Discus im Massstab 1:2

Als Modellbauer seit meiner Kindheit kam mir 2003 die Idee, ein ganz persönliches Segelflugzeug zu bauen. Um mich von dem abzusetzen, was handelsüblich vorhanden ist, wählte ich den Discus mit halbem Massstab. Besorgt um Präzision und Wirklichkeitsnähe, wende ich mich an die Firma Schempp Hirth in Deutschland, Hersteller grosser Segelflugzeuge. Ich erhalte eine Dreiseiten-Ansicht im Massstab 1:10 mit Bemassungen, die ich als Basis verwenden werde.

Um Massfehler zu minimieren, zeichne ich den Rumpf neu im Masstab 1:2, in Profil und Draufsicht. Für die Kontur der Spanten benutze ich das Programm «Wings 2» von Richard Ferrière. Diese insgesamt 44 Konturen werden auf Papier aufgezeichnet, auf Schichtholzplatten MDF 7 mm geklebt, dann ausgeschnitten und geschmirgelt. Zwecks perfekter Geradheit werden sie auf einen Stahlstab mit rechteckigem Querschnitt aufgefädelt. Der Träger des Hecks, perfekt konzentrisch, besteht aus Roofmat. Das Ganze wird danach mit einem Lattenwerk aus Linde mit 15×5 mm abgedeckt. Nach leichtem Schmirgeln ist das Resultat perfekt. Lindenholz ist ideal: es ist dicht, leicht zu schmirgeln, seine Maserung ist regelmässig und eng. Es bleibt sehr stabil, arbeitet also wenig.

Die Form wird dann mit 3 Lagen Glasgewebe 163 g pro m² abgedeckt. Die Endbearbeitung geschieht mit einer Spritzpistole in mehreren Schichten mit einem 2-Komponenten Karosserieüberzug, mit Wasser geglättet. Die Karmans werden danach mit Hilfe von zwei kleinen Flügelenden eingekittet, die speziell für diesen Zweck angefertigt wurden.

Ich habe noch nie Formen hergestellt, und nach einigen vergeblichen Bitten um Hilfe habe ich weiter im Internet und bei Fachleuten Informationen gesammelt. Nach einigen Versuchen habe ich entschieden, meine Formen aus Epoxidharz-Laminat herzustellen, dies im Hinblick auf bessere Stabilität. Das Grundmodell wird flachgelegt, um die erste Halbform zu erhalten. Die Trennplanke muss sich so dicht wie möglich an der Form befinden, und der entstehende kleine Zwischenraum wird dann mit Modellierpaste ausgefüllt (auf den Fotos blau).

Meine Frau hat mir geholfen, das Laminieren der beiden Halbschalen dieses beeindruckenden Rumpfwerks auszuführen, beginnend mit dem Auftragen einer Harzschicht pro Form. Da das noch klebrig ist, bringen wir eine Verbindungsschicht aus Epoxidharz und Glasfaserschnitzel auf. Für eine halbe Form muss man mit 18 Stunden Non-stop-Arbeit rechnen. Insgesamt werden 16 Gewebelagen mit Epoxidharz gelegt. Nach drei Tagen Polymerisation lässt sich die Form ohne Schwierigkeit ablösen.

Eine Woche später kommt das erste Rumpfwerk zum Vorschein. Ein bisschen Kitt und Bearbeitung der Oberfläche haben die Fehler ausgebügelt. Es erscheint mir etwas schwer, aber dafür sehr steif. Es wird längs mit zwei unidirektionalen Kohlefaserbändern mit 10 cm Breite verstärkt.

Dieses Segelflugzeug ist vollständig «SCALE», gebaut. Alle Masse des Modells entsprechen dem ursprünglichen Segler. Die dargestellte Version ist der Discus CS (Standardklasse), d.h., die erste Version dieses Segelflugzeugs.

