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25% J5-Marko RC Modell
Beim Entwurf der Triebwerkseinheit muss man zwangsläufig entscheiden ob und wie viel Motorsturz und Seitenzug das Triebwerk haben soll.
Im Gespräch mit namhaften Flugzeugkonstrukteuren schwankten die Aussagen von "0° für beides ist gut" über "x° nach unten", "y° nach oben" und "z° nach rechts" bis hin zu "musst du ausprobieren". Also habe ich kurzerhand entschlossen zumindest qualitativ herauszufinden ob und wie viel Sturz und Seitenzug benötigt wird indem ich ein 1:4 RC-Modell baue und einfliege. Womöglich werde ich auch feststellen dass diese beiden Winkel keine kritischer Designparameter sind.
Da das 3D-Modell des Rumpfes existierte war es ein Leichtes aus den Daten 3D-gedruckte Formen zu erstellen. Ich habe einen Körper mit 10mm Offset um den Rumpf modelliert und anschließend von diesem größeren Körper den Rumpf abgezogen. So erhält man die hohle Negativform. Da der Rumpf zu groß für einen 3D-Drucker ist habe ich die Form in 8 Teile aufgeteilt. Diese 8 Teile werden auf zwei 20x20x2 mm Stahlprofilen aufgefädelt. Auf diese Art und Weise kombiniert man die hohe Auflösung und Genauigkeit eines 3D-Druckers mit der exakten Geradheit der Stahlprofile.
Die 3D-gedruckten Teile haben typische Druckrillen. Das Teil wurde so gedruckt, dass diese Rillen längs zur Entformungsrichtung sind und den Entformungsvorgang nicht behindern. Imperfektionen sind leicht mit einer Ziehklinge zu entfernen.
Alle Teile werden auf die Stahlprofile aufgefädelt und mit Sekundenkleber verklebt.
Die Form wird dann mit Grundierwachs mehrfach eingewachst und abschließend mit PVA-Folientrennmittel eingestrichen. Alles Material habe ich von R&G in Waldenbuch bezogen. Ich bin total happy das die so nah sind und ich einfach hinfahren und abholen kann :-)
Als Belegung habe ich mich für:
1x X 160 g/m2
1x || 220 g/m2
1x X 280g/m2
entschieden. Diese Belegung habe ich für den gesamten Rumpf angewendet. Das Gewicht des verklebten Rumpfes beträgt 750g.
Würde ich nochmal einen Rumpf einlegen, dann würde ich den oberen Teil des Pots mit 2x X 160 g/m2 einlegen und für den restlichen Rumpf
1x X 160 g/m2
1x || 220 g/m2
1x X 160g/m2
Ich denke damit könnte man den Rumpf ausreichend fest und unter 500g kriegen.
Das rotgestreifte Gewebe ist Abreißgewebe. Dieses wird nach dem Aushärten entfernt und ergibt eine angeraute Oberfläche auf welche ohne Anschleifen geklebt werden kann.
Die J5 besitzt eine sehr große Kabinenhaube. Dementsprechend groß ist der Kabinenhaubenausschnitt im Rumpf. Ohne einen steifen Cockpitrahmen wäre das Cockpit sehr wabbelig und würde im Fall einer unsanften Landung beulen und aufplatzen (das gilt im Übrigen auch für die Crashsicherheit beim Original). Daher habe ich aus 6mm dickem Conticell einen 15 mm breiten, im Querschnitt trapezförmigen Cockpitrahmen geformt.
Vorbereitung Kabinenrahmenlaminieren
Diesen Kabinenrahmen habe ich dann mit
1x X 280 g/m2
2x || 220 g/m2
1x X 280 g/m2
Glas belegt. Beim Laminieren habe ich 10 mm Überlapp mit der Rumpfschale hergestellt.
Für das Einkleben der Conticellstreifen habe ich einfach Heißkleber verwendet. Das Conticell hat nur formgebenden Charakter und der Heißkleber härtet so schnell, dass man das vorbereitete Conticell einfach mit den Finger in der richtigen Position hält bis der Heißkleber abgekühlt ist. Wichtig ist, dass der Heißkleber nur in der Mitte des Conticells aufgetragen wird und unter gar keinen Umständen auf die Rumpfschale wo später Epoxidharz halten soll.
Da das Formmaterial (PLA) nicht temperaturbeständig ist, kann nicht in der Form getempert werden. Der gesamte Rumpf wird zum Schluss getempert. Da ich als Härter H386 verwendet habe kommt man um das tempern nicht drum rum. Bei H385 hätte man evt. die Chance ohne Tempern gehabt, aber ich wollte mir beim Einlegen keinen Stress machen (H386 hat 2h Tropfzeit, H385 nur 20 min).
