Restauration und Umbau XENON

Transkript

1 Restauration und Umbau XENON Ein Modellbaukollege überließ mir ein Elektrosegelflugmodell welches auf den Namen Xenon hört. Ein schönes Modell und zu schade um in einer Ecke zu verstauben, wie ich meine. Hier die Angaben des Herstellers (Aeronaut): Xenon ist ein thermischer Hochleistungssegler. Der schlanke GfK-Rumpf (weiß eingefärbt) ist carbonverstärkt, die Rippentragfläche ist ebenfalls carbonverstärkt mit GfK-Winglets, ausgestattet mit Querruder und Klappen. Das Profil in eine Kombination der bewährten MH-30, SD7037 und RG14,5. Das niedrige Fluggewicht und moderne Enden der Tragflächen garantieren dem Modell ausgezeichnete Flugeigenschaften mit einer großen Geschwindigkeitsbreite, geringer Falltendenz entlang der Tragfläche bei niedriger Geschwindigkeit und hat eine ausgezeichnete Stabilität in Kurven, moderne Fernsteuersysteme sind voll nutzbar für eine Vielfalt an gesteuerten Einheiten an der Tragfläche (Butterfly-Mix, Mix Querruder-Klappen, Höhenruder-Klappen usw.) Technische Daten: Spannweite ca mm Länge ca mm, Tragflächeninhalt ca. 53,5 dm² Abfluggewicht ca. 1,2-1,5 kg, Flächenbelastung ca. 22,5-28 g/dm²

2 Von ihm wurde der GFK Rumpf im Bereich des Leitwerkträgers durchgesägt, mit dem gut gemeinten Vorhaben, den Rumpf an dieser Stelle mittels eines Kohlefaserschlauches und Epoxydharz zu verstärken. Da ich mit solchen Reparaturen an GFK Rümpfen auch nicht besonders bewandert bin, war guter Rat teuer. Außerdem wären Herstellerseitig die Servos für Höhe und Seite direkt in die Seitenleitwerksflosse einzubauen gewesen. Dies würde bei dem vorhandenen Rumpf inkl. der anstehenden Reparatur der Rumpfröhre vermutlich doch zu einer nicht zu vernachlässigenden Hecklastigkeit führen. Kurzum, es wird ein Holzrumpf gebaut. Der Seitenriss, mit Abstrichen angelehnt an den Original Rumpf, wurde kurzerhand auf eine 3 Millimeter starke Pappelsperrholzplatte gezeichnet. Ein längerer Leitwerkshebelarm kann nicht schaden, also wurde der Rumpf am Leitwerksträger um ein paar Zentimeter verlängert. Gleichzeitig wurde auch die Nasenlänge angepasst, um sonst eventuell auftretenden Schwerpunktsproblemen sicher aus dem Weg zu gehen. Nun war die Laubsäge an der Reihe.

3 Ich liebe langwierige Laubsägearbeiten, das hat schon fast etwas Meditatives an sich Die Seitenteile wurden Übereinander geheftet und gleichzeitig bearbeitet.

4 Danach wurden die Rumpfspanten gezeichnet und ausgesägt.

5 Weiter geht es mit der Erstellung des Rumpfbodens. Von der Rumpfspitze bis einige Zentimeter hinter dem Schwerpunkt wurde ebenfalls 3 Millimeter Pappelsperrholz und von dort bis zum Rumpfende 3 Millimeter Balsa mit Maserung Quer zur Längsachse des Rumpfes verwendet. Die Quermaserung bewirkt eine wesentlich höhere Steifigkeit des Rumpfhecks. Weiters wurden Balsa-Dreikantleisten 8 x 8 Millimeter entsprechend dem Verlauf des Rumpfaufrisses sowie sämtliche Rumpfspanten aufgeklebt.

6 Danach geht es an das verkleben der Seitenteile. Wie auf dem nachfolgenden Bild zu erkennen, wurden die Längsschnitte für die Kabienenhaube bereits im Vorfeld angebracht (mit Laubsäge, Schnittbreite nur 0,3 Millimeter). Wenn der Rumpf einmal aufgebaut und geschlossen ist, wären so lange Schnitte schwierig parallel zu führen.

7 Nach einer angemessenen Trockenpause wurde der vordere Rumpfdeckel verklebt und das ganze einmal grob verschliffen. So sieht das alles nun schon eher nach Elektro-Seglerrumpf aus.

8 Nun wurden noch das Lagerbrettchen für die Tragflächenverschraubung und die oberen Dreikantleisten für den Leitwerksträger eingeklebt. Zur Auflockerung zwischendurch wird die Haube ausgeschnitten sowie der Motor mitsamt Spinner für eine Anprobe eingebaut. Passt doch, oder?