Diese wurde von Mecaplex, Grange, hergestellt, die Verglasung für grosse Seelflugzeuge mit Wärmeformung hergestellt. Man muss ihnen eine glatte Form mit 6 mm Dicke liefern, die temperaturbeständig bis 140 °C ist. Ich stelle eine negative Form her, forme dann den endgültigen Stempel, der von Mecaplex gefordert ist. Ich verwende Hochtemperaturharz, mit einem Spezialhärter, der Ofenhärtung erfordert. Da ich keinen ausreichend grossen Ofen besitze, stelle ich einen kleinen «Anbau» an unseren Küchenherd her.

Meine Glashaube erscheint kurz danach, aufgespannt auf einem Plexiglas mit Dicke 2,5 mm. Sie wird komplett mit der Feile angepasst. Ich baue ihr einen Lüftungsschieber und klebe sie auf einen Streifen aus Kohlefaser. Die Verriegelung und Drehbarkeit sind identisch mit dem ihres grossen Bruders.

Der Rumpf enthält ein handelsübliches, verstärktes ausfahrbares Fahrwerk, das auf 3 Gasstossdämpfern montiert ist. Der Pilot kommt von Axel Scale Models in Deutschland. Die Kielflosse, leicht und robust, wird unter Vakuum aus Glasfaser Laminat/Epoxid/Nomex-Waben geformt. Die Lenkbarkeit geschieht über drei Kugellager. Die Steuerung ist aus Kevlar Kabeln vorwärts und rückwärts hergestellt und arbeitet ohne Spiel.

Er wird unter Vakuum aus Waben geformt. Die Befestigung am Rumpf geschieht mit einem T-Element aus Kohlenstoff mit Dicke 6 mm, um eine Schraube auf der Oberseite zu vermeiden. Die Tiefen-Regelklappe besteht aus zwei Teilen, die Steuerungs-Servos befinden sich im Innern des Stabilisators, was eine direkte Steuerung ohne Spiel ermöglicht. Ich habe das Originalprofil des Discus gewählt: 16% Dicke, biconvex, und hohl im letzten Viertel. Beim Flug werde ich dieses ungewöhnliche Profil analysieren.

Die Flügel sind aus einem Styroporkern, der mit 0,9 mm Abachi bedeckt ist. Der Holm hat I-Form, bestehend aus 2 Kohlenstoffplatten mit abnehmendem Querschnitt, die miteinander durch einen Steg aus 3-mm-Flugzeugsperrholz verbunden sind. Unter der Beplankung werden zur Verstärkung diverse Bänder aus Glasfaser aufge-bracht. Es stellt sich nachfolgend bei Belastungsversuchen heraus, dass dies mehr als ausreichend ist. Die Landeklappen mit schwierig herzustellender Kinematik werden aus Glasfaser und Epoxidharz geformt. Die Querruder werden mit Halbrundstäben betätigt, was nicht wirklich die Anpassung erleichtert. Die Flügel werden mit Glasfasergewebe 50 g/m² abgedeckt. Die Flügelenden werden aus Balsaholz hergestellt, überzogen mit Kohlenstofffasergewebe. Der Flügelanschluss besteht aus 28 mm Stahl und wiegt alleine mehr als 4 kg.

Die Servomotoren werden in die Flügel in der Nähe der Ruder eingebaut, dies ohne Zugriffsklappe, damit der Flügel so sauber wie möglich ist. Diese Wahl habe ich bereut, als bei der Einstellung der Empfänger die beiden Servos der Landeklappen durchgebrannt sind, was mich zwang, die beiden Flügel zu öffnen. Beim nächsten Mal wird mir das nicht mehr passieren.

Die Computersimulation für die Profile HQ Serie 3 führt zu folgenden Ergebnissen:

Die beste Gleitzahl beträgt 39,4 bei 68 km/h.

Die minimale Sinkgeschwindigkeit beträgt 0,45 m/s bei 60 km/h.

Der Abrissgeschwindigkeit beträgt 50 km/h.

