Artikel im FMT 4/1998

Pegasus

Ein Traum lernt fliegen

Teil 1

Es war schon immer mein Ziel, einfache und gut fliegende Elektroflugmodelle zu bauen. Die PEGASUS basiert auf den Erfahrungen von vier Vorgängerkonstruktionen, welche annehmbare bis gute Flugeigenschaften hatten, aber doch noch ein paar Schwächen und Mängel aufwiesen. Die PEGASUS ist auf Gutmütig- und Leistungsfähigkeit ausgelegt. Ersteres wird wesentlich vom verwendeten "Clark-Y" Profil beeinflusst, letzteres ist von den verwendeten Motoren abhängig, in diesem Fall "Billigmotoren". Die Konstruktion ist so ausgelegt, dass das Modell von jedem Modellbauer mit etwas Holzbaukasten-Erfahrung zu bauen ist.

Modellaufbau

Sie ist ein Schulterdecker. Der Flügel ist eine Rippenkonstruktion mit CFK-Rohren als Holmen, was den Aufbau wesentlich vereinfacht. Die Biegefestigkeit des Flügels ist theoretisch so hoch das ein Abfangmanöver mit 30-facher Erdbeschleunigung (30 G) möglich sein sollte, Theoretisch! Ich empfehle es niemanden dies auszuprobieren. Mit der Nasenbeplankung erhält man einen verdrehsteifen Flügel, welcher hohen Belastungen standhält. Der Rumpf ist rechteckig mit verstärkten, abgerundeten Ecken. Im vorderen Teil ist er oben gewölbt ausgeführt, was der Optik und Stabilität zugute kommt. Das Leitwerk ist in einer Leistenkonstruktion aufgebaut. Es ist abgestrebt, um die Kräfte welche auf das Höhenruder wirken, aufzunehmen. Mit dem Dreibeinfahrwerk ist ein präzises Steuern am Boden und beim Starten "garantiert". Die Festigkeit des Modells ist gut bis sehr gut, man könnte noch einiges an Gewicht einsparen, aber dann wäre es nur wieder etwas für die Experten.

Der Flügel basiert zu einem guten Teil auf Erfahrungswerten mit dem Ziel, die Flächenbelastung unterhalb von 80 g/dm2 zu halten. Die Leitwerksdimensionen habe ich nach Franz Perseke "Das Segelflugmodell III" berechnet und festgelegt.

Grundsätzlich sollte leichtes Balsaholz verwendet werden, was aber nicht heissen soll, dass man mit der Briefwaage einkaufen gehen muss. Es genügt, wenn man den Vorrat des Fachgeschäftes nach den jeweils leichtesten Brettchen und Leisten durchsucht. Dabei sind Farbe und Jahresringdichte, neben dem Abschätzen des Gewichtes gute Leitfaden, helles Holz und weite Maserung sind ein Hinweis auf geringes Gewicht.

Werkzeug und Klebstoffe

Balsamesser, Laubsäge, Massstab, Balsahobel, Handbohrmaschine mit Bohrer und ein Schleiffklotz ist das Minimum was man braucht. Von Vorteil ist eine Stichsäge mit Sägetisch für den stationären Betrieb, und wer gar noch eine billige Ständerbohrmaschine oder ähnliches sein Eigen nennt, ist bestens eingerichtet. Der verfügbare Platz sollte ausreichen, um den kompletten Flügel von 1830 mm Spannweite zu bearbeiten. Hauptsächlich habe ich Weissleim verwendet, nur wenn es erwähnt wird, verwendete ich Sekundenkleber oder Epoxi. Allen Gewichtsfanatikern möchte ich sagen, dass die Klebstoffe gemessen am Fluggewicht nur Promillen ausmachen. Gewicht sparen kann man leichter und wirkungsvoller an anderen Stellen.

Der Bau

Es ist nicht meine Absicht sie zu langweilen, nach dem Muster, "Leiste A an Brettchen B kleben", ich denke, die Pläne und Stückliste sind ausführlich genug. Vielmehr möchte ich einige Tips und Tricks zum Bauablauf geben.

