Eine Steuerung für die SB 15

Eine Steuerung für die SB 15

Seit einigen Monaten gibt es auch bei der Steuerung für die SB 15 sichtbare Fortschritte. Schon in der Konzeptphase wurden zwei Studienarbeiten bezüglich der Steuerung verfasst, in denen diese entworfen und dimensioniert wurde. Allerdings gab es bisher noch keine Detailkonstruktionen der Hebel und Getriebe. Daher wurde zunächst damit begonnen, die Steuerung in CAD zu konstruieren und sie in das CAD-Modell des Rumpfes einzupassen. Angefangen bei dem vorderen Steuerknüppel wurde so zunächst die Verbindung zum hinteren Steuerknüppel gestaltet. Dabei wurde darauf geachtet, die Steuerstangen so nah wie möglich an der Boardwand entlang zu führen, um nicht unnötig Platz für die Piloten zu verschwenden. Nachdem die Verbindung der beiden Steuerknüppel fertig konstruiert war, wurde mit dem Bau und Einbau der Steuerung ins Mockup begonnen. Leider mussten wir feststellen, dass das CAD-Modell und das Mockup nicht exakt übereinstimmen. So mussten einige Anpassungen erfolgen, bevor alles anständig platziert war. Hinzu kam, dass die Position der Steuerspanten, an denen die Steuerknüppel gelagert sind, geändert wurde. Dadurch wurden nochmal einige Anpassung nötig. Schließlich konnten wir uns aber über zwei verbundene Knüppel freuen, die sich im Mockup synchron bewegen.

Als nächstes wurde der Mischer in Angriff genommen. Dieser mischt die Querruder- und Wölbklapppeneingaben für die Flaperons. Auch hier waren zwar die Hebelverhältnisse bekannt, jedoch lag noch keine auskonstruierte Version vor. Um den Aufwand so gering wie möglich zu halten wurde das Prinzip des SB 14 Mischers übernommen, der sehr ähnlich aufgebaut ist. Auch der Mischer wurde zunächst in CAD konstruiert und erst dann gebaut. Für die Lagerung des Mischers im Rumpf wurden die letzten Tage Sperrholzinlets entworfen und gebaut. Inzwischen passt der Mischer in den Rumpf. Trotzdem gibt es noch ein paar kleinere Probleme zu lösen. Danach soll es daran gehen, den Mischer mit den automatischen Ruderanschlüssen, den sogenannten Tüten, zu verbinden. Diese wurden bereits gebaut und sollen in den nächsten Wochen ins Mockup eingepasst werden. Parallel dazu wird die Querruderanlenkung des Mischers mit den beiden Steuerknüppeln verbunden.

Idaflieg Wintertreffen

Idaflieg Wintertreffen

Vergangenes Wochenende waren wir bei der Akaflieg München zu Gast. Anlass war das diesjährige Idaflieg Wintertreffen, bei dem wir mit 13 Teilnehmern aus Braunschweig sehr stark vertreten waren. Auch die Zahl der Vorträge der Akaflieg konnte sich sehen lassen. Troschel hat als 1. Vorsitzende neben dem obligatorischen „Stand der Dinge“ Vortrag auch einen Vortrag über ihr Sondermessprojekt vom Sommertreffen gehalten. Dort hat sie die neuen LS8-Winglets mithilfe von Anstrichbildern untersucht. Auch Kleiner hat einen Vortrag über sein Sondermessprojekt gehalten. Ziel dieses Projektes ist es eine Datenbank für Schleppflugzeuge aufzubauen, bei der Flugmessdaten je nach Bedarf anhand verschiedener Kriterien ausgewertet werden können. Luli hat in seinem Vortrag über den aktuellen Stand bei der SB 15 und von den Erfahrungen mit dem Infusionsverfahren berichtet. Zudem hat er ein bisschen etwas über die Geschichte unseres aktuellen Projektes erzählt.