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10 Die Innenarchitektur bietet mehr als genug Platz für Motor, Akku Motorsteller und Empfänger sowie den Rudermaschinen für Höhe und Seite.

11 Nun kommt noch die Befestigung der Haube, hierzu wurden in den seitlichen Ecken des Rumpfauschnittes kleine 0,6 Millimeter starke Sperrholzstreifen zur Arretierung verklebt. In die Haube selbst kommen dann nur noch der Federriegel und eine kleine Holzzunge. Da wackelt nichts mehr.

12 Zusammengesetzt sieht das so aus.

13 Ein Servobrett wird auch noch benötigt Nun werden die Schubstangen aus Kohlerohr gefertigt und eingepasst solange der Rumpfrücken noch offen ist. Hierbei sieht man sofort, ob sich die Schubstangen später bei geschlossenem Rumpf korrekt Einfädeln lassen.

14 Korrekturen wären jetzt noch möglich, sind aber nicht erforderlich. Also Gestänge wieder raus und in die Ecke damit, für den späteren Einsatz Nun zum Höhenleitwerk. Wie man auf folgendem Bild erkennen kann, ist das Leitwerk an einer Stelle leicht angebrochen. Da die Geometrie des Leitwerks ohnehin geändert werden muss, wurde die alte Folienbespannung entfernt.

15 Das Sperrholz Insert für die Alugewindebuchse wurde herausgetrennt und mit Balsa Aufgefüttert, ebenso die Ausnehmung im Bereich der Nase des Leitwerks. Ein neue Sperrholzverstärkung wurde angefertigt und alles verklebt.

16 Weiters wurde der Bruch behandelt. Dazu wird der Anbruch mit einer Stoßnadel mehrere Male angestochen und das Ganze dann mit Dünnflüssigem Sekundenkleber getränkt. Fertig sieht das dann so aus.

17 Nachdem der Leitwerkshebelarm ja einiges länger als der des Original Rumpfes ist und ich davon ausgehe, dass der Konstrukteur alles richtig gemacht hat, kann nun das Leitwerk etwas gekürzt werden.

18 Das verringert etwas das Gewicht sowie die Hebelkräfte des Leitwerks, welche auf das schlanke Rumpfende bei etwas unsanfteren Landungen einwirken. Das kommt bei mir aber bestimmt nie vor. Durch das kürzen der HLW- Dämpfungsfläche konnte bei der Ruderklappe nun die unschöne Stelle mit den eingedrückten Schraubenlöchern für das ehemalige Ruderhorn herausgetrennt werden. Fertiggestellt sieht das wie folgt aus

19 Ich denke, dass das so passen müsste. Damit wäre der Umbau des Höhenleitwerks fürs erste abgeschlossen! Da wir jetzt das genaue Maß des Höhenleitwerks haben, kommt jetzt noch der Rumpfrücken. Auch hier wird wieder 3 Millimeter starkes Balsaholz mit Maserung Quer zur Längsachse verwendet. Hier werden gerade die 10 cm langen Teilstücke verleimt. Nach kurzer Trockenpause wird alles mit dem Rumpf verklebt. Für sämtliche Holzverklebungen wird hauptsächlich Weißleim verwendet. Damit hat man in der Regel genügend Zeit um die zu verklebenden Teile passgenau Auszurichten. Wichtig ist hierbei, dass während der Trockenphase die Teile immer etwas gepresst werden sollten. Dadurch entstehen äußerst stabile Verbindungen.

20 Nach absägen des Überstandes und dem ersten Grobschliff sieht das schon wieder etwas mehr nach Rumpf aus. Die etwas geänderten Längen- und Hebelverhältnisse kann man im nächsten Bild erkennen.

21 Damit sind die gröbsten Arbeiten am Rumpf vorerst abgeschlossen.

22 Nun brauchen wir noch ein Seitenleitwerk. Als erstes wird eine Übersichtszeichnung angefertigt, um die Größenverhältnisse besser abschätzen zu können. Der Flächeninhalt wurde in etwa gleich dem Original Leitwerk belassen, die Geometrie aber geändert. Das Seitenruder wird in Gitterbauweise aus 5 Millimeter Balsaholz erstellt.

23 Ebenso die Dämpfungsfläche. Es wird 5 Millimeter Balsa Mittelhart verwendet. Beinahe Fertig, der Profil- und Feinschliff fehlt noch. Diese Bauweise ist leicht und für den angedachten Einsatzzweck vollkommen ausreichend.