Als erstes kopiert man die jeweiligen Seiten 1:1 um die zusammengehörenden Teile wie Flügel und Rumpfansichten zusammenzufügen. Es lohnt sich alle Spanten und Musterrippen auf separate A4 Blätter zu kopieren, und diese danach auf entsprechendes Sperrholz zu kleben. So ist es möglich die Spannten passgenau auszusägen.

Der Flügel

Die Rippen werden aus leichtem, 3 mm Balsa, im Blockverfahren, hergestellt. Die beiden Musterrippen sind aus 4 oder 5 mm Sperrholz ausgesägt und mit den 5.6 mm Bohrungen für die Holme versehen. Die Löcher sind absichtlich 0.1 mm grösser gebohrt als diejenigen der Holme, sonst bekommt man Probleme beim Auffädeln der Rippen. Nun werden 18 35 x 300 mm grossen Balsabrettchen, welche die zukünftigen Rippen einer Flügelhälfte sind, unter eine Musterrippe gelegt. Nach dieser werden die Holmbohrungen ausgeführt. Danach werden Rippen und Musterrippen mit M3-Gewindestangen, und kurzen CFK-Rohrstücken zum Zentrieren, zusammengespannt und verschliffen. Ich schwärze die Kanten der Musterrippen mit Filzstift, so sieht man gleich, wenn die Musterrippe beim Schleifen tangiert wird. Es ist mit dieser Technik möglich 3-4 Flügel herzustellen, ohne das merkliche Abweichungen festzustellen wären, es muss nicht immer eine Metall-Musterrippe sein. Man muss nur aufpassen, dass man am Schluss auch wirklich einen linken und einen rechten Rippensatz in Händen hält!

Eine einfache Ständerbohrmaschine leistet gute Dienste, wenn es ans Bohren der Rohrholmaufnahmen geht. Der Bohrer sollte 0.1mm Übermass haben, damit die Rippen sich später gut auffädeln lassen.

Nasen- und Endleisten werden gemäss dem Plan abgelängt und nach Möglichkeit mit Schlitzen versehen. Ich verwende dazu eine billige stationäre Stichsäge mit Sägetisch, damit lassen sich die Schlitze nach dem Anzeichnen auf dem Plan schnell herstellen. Es wäre auch möglich, die Rippen stumpf zu verkleben, dass würde aber die Festigkeit des Flügels herabsetzten, insbesondere gegen das "herausdrücken" der Rippen. Sie werden der Position entsprechend abgelängt. Diejenigen welche auch die Querruder bilden, werden entsprechend aufgeteilt. Achtung, die Bohrungen für die Kabel in den Rippen nicht vergessen! Nach dem Auffädeln und Ausrichten der Rippen zueinander werden sie mit Sekundenklebertropfen fixiert, die Holme verklebe ich mit 30-Minuten-Epoxi. Um ein Verkleben mit dem Bauplan zu verhindern, legt man am besten klare Frischhaltefolie zwischen Plan und Werkstück. Das ist sehr preiswert, und selbst Sekundenkleber hält darauf nur schwach. Die zweite Flügelhälfte kann man auf der Rückseite des Plans zusammenbauen, das man ihn mit eingestrichenem Öl transparent kriegt ist ja wohl hinlänglich bekannt.

Die Tragflächenrippen werden im bekannten Blockverfahren hergestellt

Die Querruderklappen werden separat zusammengefügt. Da die beiden äussersten Rippenstücke fehlen werden diese entsprechend den anliegenden Rippen zugeschnitten. Nach dem Zusammenstecken und Ausrichten auf dem Plan werden auch diese mit Sekundenkleber zusammengeklebt. Das Einsetzen der Verstärkung für das Ruderhorn und das Verschleifen beenden diesen Arbeitsschritt.

