Artikel: Bauen und Fliegen, 5/2009, Tecnam P2002-JF, in VLA als Modell

Nachdem ich im letzten Jahr den aufwendigen Bau (3 Jahre) einer Robin DR400 abgeschlossen habe (FMT 12/2008, 1/2009, FMT-Plan 320 1365), sollte es diesmal ein wesentlich einfacheres Modell werden. Handlich beim Transport, mit gutmütigen Flugeigenschaften, einem modernen Elektroantrieb und einfach aus Holz zu bauen. 
Heraus kam eine Konstruktion mit einer Spannweite von 1,55m was bei einer Originalspannweite von 8,6m dem Modellmassstab von rund 1:5.5 entspricht. Verglichen mit einem üblichen Trainiermodell keine grosse Spannweite. Wenn man sich aber vor Augen hält, dass der Rumpf so 200mm breit ist, bei einer grössten Flügelbreite von 286mm und sich die Fahrwerkshöhe auf gut 145mm beläuft erkennt man schnell, dass ein originalgetreues Modell dieser Grösse doch beachtliche Dimensionen aufweisst. Als Bauziel wurde ein Gewicht von 3 bis maximal 3,2 Kilogramm angestrebt, da der Motor aus einem E-Segler zum Einsatz kommen sollte, der gerade mal 2,7kg wog. Dieser E-Segler wies mit einem 3S1P-Lipo-Akku sehr gute Leistungswerte auf. Mit einem 4S1P-Akku sollte dieser Motor bei dem mit rund 3kg geplantem Abfluggewicht doch auch noch reichen. Das waren meine damaligen Überlegungen.

Hinweis: Hier ist noch weiteres zu finden zur HB-KOS in meinem Web (Christian Forrer Mai 2014).

Die Knacknüsse

Die P2002-JF hat ein paar Bauteile die nicht ganz so einfach zu realisieren sind. Sehr markant ist die grosse Kabinenhaube, die sich in einem eleganten Linienzug über den Rumpf wölbt. Beim Original sorgt sie für eine sehr gute Rundumsicht, bei einem Modell zuerst für etwas Ratlosigkeit. Woher soll man eine solche Kabinenhaube herbekommen, wenn ein 200mm breiter und rund 300mm langer Rumpfausschnitt verschlossen werden soll? Selber Tiefziehen schied für mich natürlich aus, da so eine Haube dafür viel zu gross ist. Speziell eine ziehen zu lassen? Das wiederum war mir zu kostspielig... Also blieb nur noch die Option, die Kabinenhaube eines ähnlich grossen Modells an die Tecnam anzupassen. 
Heute gibt es auf dem Markt eine Vielzahl von grösseren Kunstflugmaschinen die über entsprechend grosse Kabinenhauben verfügen (Katanas, Extras, Glasair usw.), die haben alle sehr ähnlich verlaufende Haubensegmente). Ich habe mir nun eine Methode ausgedacht, um so eine Haube auch über ein etwas anderes "Haubengestell" montieren zu können. Der Zufall hat mir dann die Haube einer grösseren Robin R2160 zugespielt aus der ich ein passendes Segment schneiden konnte. Dazu später mehr. 
Das Hauptfahrwerk fand ich in Form eines GFK-Fahrwerksbügels von Engel Modellbau & Technik (360x160 für eine Extra, EM6000.05-GFK). Das liess sich zu einem optisch nur wenig breiterem, Hauptfahrwerk umarbeiten, das auch die typischen gebogenen Hauptfahrwerkbügel wiedergibt. Beim Bugfahrwerk habe ich mich dazu entschlossen, es in gefederter Ausführung, analog dem Vorbild, nachzubauen. Wer über einen Drehbank verfügt kann es ohne Probleme nachbauen. Aber auch eine starre Version lässt sich sehr leicht realisieren oder man nimmt eine gekaufte Version... 
Die Radschuhe habe ich bei Graupner (6251.8) gefunden. Sie sind etwas "spitzer" als bei der HB-KOS, entsprechen aber recht gut den aktuellen neuen Radverkleidungen der P2002-JF, so wie sie heute ausgeliefert werden. 
Und dann ist da noch die Motorhaube. Diese wurde als GFK-Teil realisiert. Dazu baute ich ein Urmodell von dem das Negativ für das Laminieren abgeformt wurde. Man könnte sie aber auch leicht über ein (Positiv-) Styropormodell laminieren, das anschliessend "entfernt" wird.