24 Das Seitenruderblatt wird mit Nylonscharnieren befestigt. Zum Erstellen einwandfreier Scharnierschlitze gehe ich folgenderweise vor. In eine Mini Bohrmaschine mit passendem Bohrständer wird eine kleine Trennscheibe genau in der halben Höhe der Dicke des Ruderblattes bzw. der Seitenruderdämpfungsfläche eingespannt und so der Schlitz exakt in der Mitte Planparallel eingeschnitten.

25 Danach wird genau in der Mitte der gerade erstellten Schlitze ein Loch mit 2 Millimeter gebohrt. In diese Bohrungen wird später beim Verkleben der Scharniere Dünnflüssiger Sekundenkleber eingebracht, durch die Kapillarwirkung wird der Kleber sauber in die Schlitze gesaugt. Das hält Bombenfest!

26 So, nun wird es wieder etwas Staubig, denn das Seitenruder wird verschliffen. Nach dem sich die Staubwolken verzogen haben werden die Aussparungen für die Seitenruderdämpfungsfläche in das Höhenleitwerk eingearbeitet. Das Seitenleitwerk wird über Verzapfungen mit dem Höhenruder verklebt.

27 Das passt alles saugend zusammen! Ist alles nur gesteckt, geklebt wird später. Schnell noch die Freistellungen für die GFK Ruderhörner erstellen Diese werden aber erst nach dem Bespannen eingeklebt.

28 So, jetzt ist das Ganze bereit für eine erste optische Kontrolle. Die Proportionen scheinen Einigermassen stimmig zu sein. Ein anständiger Rumpf Seitenleitwerksübergang fehlt noch Und gut ist s.

29 Nun wird an den Tragflächen weitergearbeitet. Es handelt sich an sich um eine sauber gebaute Rippenfläche in 3-Teiliger Ausführung mit geradem Mittelstück und den beiden Ohren mit Sichelrandbögen aus GFK. Der Holmsteg besteht aus vergleichsweise massivem CFK-Material. Da die eine oder andere Rippe angeknackt war, wurde auch hier die Folienbespannung entfernt. Die Fehlerhaften Rippen wurden mit Dünnflüssigem Sekundenkleber Repariert. Dabei fiel auf, dass die Flächenohren im äußeren Bereich relativ schwergewichtig erschienen. Es wurde Kurzerhand so ein Sichelrandbogen abgesägt und gewogen. Ein Gewicht von 30 Gramm war bei einer Länge des Randbogens von gerade einmal 19 Zentimeter doch beachtlich. Ein höheres Gewicht an den Tragflächenspitzen bzw. im äußeren Bereich der Tragfläche hat durch die höheren Massenträgheitsmomente meistens schlechtes Roll- und Gierverhalten und dadurch ungünstigere Kreisflugeigenschaften zur Folge. Neubau der Randbögen. Eine Nachbildung der Sichelrandbögen in etwas leichterer Holzbauweise sollte machbar sein. Zuerst einmal wurde gezeichnet.

30 Mit einem Profilprogramm (es sind mehrere im Netz frei verfügbar) wurde durch vergleich mit dem Original Randbogen das passende Profil ermittelt und danach die entsprechenden Rippen ausgedruckt.

31 Die Freistellungen für die Nasenbeplankungen und Endleisten wurden per Hand mittels Kurvenlineal eingezeichnet und die Rippen aus Balsaholz entsprechender stärke ausgesägt. Weiter geht es mit dem verkleben der Teile.

32 Auf Grund der zu erwartenden eher geringen Belastungen am Randbogen (aus aerodynamischer Sicht jedenfalls) wurden keine extra Holmgurte, sondern nur ein Drucksteg aus 3 Millimeter Balsa Mittelhart mit Senkrechter Faserausrichtung vorgesehen. Die geringen Zug- und Druckspannungen sowie die anstehenden Torsionskräfte werden von der Nasenbeplankung aufgenommen.

33 In die jeweiligen Verbindungsrippen werden die passenden Winkel für die erforderliche V-Form geschliffen... Die Nasenleisten wurden ebenfalls verschliffen...

34 Und zu guter Letzt kommt noch ein kleiner Vollbalsa Randbogen als Abschluss. Schnell noch eine Überprüfung des Gesamteindruckes Mir gefällt es so jedenfalls.

35 Als Ergebnis der Bemühungen konnte ein Gewicht des neuen Randbogens von gerade einmal 8 Gramm ermittelt werden. Der Massenschwerpunkt der Tragfläche wandert somit um knapp 9 Zentimeter weiter in Richtung Rumpf. Ein äußerst erfreuliches Ergebnis, wie ich meine.

