Vor einigen Jahren packte Jochen am Hang eine mini SB-13 von Graupner aus und cruiste damit genüsslich die Kante entlang. Das sah mal richtig cool aus! Die Idee von einer modernisierten CfK Neuauflage entstand spätestens an dem Abend. Aber damals blieb es nur bei einer Idee…
Bis zum Nano-BAM hatte ich selber länger keine Aero-Auslegung mehr gerechnet, aber durch ihn juckte es wieder in den Fingern, wieder etwas aufwändigeres zu berechnen. Außerdem wurde durch die Beiträge von JoJo26 (Jochen) zur Profiloptimierung im RC-Network (RC-Network: Entwicklung eines Profilstraks mit XOptfoil) mein Interesse an automatisierten Optimierungen geweckt. Ich wollte sowas mal ausprobieren. Und da kam der Gedanke an die kleine SB-13 wieder – zumal ich einen Nurflügel auch noch nie ausgelegt habe… Also: Challenge Accepted.
Da es moderner werden sollte, wurde als Vorbild die AK-X der Akaflieg Karlsruhe (https://akaflieg-karlsruhe.de/ak-x/) gewählt. Die sieht für mich einfach schicker aus und hat auch mehr Pfeilung. Irgendwie wurde es dann auch größer als die Graupner SB-13 – 1/4 klingt doch viel besser….. 😊
Da es mein erster selbst berechneter Nurflügel und auch die erste automatisierte Profiloptimierung werden sollte, stand von Anfang an fest, dass erst ein Prototyp in Positivbauweise (Roofmate Kern mit CfK Gewebe) gebaut werden muss. Da ich den Bauaufwand des Positivmodells möglichst einfach halten wollte, entschloss ich mich das Modell statisch zu entlasten: Dafür wurde unter Anderem die Streckung reduziert, indem ich die Spannweite auf 3m schrumpfte, die Tiefenverteilung aber gleich ließ (somit auch die Re-Zahlen). Die Streckung ist ähnlich zu heutigen F3B Modellen.
Den Start der Aerodynamische Grundauslegung entwarf ich mit dem Nurflügel-Programm von Frank Ranis.
Somit standen Profiltiefen und Re-Zahlen fest und der Profiloptimierer konnte eigentlich loslegen – dafür brauchte ich aber noch ein Basisprofil. Ich habe mir angeschaut, was andere Modelle mit ähnlicher Pfeilung verwenden (Smile von P.K., ZeZe2, MuBu, NF3, SB13…). Im Vergleich entschied ich mich für ein BB12 von Bernd Brinkmann, was ich zugunsten der Statik auf 9.2% aufdickte und die Wölbung und Rücklage händisch optimierte.
Damit habe ich den JX-Optimierer loslaufen lassen, um das Basisiprofil zu optimieren. Der Optimierer hat das Verhalten des händisch angepassten Profils nochmal ein wenig verbessert, aber vor allem sein Verhalten über den Arbeitsbereich „harmonisiert“. Die 9.2% habe ich dabei als Zielwert festgehalten.
Das optimierte Profil war dann der Input für die JX-Strak-Funktion, um ein optimierten Strak für die AK-X zu entwickeln.
Die aerodynamische „fein“ Auslegung des Flügel wurde hauptsächlich in XFLR5 gemacht, aber für manche Anpassungen habe ich auch FLZ Vortex genutzt. Als Basis für die Auslegung wurde ein Stabilitätsmaß von 12% verwendet.
Um den Aufbau des Flügels einfach zu halten, habe ich den Flügel dreiteilig ausgelegt und den Rumpf so modifiziert, dass der Flügel bei abgenommener Kabinenhaube auf den Rumpfrücken geschraubt wird. Das vereinfacht vor allem die Streckung vom Flügel (Trennung an [C] s.u.). Der gesamte Flügel wurde in 12 Segmente (+ Winglets) unterteilt.
Was mich dann beim Holm geritten hat, weiß ich nicht mehr – als die Kerne da waren und der Bau losging habe ich meinen geplanten Holm „über den Haufen geworfen“ und einfach eine breite Lage C150UD genommen, frei dem Motto „Ist doch nur ein Prototyp und der muss ja nicht ballern“. Vorweg: Das war nicht meine beste Idee. Die Außenlagen wurden auf lackiertes Maylar laminiert und damit die Kerne im Vakuum verpresst. Außenflügel haben ein C100 Spreadtow als Außenlage. Das Mittelteil hat eine C160 Außenlage.
Die Rumpfform habe ich direkt negativ aus MDF gefräst. Die Form dann mit dünnem Harz eingestrichen und anschließend verschliffen. Aus dieser Form wurde dann ein unlackierter Rumpf gebaut, der später gefillert und lackiert wurde. Der Zeitaufwand war dadurch wirklich sehr gering und eine einfache, schnelle Möglichkeit Prototypen-Rümpfe zu fertigen. Auch der Haubenklotz wurde aus MDF gefräst, mit Harz bestrichen, geschliffen und er bekam noch ein Harzauftrag + Schliff. Dadurch hatte er bereits eine sehr gute Oberfläche. Die Haube wurde klassisch tiefgezogen.