Da der Leitwerksübergang einen Unterschnitt darstellt hatte ich einige Bedenken bezüglich seiner Entformbarkeit. Daher hatte ich den Unterschnitt auch nicht komplett, sondern nur mit 1x X 160g/m2 belegt. Das Entformen dieser Stelle ging damit problemlos. Dafür stellte der senkrechte Kabinenrand beim Entformen eine echte Herausforderung dar. Für den Entwurf von Formen muss man unbedingt darauf achten dass man senkrechte Wände vermeidet und Entformungsschrägen vorsieht. Letztlich hatte das Entformen aber bei beiden Hälften geklappt und die Teile sind unbeschadet aus den Formen gekommen.
Das Bild oben zeigt den hinteren Tragflügelübergang. Dieses Detail ist sehr schön aus der Form gekommen. Nur ein kleiner Abplatzer ist in der Form hängen geblieben, das hatte ich viel schlimmer befürchtet. Das grüne auf dem Teil ist übrigens das noch nicht abgewaschene PVA-Folientrennmittel. Dieses kann mit Wasser abgespült werden, was ich bei uns einfach in der Badewanne getan habe.
Nachdem bei Teile entformt und versäubert sind kann man sich einen ersten Eindruck von dem entstehenden Modell machen. Hier ist das PVA-Folientrennmittel abgewaschen.
Kabinenrand grob ausgeschnitten
Der Kabinenrahmen ist hier noch grob ausgeschnitten. Diesen habe ich vor dem Verkleben verputzt.
Das Verkleben des Rumpfes habe ich in 3 Teilschritten gemacht:
1. Rumpfröhre
2. Pot
3. Cockpit
Die Rumpfröhre war hierbei der schwierigste Teil. Ich habe auf einer Folie Abreißgewebe und Glas vorlaminiert, einen solchen Streifen halb an den oberen Rand der rechten Hälfte und einen weiteren an den unteren Rand der linken Hälfte laminiert. Jetzt jetzt konnte ich beide Hälften zusammenfügen und hatte eine Seite des Glases bereits gut sitzen. Anschließend habe ich mit einem Pinsel an einem langen Stock das Gewebe im inneren der Röhre angetupft. Wie auf dem Bild oben zu sehen habe ich mir von der Schwerkraft hierbei helfen lassen.
Schnittansicht Schraubenlöcher
Das Leitwerk werde ich mit 2 Stück M5-Nylon-Schrauben befestigen. Diesmal habe ich an die Formschräge bei den Löchern gedacht :-)
Die Servos plane ich direkt noch vor dem Verkleben der Leitwerkshälften einzukleben. Damit sind sie dauerhaft eingebaut, bzw. ein Tausch ist mit Aufschneiden verbunden. Aber letztlich ist dies die einfachste und leichteste Methode.
Das Video zeigt die Einbauposition.
Als Triebwerk für das 25%-Modell habe ich einen 400W-Motor ausgewählt. Der Turnigy D3536 ist ein sehr günstiger und zugleich leichter Motor. Oben zu sehen ist das 3D-Modell des Motors das ich erstellt habe.
Bei der Wahl der Luftschraube wurde der Durchmesser durch den geplanten Woodcomp Winglet 136 gegeben. Dieser hat 1,36 m Durchmesser, was für das 25%-Modell 34 cm Durchmesser bedeutet. Die Drehrichtung wurde durch den Hirth F23 vorgegeben und so viel die Wahl auf einen "Master Airscrew MA.3B 13x60R01" (entworfen und hergestellt in Kalifornien :-). Auch diesen habe ich 3D-modelliert, so dass der Triebwerkseinbau jetzt entworfen werden kann.
Auf den ersten Blick sieht man, dass der Pot bei so einem Propeller hätte höher sein können. Beim Original ist allerdings das Triebwerk mit seinem Riemengetriebe wesentlich größer, so dass der Eindruck täuscht. Der große Propeller ist aber notwendig um die 50PS des Hirth F23 an die Luft übertragen zu bekommen. Und so ergibt sich für das 25%-Modell eine recht große Luftschraube.
Während der Rumpf aus GFK ist, werde ich den Flügel in klassischer Balsa-Bauweise herstellen. Ich verwende ein Steckrohr von R-G für die Tragflügelaufnahme und 2 Stück 10x1 mm2 CFK Holmgurte. Die Holmgurte werde ich innen mit 1mm Flugzeugsperrholz und außen mit 1mm Balsa versehen. So können sie in der Konstruktion ganz normal wie eine Holz-Leiste verklebt werden. Einzig die Verbindung zum GFK-Steckrohr bleibt in Epoxy/Glas.
Den Außenflügel werde ich als GFK-Teil in einer 3D-gedruckten Form erstellen, da dieser recht unregelmäßig ist und außerdem das Radhaus enthält.
Fortsetzung folgt...
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