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Flächenbau
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Von Frank Wadle

Hallo Freunde des gefesselten Modellflugs!

Ich wurde von Claudia Kehnen gebeten, einen Artikel über den Bau einer Tragfläche zu verfassen, und da ich noch nie einer Frau einen Wunsch ausschlagen konnte, habe ich im Nachfolgenden versucht, eine Art „Bauanleitung“ zu schreiben.

Vorab möchte ich jedoch ein paar allgemeine Worte zu diesem Artikel loswerden.

Die nachfolgend beschriebene Bauweise ist nicht Resultat einer langen Entwicklung. Genau genommen bin ich selbst noch Anfänger was den Bau großer Kunstflugmaschinen angeht. Vielmehr resultiert diese Bauweise auf dem Studium unzähliger Pläne sowie Erfahrungen, welche ich in Gesprächen mit anderen Modellbauern sammeln konnte.

Daher erhebe ich nicht den Anspruch, hier die ultimative Lösung zu präsentieren.

Viele Wege führen nach Rom! Und es gibt viele Möglichkeiten, eine Tragfläche zu bauen. Hier beschreibe ich meine Methode.

So, da das nun geklärt wäre, legen wir endlich los.

1. Vorbereitungen

Als Bauunterlage habe ich mir eine Küchenarbeitsplatte aus dem Baumarkt besorgt, welche ich der Einfachheit halber, auf zwei Holzböcke gelegt habe. Bei der Arbeitsplatte sollte man auf Ebenheit und Verzugsfreiheit achten, denn auf einer krummen Unterlage kann man keine geraden Flieger Bauen.

Auf diese Arbeitsplatte habe ich noch eine Glasscheibe gelegt. Diese hat die Aufgabe, eine Pflegeleichte Oberfläche zur Verfügung zu stellen, auf welcher man Klebstoffreste nach dem Aushärten leicht entfernen kann.

Zudem lassen sich Bauteile auf einer Glasscheibe einfach mittels einem Tropfen Sekundenkleber „Anheften“ und durch einen Ruck spurlos entfernen.

2. Behelfsheling

Zuerst habe ich die Nasenleiste und die Endleiste geschäftet. Dafür habe ich mit Balsaholzleisten gesucht, welche wenigstens in einer Richtung gerade sind. Das Ziel ist es, dass die Nasen- und Endleiste in der Draufsicht auf die Fläche gerade sind. In der Frontansicht spielt die Geradheit kaum eine Rolle.

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Dann habe ich die Leisten mittels kleiner Balsaklötze und Sekundenkleber über der Glasscheibe positioniert. Dabei ist unbedingt darauf zu achten, das die Leisten nicht unter Spannung appliziert werden, d. h. So krumm wie sie sind, sollen sie auch bleiben!

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Nun habe ich mir einen Parallelanreiser gebastelt, mit dessen Hilfe ich eine Linie in ca. 3,5 cm Höhe sowohl innen als auch außen auf die Nasen- und Endleiste gezeichnet habe. Diese Linien sollten nun theoretisch schnurgerade in allen Betrachtungsrichtungen sein. In der Draufsicht, da die „Zeichenunterlage”, also die Leiste, in dieser Richtung gerade ist. Und in der Frontansicht, da die Linien parallel zur Bauunterlage sind.

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3. Herstellen der Rippen

Ich habe mich bei diesem Modell dazu entschlossen, die Rippen auf einer CNC-Fräse herzustellen. Dazu bedarf es im Vorfeld natürlich einiger Vorarbeit am PC. Doch die Vorzüge haben mich überzeugt:

  • 1. Die Rippen sind reproduzierbar.
       D.h. Das nächste Modell hat das exakt gleiche Tragflügelprofil.
  • 2. Die Rippen sind exakt symmetrisch.
  • 3. Erleichterungen der Rippen können direkt eingebracht werden.
  • 4. Die Rippenabstände müssen nicht zwangsläufig konstant sein.
       (z.B. Rippenabstand von der Wurzel- zur Endrippe quadratisch wachsend)

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Alle Rippen der Tragfläche zusammen wiegen übrigens nur 26g und sind aus 2 mm C-Grain Balsaholz (Mittelrippe 6 mm).

Natürlich kann man die Rippen auch in konventionellen Blockverfahren herstellen, aber ich bin ein Technikfreak und liebe es, einer Maschine bei der Arbeit zuzusehen.

4. Einbau der Rippen

Bevor ich die Rippen eingeklebt habe, habe ich vorne und hinten die Mitte der Rippe markiert. Dies sollte mit aüßerster Sorgfalt geschehen, da diese Markierungen über die Verzugsfreiheit der Tragfläche entscheiden.