Neben dem Vortragsprogramm gab es natürlich wieder die Möglichkeit sich mit anderen Idafliegern auszutauschen und zu schauen, an welchen Projekten andere Akafliegs gerade arbeiten und wie sie mit ähnlichen Problemen umgehen. Am Samstagabend fand die Idaflieg Jahreshauptversammlung statt, bei der unter anderem eine neue Präsidentin gewählt wurden. Der neue Vorstand kommt dieses Jahr aus der Akaflieg Stuttgart. Ein großes Dankeschön geht an die Akaflieg München, die das Wintertreffen trotz der großen Teilnehmerzahl von ca. 120 Idafliegern sehr gut organisiert hatte.

Neues von den Flügelformen

Neues von den Flügelformen

Mit den Fortschritten im Rumpfbau werden die anderen SB 15-Baustellen auch wieder akut. Motiviert durch die Fertigstellung der ersten Rumpfhalbschale, geht es nun auch endlich an den Flächenformen weiter. Diese sind ursprünglich von der SB 14 und mit 18 Meter Spannweite leider zwei Meter zu kurz für unsere SB 15. Was macht man also, um die Flächenformen von 18 auf 20 Meter zu bekommen? Richtig! Man schneidet erst einmal einen Meter ab.

Das war notwendig, da erst bei 900 mm von der Rumpfmitte das eigentliche CA2-Profil anfängt, welches wir verlängern wollen.
Zuvor hat Lumpi mit seinen CATIA-Künsten aus dem SB 14-Flügelmodell und einigen Profilkoordinaten einen verlängerten Flügel entworfen, aus dem er dann in größer werdenden Abständen 15 Profilschnitte exportiert hat. Diese 15 Schnitte haben wir dann direkt bei der Lasertechnik-Firma unseres Vertrauens zuschneiden lassen und auf einen Ersatzholm aufgefädelt. Zusätzlich hat Lumpi eine Art Kamm entworfen, mit dem sich die einzelnen Profilschnitte auf dem Holm sehr einfach und sehr genau ausrichten ließen, um sie dann durch einfaches Punktschweißen in Position zu halten.

Als nächstes haben wir die Zwischenräume mit einem spröden und gut zu bearbeitenden PU-Schaum aufgefüllt, der später die Kontur des Formkerns bilden soll. Der Schaum wurde dann in mühsamer Feinarbeit bis auf Höhe der Profilschnitte heruntergeschliffen. Anschließend wurde der gesamte Kern mit einer dünnen Lage GFK belegt, um die Stabilität, besonders an der Hinterkante, zu erhöhen und um eine feinere Oberfläche zu bekommen.

Jetzt benötigt der Formkern nur noch eine ausreichend genaue Oberfläche, um davon eine Negativform abnehmen zu können, welche dann an die bereits bestehenden Flächenformen angeschlossen wird. Dies erreichen wir durch eines der angesagtesten Fertigungsverfahren im Flugzeugbau: spachteln, schleifen, spachteln, schleifen, füllern, spachteln, …

Innovationspreis der „Alten Adler“

Innovationspreis der „Alten Adler“

Die Traditionsgemeinschaft der „Alten Adler e. V.“ hat im Rahmen des Segelflugsymposiums am 17. November ihren Innovationspreis verliehen. Die Gewinner dieses Jahr waren die Akaflieg Karlsruhe und die Akaflieg Braunschweig, wobei wir für unsere Untersuchungen zur Verringerung der thermischen Belastung von Motoren bei Schleppflügen an unserer DR 300 ausgezeichnet wurden.

Abendrunde Forschen, Bauen, Fliegen startet am 01.12.

Um für unsere Mitglieder eine Möglichkeit zur kontinuierlichen Weiterbildung in den Bereichen Fliegen und Handwerk zu schaffen, haben wir eine kleine Gesprächsrunde organisiert. Dazu werden monatlich Vorträge mit Raum für Diskussionen zu spannenden Themen stattfinden. Einige Programmpunkte sind auch für Gäste offen. An dieser Stelle schon mal vielen Dank an die Vortragenden!