Nun wird bei beiden Flügelhälften die untere Beplankung eingeklebt. Dabei muss sie an der Nasenleiste leicht unterlegt werden um dem Profielverlauf zu folgen. Anschliessend kleben wir die beiden Hälften mit den Holmverbindern und Füllstücken, unter Verwendung von Epoxi, zusammen. An einem Ende muss der Flügel 63 mm angehoben werden. Anschliessend werden die inneren Rippen entsprechend aufgeteilt und eingesetzt. Dabei ist wichtig, dass die beiden mittleren Balsarippen gegen ein 5 mm Sperrholz-Rippenstück ersetzt werden. Nur durch diese Sperrholzrippe ist eine Übertragung der Kräfte, vom Rumpf auf den Flügel, sicher gewährleistet.

Mit dem Einziehen und verlöten der Motor- wie auch der Servokabel und dem Beplanken des Nasenbereiches, ist der Flügel schon fast fertig. Es fehlt nur noch der Randwirbel und die Verstärkung für die Flügelschraube. Jetzt kann alles verschliffen werden. Ich selbst habe dabei noch nie eine Schablone benutzt, denn ich denke, dass das Auge präzise genug ist um den Nasenradius genügend exakt zu verschleifen. Es wird schliesslich kein Hochleistungs-Wettbewerbsmodell.

Die Flügelrippen werden auf CFK-Rohre als Holme aufgefädelt

Rumpf und Leitwerk

Das Leitwerk wird direkt auf dem Plan zusammengefügt. Hier sollten nur die stabilsten Leisten verwendet werden, da die Festigkeit des Leitwerks entscheidend davon abhängt.

Wer keine überlangen Balsabretter von 2 mm Dicke auftreiben kann muss den Rumpf aus zwei Teilen erstellen. Die schräge Trennstelle legen wir unter den Flügel, denn dieser Bereich wird er noch zusätzlich verstärkt. Das Übertragen der Rumpfkontur geht am besten, wenn man die Brettchen unter den Plan legt und jetzt mit dickeren Nadeln an den Ecken der Rumpfkontur den Plan durchsticht. Jetzt müssen nur die richtigen Punkte miteinander verbunden werden.

Für das Zusammenkleben der Seitenteile sollte man genügend Gummiringe zur Hand haben. Mit dem Plan als Kontrolle der Mittelachse wird ein verzugfreier Rumpfbau gewährleistet. Vor dem Aufbringen der oberen Beplankung muss man den Flügel mit dem Rumpf verbohren. Dazu werden die beiden Haltebolzen im Flügel mit dem Verstärkungsspannt 070 zusammen verbohrt, das garantiert eine genaue Passung der Bohrungen zueinander. Jetzt können die Bolzen eingeschoben, der Flügel auf den Rumpf gelegt und ausgerichtet werden. Der Verstärkungspannt 070 wird auf der anderen Seite des Spanntes 039 auf die Flügelbolzen aufgeschoben, in dieser Position gut eingeklebt und mit Dreikantleisten verstärkt. Frischhaltefolie hält auch hier den Klebstoff vom Flügel fern. Die hintere M5-Schraubenverbindung wird nach Kontrolle der Flügelposition verbohrt, Ø 6 mm. Anschliessend wird die Bohrung im Rumpf für die Einschlagmutter vergrössert und diese mit einer Schraube von unten her mit ein wenig 5-Minuten-Epoxi eingezogen. So erhält man eine genau passende Flügelaufnahme.

Die Akkurutsche wird von zwei 3 mm Balsabrettchen gebildet, die zusätzlich abgestützt werden. Damit genügend Platz für den Akku vorhanden ist, legt man ihn vor dem Verkleben des oberen Brettchens mit einem 2 mm Balsabrettchen auf die Rutsche. So hat man auf der ganzen Länge genug Platz. Die Kabinenhaube ist entsprechend der Rumpfform aus Balsaleisten und Brettchen erstellt. Der Trick dabei ist, dass man nur oben einen Riegel braucht. Bedingt durch den Winkel des unteren Spanntes, ist ein Verlieren der Haube unmöglich. Als letztes werden die Öffnungen für die Lufthutzen zur Kühlung des Rumpfes ausgeschnitten.