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Nun habe ich die Rippen, beginnend von der Tragflächenmitte, mit Sekundenkleber eingeklebt. Die Rippen sind absichtlich ca. 1 mm zu lang und müssen daher an der Endleiste auf Passmaß geschliffen werden. Ziel ist es, die Rippen an ihrer Position so einzupassen, das sie spannungsfrei und ohne Spiel zwischen Nasen- und Endleiste sitzen, wobei die Markierungen auf den Rippen sich mit den Linien auf Nasen- und Endleiste decken sollen.

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Auf den Bildern sieht man auch, das ich den Rippenabstand zum Randbogen hin quadratisch ansteigen lasse.

Warum? ..... Weil ich es kann :-)

Viel leichter wird die Tragfläche durch den größeren Rippenabstand an den Flügelspitzen nicht. Und viel stabiler wird sie durch den geringeren Abstand an der Flügelwurzel auch nicht.

Aber es sieht cool aus!

5. Einbau der Holme

Hat man bis hierhin alles richtig gemacht, bilden die Ausschnitte in den Rippen für die Holme eine gerade Linie und es muss nicht nachgearbeitet werden.

Für die Holme habe ich 4x6 mm Kiefernleisten ausgesucht, welche leicht und gerade in allen Richtungen sind. Für die Auswahl der Leisten sollte man viel Geduld mitbringen, da solche schnurgeraden Leisten schwer zu finden Sind.

Man könnte fast annehmen, das sie nicht auf Bäumen wachsen :-)

Um Verzug der Fläche vorzubeugen, habe ich zu diesem Zeitpunkt bereits alle Holme eingeklebt. Das bedeutet, die unteren Holme habe ich von unten eingefädelt und mit Sekundenkleber festgeklebt. Chirurgenfinger sind hierfür von großem Vorteil.

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In der Mitte, wo die Holme der linken und rechten Seite aufeinander stoßen, habe ich CFK-Profil zur Verstärkung eingeklebt. Hierfür kam ebenfalls Sekundenkleber zum Einsatz.

6. Einbau des Steuersegmentes

Ich habe mein Steuersegment nicht gekauft, sondern selbst hergestellt.

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Wobei die Platten aus einer selbstlaminierten CFK-Platte CNC-gefräst sind und die Abstandsbolzen aus Alu gedreht sind. Alle Teile sind sorgfältig mit EP-Harz verklebt. Das fertige Steuersegment wiegt mit 4 mm Stahlachse 24 g.

Gelagert wird das Steuersegment in der Tragfläche in zwei 2 mm Sperrholzplättchen. Diese müssen nicht sehr groß sein, da sich die Achse später auch im Rumpf gegen die Rumpfseitenwände abstützt.flaeche13

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Die Sperrholzplättchen habe ich mit EP-Harz eingeklebt, welches ich mit Magnesiumsilikat eingedickt habe. Mit diesem „Kleber“ lassen sich hervorragend kleine Spalte füllen und er ergibt bombenfeste Verklebungen. Neben Sekundenkleber ist diese EP-Harz – Magnesiunsilikat Mischung mein Lieblingskleber.

Die Achse des Segments wird später, vor dem endgültigen Beplanken, ebenfalls mir EP-Harz eingeklebt.

7. Beplankung

Anschließend habe ich die Tragfläche beplankt. Hierfür habe ich 1,5 mm Balsa C-Grain verwendet.

Normalerweise verwendet man zum Beplanken A-Grain oder B-Grain, da C-Grain beim Biegen gerne splittert. Wählt man jedoch leichtes Balsaholz (ca. 8 g / 1 mm Brettdicke) und ist beim Aufbringen der Beplankung entsprechend vorsichtig, so stellt die Verwendung von C-Grain kein Problem dar.

Als erstes habe ich Die Beplankungsbretter zugeschnitten und die Kante, welche später an der Nasenleiste anliegt entsprechend dem Winkel zwischen Rippe und Nasenleiste angeschliffen. Dadurch liegt das Beplankungsbrett flächig an der Nasenleiste an und es bildet sich kein Spalt.

Nun habe ich das Brett an der Nasenleiste angesetzt und an dieser mit Sekundenkleber angeklebt.

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Dann habe ich, beginnend von der Mitte des Bretts, dieses mir Sekundenkleber an den Kreuzungspunkten des Holms und der Rippen auf dem Holm geklebt und mich dabei abwechselnd nach rechts und links zu den Enden des Bretts vorgearbeitet.