Die aktuellen Programmpunkte:

„…und plötzlich dreht sich alles“ – Strömungsabriss, Trudeln und Steilspiralen

Do 01.12., 19:30, Haus d. Wissenschaft, PK 11.5 (Raum 203)

Referent:
Martin Pohl ist als aktiver Segelkunstflieger beim LSV Gifhorn in Wilsche beheimatet. Er arbeitet beim Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt.

Aus dem Inhalt:

  • Motivation: Unfallberichte und Flugsicherheitsinfos
  • Etwas Profilaerodynamik: Polaren, Strömungsabriss; die Rolle von Anstellwinkel und Geschwindigkeit anhand von ein paar einfacher Gleichungen und Diagrammen
  • Flugmechanik des Trudelns: wodurch entsteht es, welche Rolle spielen Schwerpunktlage, Massenverteilung im Flugzeug, Schiebewinkel und Schubvektor?
  • Wie kommt man ins Trudeln?
    • Ausbildung und Kunstflug: Einleiten aus dem Geradeausflug, positives und negatives Trudeln
    • Aus dem Kurvenflug: Schmierkurve mit geringer Fahrt, hier ist es für die Flugsicherheit relevant
  • Und wie kommt man wieder heraus?
    • Steuertechnik
    • Abschattungseffekte am Seitenleitwerk
  • Unterschiede zur Steilspirale: Der Strömungsabriss macht den Unterschied
  • Aus der Praxis: Erkennen von Steilspirale und Trudeln und die Ausleitverfahren

Teilnehmer: Akaflieger und Gäste, Teilnehmerzahl nicht begrenzt

Was ist die SB 15?

Dieser Vortrag findet nun im Rahmen unseres AD/AH-Wintertreffens statt.

Mentales Training – Was bringt mir das?

Datum und Raum werden noch bekanntgegeben

Referent:
Martin Tronnier ist im Aero Club Braunschweig beheimatet, wo er sich als Fluglehrer und Streckenflieger engagiert. Er nimmt seit 1986 an deutschen und europäischen Meisterschaften Teil und war bereits zweimal Deutscher Meister. Er ist seit 12 Jahren Mitglied der Nationalmannschaft.

Aus dem Inhalt:
23 Jahren lang trainierte Martin Tronnier die deutschen Segelflug-Junioren und hat im Rahmen der Trainingslager bereits früh die die Sinnfälligkeit von Mentalem Training in der Segelfliegerei als ein wichtiges Thema eingeführt. Wie in den allermeisten Sportarten auch entscheidet sich nicht nur bei Fragen der Sicherheit, sondern auch bei der Frage nach der besten Leistung alles im Kopf. „Lasst uns das mal gemeinsam anschauen, da gibt’s viel zu entdecken!“

Teilnehmer: nur für Akaflieger

Erfolgreiche Infusion der Bruchrumpfhälfte im 2. Versuch

Erfolgreiche Infusion der Bruchrumpfhälfte im 2. Versuch

Im zweiten Anlauf haben wir endlich die erste Halbschale für unseren Bruchrumpf gebaut. Während uns beim ersten Versuch der Vakuumaufbau noch einen Strich durch die Rechnung gemacht hat, hat beim zweiten Versuch mit dem gewonnenen Wissen und leicht veränderten Formwerkzeugen fast alles so funktioniert wie es sollte.

Den ersten Versuch hatten wir noch vor dem Sommertreffen unternommen. Wie auch bei den bisherigen Probestücken wurde zunächst eine dehnbare Folie (Nullfolie) in die Form gesaugt, um eine vakuumdichte Oberfläche für den eigentlichen Infusionsaufbau zu erhalten. Diese Folie muss während des gesamten Bauprozesses von einer Vakuumpumpe in der Form gehalten werden. Problematisch an diesem Verfahren ist die Empfindlichkeit der Folie gegenüber Beschädigungen durch Werkzeuge. Dies ist insofern sportlich, da beim Zuschneiden und Einlegen stets mit Scheren in Formnähe gearbeitet werden muss, um die Fasern am Rand des Bauteils abzustufen. Weiterhin ist der Vakuumaufbau nur eine begrenzte Zeit dicht. Insbesondere dieser Aspekt hat während des gesamten Bauprozesses viele Nerven gekostet, da am Vakuumaufbau ständig Leckagen beseitigt werden mussten.