Das Fahrwerk

Das Hauptfahrwerk, welches in meinem Fall aus Aluminium besteht, sollte mindestens 120 mm hoch sein um eine genügend grosse Bodenfreiheit der Propeller zu gewährleisten. Der Bugfahrwerksdraht stammt aus dem Bereich der Flügel-Einziehfahrwerke. Er wird dem Hauptfahrwerk entsprechend für das Bugrad unten abgewinkelt. Die Lagerung erfolgt über zwei Messing- oder Kupferplättchen, welche in Pappelsperrholz eingeklebt sind. Aluminium eignet sich nicht besonders, da es zum "Schmieren" neigt. Eisen oder Stahl kann auch verwendet werden, dann besteht aber das Risiko, dass das Fahrwerk mit der Zeit zusammenrostet. Die Bugfahrwerkslagerungen und der Rumpf werden vor dem Einsetzten mit den Bohrungen versehen und mit dem Bugfahrwerk als Zentrierung, welches gut eingefettet ist, eingeklebt. Zum Schluss werden mit einer Bohrmaschine die letzten Ungenauigkeiten egalisiert. Die Anlenkung des Fahrwerks erfolgt mit dem kürzesten Kugelgelenkanschluss aus dem Graupner Bugfahrfwerkset Best. Nr. 1179. Mit den leichten Schaumstoff Rädern von Robbe hat man die richtige Wahl getroffen, sie tragen das Gewicht von über drei Kilogramm klaglos. Der einzige Nachteil ist, dass man es unterlassen sollte, das Modell tagelang auf den Rädern stehen zu lassen, da sich sonst hässliche, platte Stellen an den Rädern bilden, die das Rollen des Modells sichtbar beeinflussen.

Damit ist der Rohbau abgeschlossen und die PEGASUS kann verschliffen und bespannt werden. Was dabei zum Einsatz kommt ist eigentlich unerheblich. Ich habe rote transparente Folie (Oracover) für Flügel und Leitwerke und gelbe (Super Monocote) für den Rumpf verwendet. Die Schriftzüge sind an einem Computer entstanden. Sie wurden nach dem Ausdrucken einfach auf durchsichtige Selbstklebefolie kopiert und danach aufgeklebt. Solange es kein Verbrennermodell ist hält das allen Witterungen stand.

Der Pegasus ist bodenstartfähig; je besser die Piste, desto Kürzer die Startstrecke und desto mehr "Saft" beleibt zum eigentlichen Fliegen

Nach dem Einkleben der Leitwerke in den Rumpf müssen noch die beiden Leitwerksstüzen angebracht werden. Die drei M2-Verschraubungen zur Sicherung sind unbedingt erforderlich, da eine alleinige Verklebung der Streben nicht reicht. Bei stürmischen Wetter löste sich einmal eine der Streben mit einem hörbaren Knall als gerade ein Rückenabschwung geflogen wurde. Das Höhenleitwerk selbst blieb unbeschädigt, so dass die sofortige Landung kein Problem war. Es zeigte sich, dass das Balsaholz gleich unter der Verklebung gerissen war. Mit der zusätzlichen Verschraubung wird das verhindert.

Einbau der Fernsteuerung und des Antriebs.

Für das Höhen- und Seitenruder können Standardservos verwendet werden. Die Öffnung über den beiden Servos wird nach der Montage mit Spannfolie verschlossen. Die beiden Querruder werden jeweils von einem Flächenservo bewegt. Die Abdekungen der Querruderservos waren ein bisschen zu schmal, sie wurden deshalb einseitig mit einem 0.5 mm ABS-Streifen verbreitert. Wenn die Abdeckungen mit 1 mm starkem doppelseitigem Klebeband angebracht werden ist ein Zugang zu den Servos auch später noch gewährleistet. Dem Bugfahrwerk spendierte ich ein überzähliges Flächenservo. Dies hat den Vorteil, dass eine lange Anlenkung vom Seitenruderservo entfällt. Des weiteren kann bei Verwendung einer Computer-Fernsteuerung im Betrieb das Mischungsverhältnis Bugrad/Seitenruder beliebig angepasst werden. Die Neutrallage des Bugrades ist auch unabhängig zu trimmen. Man kann natürlich das Bugrad mit dem Seitenruder auch konventionell koppeln.

