flug sonst einem Rodeo glich. Wehe man macht das Brett zu langsam, vor allem nicht mit dem Wind... Nach einer Reparatur an Heck und Seitenruder wurde dann klar, dass ein zu weit hinten liegender Schwerpunkt gefährlich ist: der nächste Flug war ein Wechselbad aus Sturzflug und Stall und endete glücklicherweise glimpflich. Schnell etwas mehr Blei in die Nase und siehe da, jetzt wird der Flieger beherrschbar.

Ausgiebig konnte ich den Gammon plank in Hanstholm testen. Bei guten Bedingung an der Steilkante wird er richtig schnell. Bei den Wenden muss man sich schon etwas konzentrieren, richtig geflogen wird die Fahrt aber selbst in engen Wenden super mitgenommen. In Turns sollte man nicht zu langsam werden und aufpassen, dass man nicht hinter die Hangkante gerät, da der Gammon bei zu geringer Fahrt recht lange braucht, bis er sich ausgetaumelt hat und wieder ausreichend Strömung anliegt. Bei ca. 6-7 Bft. konnte ich problemlos das Gewicht mittels Ballast auf über 1800 g erhöhen.

Aufgrund der hohen Flächenbelastung (auch ohne Ballast) und der damit verbundenen hohen Grundgeschwindigkeit sind die Landungen nicht ganz einfach. Es hilft jedoch, wenn man die Querruder ca. 1 mm nach oben fährt. Dann wird das Modell langsamer und bleibt um die Hochachse recht stabil. Eine gute Butterfly-Stellung, die auch bei unterschiedlichen Fluggeschwindigkeiten ein stabiles bzw. neutrales Flugverhalten zulässt, habe ich noch nicht gefunden.

Dieses Video ist 2008 am Hafen in Hanstholm bei ca. 5–6 Bft. entstanden. Aufgrund der vorgelagerten Kieshaufen, Container etc. wird es dort jedoch bei dieser Windstärke zunehmend turbulent. Dieses Video wurde 2009 in Hanstholm am NO-Hang aufgenommen.

Technische Daten

Spannweite: 1860 mm
Profil: PW51
Tiefen: 240/150/90 mm
Flächeninhalt: 33,6 dm2
Schwerpunkt: 42 mm
Gewicht: 1525 g (zusätzl. 520 g)
Flächenbelastung: ca. 45 g/dm2

Ruderwege

FunktionElevon iElevon a
Höhenruder o/u:6/4 mm6/4 mm
Querruder o/u:0/0 mm10/10 mm
Querruder Akro o/u:5/5 mm10/10 mm

RC-Komponenten

Elevons:
Futaba S3150 digital
Empfänger: Futaba R-6106 HF
Empfänger-Akku: 4 x Sanyo Eneloop Mignon AA