36 So, schön langsam wird es Zeit, sich zwischendurch über das zu erwartende Fluggewicht und den daraus resultierenden Antrieb etwas den Kopf zu zerbrechen. Vorgabe während des Bauens war jedenfalls ein Antrieb mit 3- Zelligem Lipo 2100 mah. Das Rohbaugewicht des Modells beträgt 750 Gramm, grob überschlägig kommen für Bespannung, RC-Komponenten und Antrieb nochmals ca. 600 Gramm hinzu. Ein Motor Axi wäre gerade vorhanden. Werfen wir also einen Blick in das Programm Drive Calculator ( ) und schauen uns die Möglichkeiten die wir haben an. Mit einer Klappluftschraube Aeronaut 12x6,5 Zoll ergibt sich ein Strom von rund 19,5 Ampere und ein Standschub von 1250 Gramm. Bei dem angepeilten Gewicht von ca Gramm des Modells ergibt das ein Gewichts / Schubverhältnis von knapp 1:1 und damit sollte die Geschichte so allemal in Ordnung gehen. Legt man den vom Hersteller angegebenen Tragflächeninhalt von 53,5 dm² zugrunde, ergibt das eine Flächenbelastung von ca. 24 g/dm² und damit eine min. Fluggeschwindigkeit von geschätzten km/h. Das dürfte ein sehr gemütlicher Feierabendflieger werden!

37 Soweit so gut. Weiter geht es nun mit der Installation der Servos in den Tragflächen. Die Wölbklappen werden entgegen dem Original von der Profiloberseite angelenkt. Dazu wurde in das vorhandene Servobrett ein Schlitz für den Servoarm gefräst und eine Teilbeplankung zwischen zwei Rippen eingeklebt.

38 Die Servohalterungen wurden wieder in altbewährter Weise aus 8 Millimeter starkem Pappelsperrholz und Blechstreifen aus Alu-Getränkedosen gefertigt.

39 Die Blechstreifen haben eine breite von 8 Millimeter und sind an den Laschen zur Verstärkung zweimal gefalzt.

40 Die Laschen werden mit einer 2 Millimeter Bohrung versehen, danach wird das Servo unter Zwischenlage eines 0,6 Millimeter starken Sperrholzstückes verschraubt. So sind die Servos im Falle des Falles jederzeit einfach zu demontieren.

41 Noch ein Wort zur Verkabelung. Von der Tragflächenmitte bis zur Wölbklappe ist ein vierpoliges Kabel erforderlich (zwei Adern für die Spannungsversorgung und jeweils einmal Impuls für Wölb und Quer). Bei den hier verwendeten kleinen Servos und den eher kleinen Stellkräften ist es nicht notwendig, für jedes Servo ein eigenes Kabel zu verlegen. Dazu wird einfach eine zusätzliche Ader in ein übliches Servokabel eingeflochten. Im Servokasten für die Wölbklappe wird alles verlötet und Richtung Querruderservo bis zur Flächensteckung nun dreipolig weiterverkabelt.

42 An der Anschlussrippe zum Flügelohr wird die Buchse fix verklebt, der Servostecker im Flügelohr bleibt lose. Dadurch wirken sich Wippbewegungen an der Tragflächensteckung nicht auf die elektrische Steckverbindung aus.

43 Bespannung Zur Bespannung gibt es nicht viel zu vermelden, außer daß es sich um eine relativ zeitaufwändige und wenig Abwechslung bietende Arbeit handelt. Allerdings nähert man sich damit immer mehr der endgültigen Fertigstellung des Modells und das ist ja auch schon etwas. Bespannt wird mit Oracover Rot Transparent im Bereich der Rippenfelder, Gelb Transparent die Wölbklappen und Querruder sowie Deckend Weiß im Bereich der Nasenbeplankung.

44 Rumpf- und Leitwerksansichten...

45 Und die Totale. Als Servos wurden eingesetzt: Für Höhe und Seite je ein Hitec HS 82MG, für die Wölbklappen je ein Graupner C 341, und für die Querruder je ein Graupner C 2081, also alles Analogservos. Motor und Luftschraube wurden ja weiter oben schon erwähnt. Es wurde ein Abfluggewicht von 1360 Gramm ermittelt, für ein Modell mit 2,5 Meter Spannweite ein guter Wert. Nach den doch etwas umfangreicheren Um- und Neubauten freue ich mich nun auf einen hoffentlich erfolgreichen Erstflug. Februar 2013 Autor: Johann Achrainer Fotos: Johann Achrainer