Die Flächen- und das Bugradservo sind mit 1 mm starkem doppelseitigem Klebeband auf 0.5 mm ABS-Plättchen geklebt, welche mit einem Kunststoffkleber aufgebracht sind. Das genügt, ich habe die Erfahrung gemacht, dass Standardservos (Graupner) mit Kunststoffgertiebe bei einer Bruchlandung eher einen Gertiebeschaden erleiden, als dass sie sich lösen. Wichtig ist, dass vor dem Anbringen des Klebebandes die Oberflächen gut entfettet werden, beispielsweise mit Azeton. Um ein so montiertes Servo wieder zu lösen, hat sich ein unten abgewinkelter 1.5 mm Stahldraht bewährt, den man unter das Servo schiebt und so das Klebeband in der Mitte aufreisst. Anschliessend müssen nur noch die Reste des Klebebandes entfernt werden.

Die Gestänge und Bowdenzüge fixiere ich mit den Gestängeanschlüssen von Graupner, Best. Nr. 1177, da man die genauen Längen jederzeit schnell verändern kann. Die Flächen- und Bugradservos verrichten ihre Arbeit über 2 mm Stangen welche einseitig ein M2-Gewinde mit Gabelkopf aufweisen. An den Rudern werden normale Ruderhörner mit den oben erwähnten Gestängeanschlüssen verwendet.

Ein kleinerer Empfänger, welcher mit den Kabeln maximal 24 mm hoch sein darf und ein Empfängerakku, finden oberhalb der Akkurutsche gerade genug Platz. Der Empfängerakku ist mit nur 250 mAh bestimmt nicht überdimensioniert. Deshalb ist der Einsatz einer Akkukontrolle welche über eine mehrfache Diodenanzeige verfügt sinnvoll. Ich teste den Empfängerakku in der Regel vor jedem Start, indem ich alle Ruder gleichzeitig bewege. Dabei darf die Spannung nicht in einen kritischen Bereich abfallen. Vier bis sechs Flüge (etwa 30 min.) sind kein Problem. Es hat sich gezeigt, dass der Empfängerakku danach immer noch zu rund 40 % geladen war. Der Motorsteller hat seinen Raum unter der Akkurutsche, dort ist er gut gekühlt und ist das ideale Verbindungsglied zwischen Motoren und Flugakku.

Der Pegasus ist als reines Zweckmodell konstruiert und besticht durch sein gutmütiges Flugverhalten und seine Leistungsfähigkeit mit "Billigmotoren"

Den Antrieb des Modells übernehmen zwei Speed 600 BB Turbo 12 V, welche über das Power Gear Zahnriemengetriebe 2.5:1 jeweils eine 10 x 5.5 Luftschraube antreiben. Anfangs verwendete ich Speed 600 BB 9.6 V welche aber im September 95 gegen die oben erwähnten ausgetauscht wurden. Die Motoren werden auf jeweils zwei am Flügel montierten Kieferleisten festgeschraubt. Auf eine Verkleidung der Motoren habe ich bewusst verzichtet, da mir der Aufwand zu gross war. Dadurch ist die Kühlung der Motoren ebenfalls kein Thema. Die Stromversorgung übernimmt ein 16-Zellen Akku mit 1700 mAh. Alle Kabelverbindungen sind mit 4 mm Goldstecker ausgeführt, da sie korrosionsbeständig sind. Die Verbindung Motoren/Flügel wurden steckbar ausgeführt. So ist der alfällige Wechsel eines Motors viel einfacher.

Fertig...

Endlich war es soweit! Die PEGASUS stand mit einem Kampfgewicht von 3220 g im Keller. Damals, das war Ende Juni 1995, waren noch die 9.6 V Motoren eingebaut. Eine noch in aller Eile durchgeführte Messung ergab rund 30 A Gesamtstrom bei 8500 - 8700 1/min.

Mit diesen Werten ging es am nächsten Tag zum Jungfernflug. Darüber und mehr, im nächsten Heft.

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