Das Einlegen der trockenen Fasern auf die Nullfolie hat insgesamt etwa zehn Tage gedauert. Dies dauerte so lange, da die Fasern sehr präzise eingelegt werden mussten und im Schnitt drei arbeitende Personen zu wenig waren. Auf die Fasern kommt schließlich der Infusionsaufbau, welcher aus vier Elementen besteht:

  • eine Fließhilfe, zur Verteilung des Harzes auf dem Bauteil
  • eine zentrale Luftleitung, zur Evakuierung des Bauteils
  • acht am Formrand angeordnete Harzangussleitungen
  • ein Vakuumsack zur Abdichtung des Aufbaus

Insgesamt hat der gesamte Prozess bis zu diesem Zeitpunkt ca. zwei Wochen gedauert und ob sich die gesamte Arbeit lohnt entscheidet sich nur in wenigen Minuten, nachdem die Infusion gestartet wurde. Dazu muss das Harz angerührt, in YOCTO entgast und schließlich am Bauteil angeschlossen werden. Durch das Vakuum werden die Fasern ohne weiteres Zutun getränkt. Ist die Infusion aber erst einmal gestartet, kann dieser Prozess nicht mehr gestoppt werden.

Leider hat uns gerade der Vakuumaufbau einen Strich durch die Rechnung gemacht, indem er undicht geworden ist. Die einströmende Luft hat den Druckgradienten zerstört und augenblicklich den Infusionsprozess gestoppt. Das einzig Positive war, dass sich noch während des Infundierens die Fehlerursache abzeichnete, für die eine Lösung bestand: ein zweiter, hier aus zeit- und platzgründen wegoptimierter Vakuumsack.

Die Fasern, die das Harz in den ersten 30 Sekunden vor der Leckage durchtränkt hatte, haben aber die Hoffnung geschürt, dass sich das Bauteil, wie in vorherigen Bauteilversuchen, komplett mit Harz durchtränken lässt. Also stand nach einem kurzen Urlaub aller Beteiligten die Optimierung des Prozesses auf dem Plan. Dafür wurden zum einen die Stehkragen so angepasst, dass die Fasern schneller eingelegt werden können, trotzdem aber genug Platz für einen zweiten Vakuumsack bleibt. Weiterhin wurden einige Kleinigkeiten verbessert.

Bei dem zweiten Versuch haben sich viele dieser kleineren Verbesserungen ausgezahlt. Mit einer deutlich größeren Gruppe konnten teilweise sogar im Schichtbetrieb die Fasern eingelegt werden. Die Zeit zum Einlegen hat sich so mehr als halbiert und die dehnbare Folie blieb stabil bei einem sehr guten Enddruck. Außerdem haben wir einen zweiten Vakuumsack verwendet, der den ersten Vakuumsack während der Infusion weiter abdichtet. Insgesamt hatten wir somit wieder vier Vakuumpumpen im Einsatz, um alle Säcke mit je einer eigenen Pumpe zu bedienen und parallel entgasen zu können. Durch diesen Aufwand hat der Aufbau bis zuletzt dicht gehalten.

Die große Überraschung kommt wie immer beim Entformen. Das Bauteil als solches ist bis auf sehr kleine Stellen in der nichttragenden außen liegenden Glaslage komplett durchtränkt. Allerdings zeichnen sich die Absaugung und Falten vom Vakuumsack in dem Bauteil ab. Dadurch ist das Bauteil nicht perfekt, aber für einen Bruchversuch vollkommen ausreichend.

Infotag in der Akaflieg und Erstsemesterbörse

Infotag in der Akaflieg und Erstsemesterbörse

Am nächsten Mittwoch ab 14:00 möchten wir allen Interessierten die Akaflieg zeigen. Dafür treffen wir uns um 14:00 zu einer Führung durch unsere Werkstatt am Flughafen und anschließend geht es raus auf den Flugplatz eine Runde fliegen. Bei Interesse schreib bitte eine Email an Email - 1.