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Dabei muss unbedingt darauf geachtet werden, dass die Beplankung spaltfrei an den Rippen und zwischen den Klebepunkten am Holm aufliegt.

Dadurch, dass ich mich von der Mitte des Bretts nach Außen hin vorarbeite, hoffe ich die Verzugsgefahr minimieren zu können.

Zur Erinnerung: Die Beplankung ist nun lediglich an der Nasenleiste und punktuell am Hauptholm festgeklebt!

In gleicher Weise habe ich anschließend die Beplankung an der Endleiste vorgenommen. Diese Beplankung muss nicht sein. Viele Modellbauer verzichten darauf, ich bringe sie lediglich aus ästhetischen Gründen an.

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Danach bringe ich die „Capstrips“, die Beplankungsstreifen auf den Rippen, an. Auch diese werden Lediglich vorne und hinten mit Sekundenkleber fixiert, wobei darauf zu achten ist, das der Streifen an der Rippe spaltfrei anliegt.

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Zuletzt bringe ich die Beplankung des Flächenmittelstücks auf. Hierfür verwende ich ausnahmsweise dickflüssigen Sekundenkleber, welcher eine etwas längere Verarbeitungszeit hat. Dadurch kann ich die bereits vorbereiteten Beplankungen komplett mit den Rippen verkleben, und nicht wie die anderen Beplankungen nur an den Rändern anheften.

Zuvor wird jedoch die Achse des Steuersegments endgültig verklebt und der Zwischenraum zwischen dem Sperrholzbrettchen und der Beplankung mit Balsa aufgefüllt.

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Um die andere Seite beplanken zu können, habe ich die Tragfläche von ihrer Heling befreit, umgedreht und wieder auf der Heling befestigt. Dabei muß darauf geachtet werden, dass die Nasen- und Endleiste ja nicht unbeding gerade sind und daher die Balsaklötze, welche als Auflage dienen, angepasst werden müssen.

Ziel ist es, dass die Tragfläche nach dem Drehen wieder spannungs- und verzugfrei in der Heling liegt. Die Linien außen an der Nasen- und Endleiste dienen hierbei wieder als Referenz. Ihr Abstand zur Glasscheibe muss überall gleich sein.

Dann habe ich die oben beschriebene Prozedur einfach wiederholt, wobei die Beplankung des Flächenmittelstücks auf dieser Seite, der Oberseite der Tragfläche, einen Durchbruch für die Schubstange erhalten muss.

Die Schubstange selbst habe ich aus einem CFK-Rohr und zwei Stücken M3-Gewindestange gefertigt. Nach dem Einkleben der Gewindestangen in das CFK-Rohr mit EP-Harz habe ich die Enden des Rohres mit etwas Kohlenstofffaser umwickelt und mit Sekundenkleber getränkt. Das verhindert ein Aufsplitten des Rohrs an den Enden.

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Das Bild zeigt auch die Versteifungsbretter zwischen den Holmen, welche ich vor dem endgültigen Beplanken eingesetzt habe. Später ist dieser Bereich nicht mehr zugänglich.

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Später habe ich noch weitere Versteifungsstreben zwischen den Holmen eingesetzt, wobei sich die Tragfläche während des Einbaus noch immer in der Heling befand, um Verzug vorzubeugen.

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Diese Streben tragen enorm zur Steifigkeit der Tragfläche bei und die Tragfläche kann von ihrer Heling befreit werden.

WICHTIG!

An dieser Stelle bitte nicht vergessen, das die Beplankungen und die Capstrips nur angeheftet sind!

Nun ist der Zeitpunkt gekommen, sie mit dünnem Sekundenkleber unwiderruflich mit den Rippen zu verkleben. Eine lange Kanüle auf dem Sekundenkleberfläschchen hilft dabei ungemein.

8. Randbögen

Die Randbögen habe ich aus 12 mm Balsa erstellt. Der Streifen für die linke Seite erhält einen Schlitz für die Durchführung der Leinen.

Auf diese Weise lassen sich zwar nicht die Schönsten Randbögen erstellen, dafür ist das Resultat sehr leicht und benötigt wenig Bauaufwand.

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Später habe ich den Endleistenbereich der Randbögen an die Flaps angepasst. Die Endleiste bildet ein Stück CFK-Rohr mit quadratischem Querschnitt (3 mm x 3 mm).

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9. Verstellbare Leinenführung

Hierzu habe ich zuerst ein GFK-Plättchen mit einem Schlitz versehen und dieses dann wie im Bild zu sehen in den linken Randbogen eingebaut.