Der Erstflug fand Anfang März 2022 an einer leichten Anhöhe statt und verlief überraschend unspektakulär. Der Schwerpunkt schien grob zu passen und der Gleitwinkel und Kreisflug sahen auch vielversprechend aus. Also ging es ein paar Tage später zum heimischen Platz. Dort wurde die AK-X mit einem Schlepper auf Höhe gebracht. Der Schwerpunkt musste durch etwas Blei im Heck doch noch angepasst werden, dann passte er aber gut – der Gleitwinkel war wirklich gut. Die Speedaufnahme auch – aber das war fatal. Denn die AK-X ging super schnell in ein Flattern über den gesamten Flügel über. Gut, dass ich mir den Holmaufbau so einfach gemacht habe, denn so konnte man ein Biegeflattern mal super deutlich, live und in Farbe sehen. Toll.
Zuhause wurde kurzerhand die Trennscheibe angesetzt und im Holmbereich die Unterseite vom gesamten Flügel aufgeschnitten, um von unten einen neuen Holmaufbau in den Flügel zu integrieren. Leider hatte ich keine HM Rovings mehr und somit wurden ST Rovings verwendet.
Der Unterschied zum alten Holm war aber schon enorm. Man konnte die AK-X jetzt deutlich schneller fliegen. Ab einer gewissen Geschwindigkeit flatterte sie trotzdem – für mein Geschmack immer noch zu früh. Eine andere Schwäche war noch schnell identifiziert: Der Wingelt Fuß, der das Wingelt und den Flügel verbindet war 3D gedruckt, wodurch diese Verbindung „weich“ war. Ich habe den 3D gedrucketen Fuß mit C90 Gewebe belegt, dadurch fühlte sich das Winglet deutlich fester an.
Flugversuche damit wurden dann im Juni in unserem Hangflugurlaub durchgeführt. Die Flattergrenze konnte mit dieser Modifikation nochmal verschoben werden. Auch Zackenband vor den Querrudern hatte den Flattermode noch ein wenig verschieben können. Das Ergebnis könnt ihr im Video ganz oben sehen – da flattert sie nicht. Schneller darf man sie aber auch nicht fliegen.
Leider habe ich die AK-X im besagten Urlaub auch verloren. Ich habe nochmal den Schwerpunkt etwas nach hinten geschoben. Ob dann mein Wurf einfach verissen war oder der Schwerpunkt zu weit hinten war kann man nicht mehr heraus finden – Direkt aus dem Wurf schmierte sie über den linken Flügel weg und ließ sich nicht mehr aus dieser Fluglage bringen. Sie ist dann an einer unerreichbaren Stelle in der Hangkante abgestürzt. Sie sieht von Drohnenaufnahmen noch unbeschadet aus, aber das passierte am letzten Tag unseres Urlaubs und wir hatten kein Kletterseil etc dabei. Ich musste sie also schweren Herzens im Hang liegen lassen.
Ich konnte aber viel Erfahrung mit dem Modell sammeln. Mein Fazit:
- Thermikleistung: Sehr gut
- Kreisflug: Gut – aber ein angelenktes SLW/Winglet wäre eine lohnende Verbesserung
- Überziehverhalten: Wird gut angezeigt und ist einfach kontrollierbar (Vor der letzten Schwerpunktänderung)
- Thermikphase: Gutes Ansprechverhalten durch die inneren Klappen
- Fahrtaufnahme: Gut
- Streckenleistung: Könnte man nochmal nachbessern
- Speed: Konnte aufgrund von Flattern nicht erreicht werden ☹
- Landung: Kein Problem, die Bremsstellung (alle Klappen hoch) reduziert unkritisch die Fahrt bei voller Steuerbarkeit
Die Profile arbeiten sehr gut, die Geometrie auch. Der Schwachpunkt war die Bauweise. Das gleiche Modell aus Negativformen, mit vernünftigen Holmaufbau und Hochmodulgeweben wäre mit Sicherheit ein Top Modell. Das Modell auf 3,75m zu strecken, um „Scale“ zu sein, würde ich persönlich eher nicht machen. Technisch würde das gehen, aber der Topspeed (Flattern) wird geringer sein als bei der 3m Fun-Scale Variante. Aber es ist Geschmackssache ob die Scale Optik oder der Topspeed höher gewertet wird. Und die Frage ist wie schnell ein Pfeil-Nuri fliegen muss – ich arbeite da vielleicht mit dem falschen Maßstab… 😉
Ich pausiere mit diesem Projekt jetzt erst einmal – aber wer weiß ob sich das nochmal ändert…
Christoph