Natürlich kannst du auch jederzeit sonst vorbei schauen, solltest du am Mittwoch keine Zeit haben. Ruf vorher bitte unter 0531 355177 an, damit sicher jemand in der Werkstatt ist.

Außerdem nehmen wir zur Erstsemesterbörse der TU am Montag, 17. Oktober unsere ASW 28, also eines unserer Segelflugzeuge, mit auf den Forumsplatz.

Zubehörbau für die Infusion

Zubehörbau für die Infusion

Bei dem Bau des letzten Probestückes hatte das Entgasen noch zu viel Zeit in Anspruch genommen, da unser bisheriger Exsikkator, also das Behältnis, mit dem man ungewünschte Luftbläschen aus dem Harz entfernen kann, zu klein war. Deshalb haben wir einen etwas größeren Exsikkator gebaut. Dieser ist aus der unteren Hälfte eines 200l Fasses entstanden, das sehr massiv mit Kohle verstärkt wurde, um der Last standzuhalten. In den Deckel haben wir eine 20mm dicke Plexiglasscheibe eingelassen, damit wir alle 7 Harztöpfe während des Entgasens einsehen können. Die Scheibe haben wir mit einem eigens dafür angefertigtem Werkzeug auf unserer Fräse aus der Platte herausgetrennt. Mit einem Durchmesser von 56cm ist „Yocto“, unser neuer Exsikkator, nun der größte uns bekannte Exsikkator in Braunschweig. Zusätzlich haben wir für unsere Vakuumpumpe, die direkt am Bauteil hängt, eine schöne neue Harzfalle gebaut. Der Deckel und der Boden bestehen dabei aus dem gleichen Plexiglas wie das Guckloch von Yocto.

Da wir die fertigen Rumpfhälften vorne im Bereich des Cockpits schäften und hinten in der Rumpfröhre verkleben werden wollten wir beides vorab einmal testen. Dazu haben wir wie angekündigt versucht, das Kohlenstofffaser-Aramid-Gewebe (a.k.a. Biene Maja) zu schäften. Leider blieb es bei einem Versuch, da sich die Aramidfasern trotz der Kohlefasern nur mit sehr geringem Vorschub schleifen lassen: aufgrund der schlechten Haftung zum Harz ziehen sich die Aramidfasern aus der Matrix heraus. Daher werden wir in Zukunft den Lagenaufbau abgestuft in die Form einlegen, um uns das Schleifen zu ersparen. Zum Üben des Verklebens der Rumpfröhre haben wir anschließend zwei ca. einen Meter lange Halbschalen gebaut. Ziel war einen möglichst gleichmäßigen Verklebespalt zu erzeugen, was auf Anhieb funktioniert hat.

Zusätzlich zu den Vorbereitungen an den Formen haben wir ein System aus Lasern an der Decke über den Formen installiert. Acht feste Laser markieren uns die Position der Querkraftbeschläge und Spanten und ein verschiebbarer Laser kann am Vorderrumpf an jeder beliebigen Position in der Form ein Kreuz aufspannen. Diesen können wir sowohl für die Form der Rumpfoberseite als auch für die Rumpfunterseite verwenden. Das Kreuz hilft uns später beim Setzen der Beschläge und Einbauten, sowie beim Einlegen der einzelnen Lagen.

Abschließend haben wir in Zusammenarbeit mit dem DLR für die von uns verwendete Hochmodulkolenstofffaser Faserkennwerte ermittelt. Um genauere Werte zu erhalten haben wir mit unserem Infusionverfahren und unserem Harz eine ebene Platte gebaut, aus der die einzelnen Proben dann heraus gesägt wurden. Die mit Dehnmessstreifen bestückten Proben hat dann das DLR bis zum Bruch auf Druck belastet. Da die Werte besser als die zuvor angenommenen Werte sind, wird die finale Belegung zur Zeit berechnet. Der Bau der vollständigen Halbschalen für den Bruchversuch steht damit unmittelbar bevor.