Die Stabilität ist optimiert für die Roll- und Nickachsen.

Diese Ergebnisse, die nahe bei der Leistung grosser Segelflugzeuge liegen, verheissen Gutes.

Hier danke ich Richard Ferrière für seine wertvolle Zusammenarbeit (Verwendung seines Programms «Wings 2» und Berechnungen zu Leistung und Schwerpunkt).

Das gesamte Modell wird mit Zweikomponenten-Karosserielack beschichtet. Das ist eine enorme Arbeit, aber das Ergebnis ist es wert. Die Oberfläche bleibt schön und ist leicht zu pflegen.

Ich habe eine Transportkiste auf einem Gestell aus 60×30 mm geschweisstem Aluminium gebaut. Die Kiste besteht aus furniertem Pappelholz mit geringer Dichte. Die Gesamtmasse sind 3800 mm×550 mm×550 mm für 60 kg, das Modell eingeschlossen.

Anlässlich einer Veranstaltung mit Flugzeugschlepp in Courtelary konnte ich der Versuchung nicht widerstehen, diesen schönen Vogel nach so langer Wartezeit in sein Element zu entlassen. Ich brauchte einen sehr guten Piloten, der die Verantwortung für diesen ersten Flug übernehmen sollte. Das war Stéphane Drand, der an diesem Tag anwesend war und mich letztendlich überzeugte, mir ein Herz zu fassen. Wir beschlossen, den Discus am Ende der Piste auszurichten, ihn nach ungefähr zwei Metern vom Boden abheben zu lassen, und ihn in der Geraden zu ziehen. Nachdem er etwa 40 Meter gerollt war, hebt er sich hinter seinem Schlepper in die Luft und steigt auf ungefähr drei Meter. Der Pilot klinkt aus, und der Diskus fliegt ein gutes Stück über die Piste, bevor er sanft aufsetzt. Bei einem zweiten Versuch und sanftem Aufstieg zeigt sich der Vogel stabil und reagiert vernünftig auf die Befehle. Stéphane will unbedingt ausklinken, weil der Segler nur steigen und seinen ersten richtigen Flug machen will. Es ist sinnvoller, die Zulassungen abzuwarten.

Diese beiden ersten Versuche sind in der Tat vielversprechend, der Segler ist gut getrimmt, die Flugbahnen sind einwandfrei, kein Trimmer muss nachgebessert werden, die Einstellungen scheinen korrekt. Die Trimmlage beim Flug ist wirklich realistisch, und die Gleitzahl unglaublich: Beim zweiten Flug hat er fast die ganze Piste überflogen.

Nach all diesen Stunden der Arbeit ist ist es wirklich eine unglaubliche Belohnung, diesen Segler sich weiterentwickeln zu sehen. Ich werde Sie über die weitere Entwicklung und den ersten richtigen Flug auf dem Laufenden halten.

Ich freue mich sehr, dass ich den Mut habe, eine solche Konstruktion in Angriff zu nehmen. Diese Art von Projekt ist ein wirkliches Abenteuer, das ich voll genossen habe, dank der Hilfe und Unterstützung meiner Frau. Was die Stimmung angeht, so ist es nicht leicht, mehr als 3 Jahre alleine am selben Modell zu arbeiten. Es gibt Momente der Entmutigung, weil die aufgetretenen Probleme am Massstab des Modells liegen. Leider findet man im Handel an Zubehör nicht viel, man muss alles selbst machen. Diese Art von Arbeit fordert viel, aber die Freude ist grenzenlos, wenn die Belohnung beim Flug kommt.

Ich bin immer noch nicht immun, ich plane ab Winter nochmals ein Unternehmen mit dem Bau eines neuen Discus in Version 2C mit demselben Rumpf und 9 Meter Spannweite.

Weil ich eher Konstrukteur als Pilot bin, schafft mit die alleinige Tatsache, diesen wunderbaren Vogel sich weiterentwickeln zu sehen, enorme Befriedigung.