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Wie man sieht, stützt es sich vorne direkt am Randbogen ab. Hinten Stützt es sich mittels einer Balsastrebe sowohl am Randbogen, als auch mittels zweier Kieferleisten an den Holmen ab.

Die Leinenführungen bestehen aus 3 mm Alu, in welches Messingröhrchen eingepresst sind.

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10. Verschleifen der Tragfläche

Hierzu habe ich eigentlich nur einen Tip:

Langsam und bedächtig sollte man sich mit einem großen Schleifklotz und feinem Schleifpapier vorsichtig an das gewünschte Resultat heran arbeiten. Ich arbeite auch gerne mit Schleifpapier von der Rolle, welches ich mit ein paar Tropfen Sekundenkleber auf der Glasscheibe fixiere.

Ansonsten gilt: Geduld und Augenmaß sind das wichtigste.

Und das Motto lautet: Runterschleifen geht immer; Draufschleifen nicht!

Das Resultat sieht bei mir so aus und wiegt 221 g bei 154 cm Spannweite:

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Dazu muss man jedoch sagen, das in diesem Stadium noch die Glasgewebeverstärkung des Mittelstücks fehlt, welches ich aber erst kurz vor der „Hochzeit“ mit dem Rumpf aufbringe. Auch fehlt noch der Torsionsdraht mit Ruderhorn für die Flaps sowie das Kästchen für das Trimmblei an der rechten Flächenhälfte.

Bis die Tragfläche einbaufertig bespannt ist, rechne ich mit ca. 280-300g.

11. Trimmbleibehälter

Der Trimmbleibehälter besteht aus einem Röhrchen (Alu oder CFK) mit ca. 20 mm Außendurchmesser. Auf der einen Seite habe ich einen Aludeckel eingeklebt, welcher zentral eine Gewindebohrung besitzt. Auf der anderen Seite wird der Deckel, ebenfalls aus Aluminium, natürlich nicht verklebt, sondern mittels einer langen Schraube in der Gewindebohrung des anderen Deckels verschraubt. Auf dieser Schraube werden dann später einfach Scheiben aus Walzblei mit zwei Muttern gesichert.

Diesen Behälter habe ich, wie auf dem Bild zu sehen, von der Unterseite der Fläche zugänglich, in das rechte Tragflächeende eingeklebt.

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Dabei ist noch zu erwähnen, dass ich im Bereich des Durchbruchs der unteren Beplankung diese mit einem zusätzlichen Balsastreifen von Innen verstärkt habe.

12. Bau der Flaps

Für die „Nasenleiste“ der Flaps habe ich mir ein CFK-Rohr besorgt, welches bei einem Innendurchmesser von 10mm einen Außendurchmesser von 11 mm aufweist. Das besondere an diesem CFK-Rohr ist, das die Fasern, nicht wie bei Handelsüblichen „Drachenrohren“ üblich parallel zur Mittelachse verlaufen, sondern in einem Winkel von ±45° zu dieser verlaufen. Dadurch sind die Rohre zwar nicht mehr so biegesteif, die Torsionssteifigkeit ist jedoch wesentlich größer.

Die Endleiste bildet ein CFK-Rohr mit quadratischem Querschnitt von 3 mm x 3 mm.

Beides wird auf der Glasscheibe fixiert, wobei ich die Endleiste 4 mm unterbaut habe. Danach setze ich die Rippen, welche ebenfalls CNC geschnitten sind, ein und verklebe allen mit Sekundenkleber.

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Ein so hergestelltes Flap wiegt 24 g. Das ist zwar nicht super leicht, dafür ist es jedoch super steif!

Die folgenden Bilder zeigen an einem Beispiel, wie ich die Scharniere der Flaps bauen werde.

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Dazu versehe ich zuerst das CFK-Rohr mit Schlitzen. Dann drehe ich mir Nylon-Dübel mit 9,8 mm Außendurchmesser. Diese erhalten eine Querbohrung. Bei der Montage schiebe ich den Dübel an seine Position, schraube in die Querbohrung eine Schraube und trenne deren Kopf ab. Die Endleiste der Tragfläche erhält nun Bohrungen für die Schrauben. Nach dem Bespannen der Tragfläche und des Flaps werden die Schraubenenden in die Bohrungen an der Tragfläche geklebt...FERTIG.

Ich denke, es sollte jedem möglich sein, mit Hilfe dieser Dokumentation, eine leichte und gerade Tragfläche für sein F2B-Modell herzustellen.

Viel Spaß beim Nachbauen!

Frank Wadle

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