Finaler Infusionsversuch am Vorderrumpf

Finaler Infusionsversuch am Vorderrumpf

Beim Bau der Rumpfstruktur der SB 15 ist inzwischen das Infusionsverfahren an sich wieder in den Vordergrund gerückt. Zuvor wurden die Formen für den Bau der Halbschalen vorbereitet. Da die aus mehreren Teilen bestehenden Formen aber für die Infusion nicht dicht genug sind stand die Auswahl einer dehnbaren Folie auf dem Programm. Diese Folie wird in die leere Negativform gesaugt, um eine neue, dichte Oberfläche zu schaffen, auf die dann der restliche Aufbau kommt. Die Suche nach einer geeigneten Folie, welche genug Dehnungbarkeit besitzt und trotzdem vakuumdicht bleibt war dabei gar nicht so einfach. Ein sehr übersichtlicher Markt für hochdehnbare Vakuumfolien und Schwierigkeiten bei der Beschaffung ebendieser haben die Auswahl zusätzlich erschwert. Dadurch haben wir eine Zeit lang jede halbwegs dehnbare Vakuumfolie ausprobiert, die wir kriegen konnten. Nach anfangs sehr enttäuschenden Ergebnissen haben wir aber mit jeder Folie dazugelernt und sind der durch die Form vorgegebene Kontur immer näher gekommen. Inzwischen haben wir unsere Traumfolie gefunden. Mit der richtigen Folie, einer entsprechenden Vorbereitung der Formen und der richtigen Technik haben wir die Folie faltenfrei und überall anliegend in die Form gesaugt bekommen. Zudem verträgt sich die Folie mit unserem Harzsystem und macht auch nach mehreren Tagen Benutzung keinerlei Probleme.

Nachdem das Problem mit der Folie gelöst war sind wir das nächste Probestück angegangen. Der gebaute Bereich ist ca. 1,2m lang und sitzt im Mittelrumpf. Diese Stelle ist sowohl vom Lagenaufbau als auch von der Fließlänge des Harzes die kritische Stelle des Rumpfes. Damit der Versuch aussagekräftig ist haben wir die Originalbelegung mit „scharfem“ Material verwendet. Wie geplant haben wir den gesamten Infusionsaufbau auf der dehnbaren Folie aufgebaut. Für den Aufbau waren letzten Endes vier Vakuumpumpen nötig, neben zwei geliehenen Pumpen auch unsere neue Membranpumpe, welche die dehnbare Folie über Tage in der Form gehalten hat.

Das Bauteil ist trotz kleiner Hindernisse sehr zufriedenstellend geworden und spricht für das Infusionsverfahren. Unter anderem wird das Harz in den großen Mengen, in denen wir es bei der Infusion verarbeiten, durch die exotherme Reaktion von Harz und Härter doch sehr schnell warm. In diesem Fall konnten wir die Harzbecher relativ komfortabel mit Eis herunter kühlen, für den Sommer muss hier allerdings eine andere Lösung her.

Zum anderen hat das Entgasen des Harzes, also das Entfernen von ungewünschten Luftblasen aus dem angemischten Harz, zu lange gedauert. Das lag in diesem Fall an einem zu kleinem Exsikkator, in dem jeweils nur ein Harzbecher entgast werden kann. Also werden wir auch hier etwas Neues bauen müssen womit dann mehrere Harzbecher gleichzeitig entgasen können. Zudem stehen in nächster Zeit viele kleinere Vorbereitungen an. Zum späteren Verbinden der beiden Halbschalen wollen wir das Verkleben der Rumpfröhre und das Schäften der Aramidfasern für den vorderen Bereich erproben. Außerdem werden für die Hochmodulkohlefasern noch Materialkennwerte benötigt, welche wir zusammen mit dem DLR ermitteln wollen. Und auch ein Stehkragen für die vordere untere Form steht wieder mal an, worin wir ja bereits Übung haben. Nachdem der letzte Infusionsaufbau erfolgreich war sind diese letzten Schritte lediglich Fleißarbeit.