Moderner Gross-Segler «Soaring Albatros» aus Holz

Von der Idee bis zum Zusammenbau aller Holzteile dient der PC, zusammen mit leistungsfähiger Software, als ein wichtiges Arbeitsmittel. Das untenstehende Ablaufschema zeigt die Zusammenhänge auf.

Durch den Einsatz des Simulationsprogramms Vortex können gewünschte Eigenschaften eines Flugmodells bereits im Vorfeld abgeklärt und optimiert werden. Aufgrund guter Erfahrungen in der Praxis habe ich mich beim Tragflügel für das Profil HQW-3013 im Innenflügel durchgehend bis $\frac{2}{3}$ Spannweite und im Aussenflügel gestrakt von HQW-3013 auf HQW-3014 entschieden. Zusätzliche Schränkung des Aussenflügels auf $-1$ Grad. Für das Höhenruder und das Seitenruder dient das bewährte symmetrische Profil NACA0009. Mitverantwortlich für ein stabiles Flugverhalten ist eine Doppel-V-Form jeder Tragflügelhälfte von 2 Grad Innenflügel und 6 Grad Aussenflügel.

Die CAD-Konstruktion der Flügel wurde mit dem «Wing Designer V2» ausgeführt. Am Tragflügel sorgen breite Wölbklappen und Querruder (25% der Flügeltiefe) für eine gute Wirkung. Das äussere Drittel des Flügels lässt sich für Transportzwecke abmontieren. Das Höhenruder ist als Pendelruder ausgeführt, somit stellt sich die EWD bei korrekter Schwerpunktlage beim Fliegen selbst ein. Alle Flächen sind in traditioneller Balsa-/sperrholzbauweise ausgeführt. Sie sind mit gut deckender Oratex-Folie in Weiss bezogen, die durchscheinenden Felder mit blauem Oracover.

Aerodynamisch gut geformte Winglets (HQW-3014 auf NACA0009 gestrakt!) leiten die Randwirbel optimal ab. Rein rechnerisch (Vortex) ergibt sich durch Winglets eine kleine Verbesserung der Gleitzahl um etwa 3%.

Alle Teile des Rumpfes wurden mit dem CAD-Programm Solidworks konstruiert und im Vorfeld des Zusammenbaus visualisiert und kontrolliert. Den Rumpf habe ich ebenfalls in traditioneller Holzbauweise ausgeführt. Die Verwendung von Flugzeugsperholz mit unzähligen Ausschnitten zur Gewichts-erleichterung ergibt eine stabile Zelle. Der gesamte Rumpf wurde anschliessend mit 4 mm Balsaholz beplankt und dann geschliffen. Die vordere Rumpfunterseite habe ich mit Glasfasergewebe verstärkt und eine Buchenholzkufe angebracht. Härtung der Balsa-Oberfläche mit PU-Parkettlack und dann Bespannung mit Oratex.

Durch den Einsatz meiner Portalfräse konnte ich alle entwickelten Teile effizient und exakt ausfräsen.

«Soaring Albatros» kann wahlweise als reiner Segler (wechselbare Rumpfspitze mit Schleppkupplung und Servo) oder auch mit einem 1200-Watt-Aussenläufer-Elektromotor (Eflite Power 60) betrieben werden. Akku: Lipo 5 Zellen, 5000 mAh.

Der Erstflug des «Soaring Albatros» fand am 5. Juni 2013 auf dem Modellflugplatz in Müswangen LU statt. Schwerpunkt und EWD wurden gemäss Vortex-Programm eingestellt. Die Butterfly-Einstellungen wie gewohnt (Wölbklappen 60°, Querruder hoch 10°) sowie Querruder-differenzierung. Der Start ab Wagen klappte auf Anhieb. Der erfahrene Pilot Hans Baumann attestierte dem Motorsegler ein einwandfreies Flugverhalten. Als einzige Nachkorrektur musste beim Butterfly-Betrieb am Höhensteuer noch entsprechend Tiefe beigemischt werden, um ein leichtes Aufbäumen zu verhindern. Unterdessen hat der Motorsegler unzählige Flüge absolviert. Er besticht durch sein majestätisches Flugbild, ebenso auch durch sein gutes Gleitverhalten. Die teiltransparenten Flächen vermitteln einen wundervollen, nostalgisch angehauchten Anblick. Bei Strömungsabriss keinerlei Tendenz zum Abkippen über die Flächen, sondern nur leichtes Nicken und Erholen in den stabilen Flugzustand, so wie es sein soll. Durch seine doppelte V-Form lassen sich bei Thermik auch sehr enge Kurven fliegen. Sehr eindrucksvoll sind auch «Low Pass»-Vorbeiflüge mit erhöhter Geschwindigkeit, begleitet von einem gut vernehmbaren Rauschen.

Der Einbau eines Telemetrie-Systems ist bereits in die Wege geleitet. Damit hoffe ich unter anderem auch, den durch Vortex rechnerisch ermittelten Gleitwinkel von 1:29 grob zu überprüfen. Obwohl das Modell die gestellten Aufgaben erfüllt und viel Freude bereitet, denke ich bereits an einen Nachfolger. Stichworte: CAD-Design vollumfänglich mit Solidworks, Tragflügel je aus einem Stück, ein etwas noch eleganter geformter Rumpf.

www.solidworks.com
CAD-Programm Solidworks
www.laumat.ch

CAD-Programm Wing Designer V2
frankranis@gmx.de

Frank Ranis, Vortex Simulationsprogramm
www.cnc-step.de

Hersteller der verwendeten Portalfräse:
www.mgmueswangen.ch
Modellflugverein Müswangen,
Bilder vom 23.1.2013 und 27.6.2013