Das Modell ist in klassischer Holzbauweise ausgeführt. Da aber ein vergleichsweise voluminöses Modell gebaut wird ist beim Einkaufen darauf zu achten, dass eher die leichteren Hölzer verwendet werden.
Die Leitwerke sind einfache Leistenkonstruktionen. Damit sie genügend steif werden sind beide Seiten mit etwas breiteren 2mm dicken Balsastreifen beplankt/verstärkt. So erhält man mit den innen liegenden 5mm starken Leistengerüst ein leichtes, stabiles Leitwerk mit 9mm Gesamtdicke. Zudem sind diese Leitwerke durch den grossen Nasenradius auch unempfindlicher gegen frühzeitigen Strömungsabriss als ein vergleichbares, dünneres "Brettchenleitwerk". 
Der Rumpf liess sich in eine obere und untere Seite "teilen". Der untere Rumpfteil lässt sich auf dem Rücken liegend auf einem ebenen Brett leicht zusammenfügen. 8x8mm-Balsa-Leisten stellen in den Ecken die Verbindung zu den Rumpfspanten her. Im vorderen Bereich werden anschliessend die nötigen Sperrholzverstärkungen aus 4mm-Pappel-Sperrholz eingeklebt (aussen bündig abschliessend). So kann die ganze Aussenseite mit 3mm-Balsaholz beplankt werden. 3mm deshalb, damit man auch nach dem Verschleifen von Unebenheiten noch genügend (Rest-) Materialstärke hat. Durch die grossen Ausschnitte ist das Gewicht trotzdem "im grünen Bereich".
Anschliessend können die oberen Teile der Rumpfspanten "aufgestellt" werden. Einige Leisten geben die Rumpfwölbung wieder und stützen gleichzeitig gegenseitig die Spanten ab. Nach dem Beplanken mit 3mm-Balsa ergibt das einen sehr stabilen und trotzdem leichten Rumpf.
Zum Flügel ist nur wenig zu sagen. Es ist ein normaler Rippenflügel, bei dem die Holme auf der hinteren Seite, durchgehend verkastet und von der Nasenleiste bis zu den Holmen komplett beplankt sind. Die Rippen lassen sich trotz der recht hohen Streckung noch im Block-Verfahren herstellen. Mann muss aber die doppelte Anzahl Rippen zuschleifen, damit man danach nur jeweils jede zweite verbauen kann. So erhält man einen sehr profilgetreuen Flügel.
Die Flügel werden über ein Aluminiumrohr mit dem Rumpf verbunden. Dadurch dass die Hüllrohre schräg im Flügel eingeklebt werden, ergibt sich automatisch die V-Form des Modells. 
Zuerst habe ich dazu das Hüllrohr des Rumpfes zusammen mit dem etwas vertieft in den Rumpf eingelassenen Aufnahmebrettchen für das Hauptfahrwerk eingeklebt. Dieses besteht aus 5mm-Flugzeug-Sperrholz und ist mit der Pappel-Sperrholz-Verstärkung in den Rumpfwänden verklebt. Eingeklebte Einschlagmuttern ermöglichen später eine problemlose Montage der Fahrwerksbügel. 
Das Hüllrohr wird in den etwas grösseren Bohrungen im Rumpf ausgerichtet/fixiert und dann von innen mit halbmondförmigen Sperrholzstücken verklebt. Anschliessend werden von Aussen die Spalten vergossen/verspachtelt. Das hält garantiert und es ergeben sich beim winkligen Einkleben zur Rumpfachse keine grösseren Probleme. 
Nun kann der Rumpf, der mit Hilfe eines rasch gebauten "Auflagetischs" platziert werden (der Bereich des Kabinenausschnittes liegt "frei schwebend" parallel zur Tischplatte). Jetzt werden die Flügelhälften zusammen mit den Hüllrohren in den Flügeln "aufgefädelt" und durch abstützen am äusseren Ende ausgerichtet. Indem man mit einem längeren Lineal optisch "über den Flügel peilt" lässt sich die Querausrichtung sehr genau ermitteln (auch im Flügel sind die Bohrungen grösser als das verwendete Hüllrohr). Wenn alles korrekt ist werden die Hüllrohre an den Sperrholzspanten fixiert (5-Minuten-Epoxy), das Modell wieder abgebaut und die Hüllrohre rundherum sauber mit den Rippen verklebt/verharzt. Dazu verwendet man am besten 12- oder 24-Stunden Epoxyd- Harz das mit Füllstoffen angereichert wird.

Die Kabinenhaube

Wie ist es möglich, eine nicht hundertprozentig passende Haube an das hier beschriebene Modell anpassen? Antwort: Man baue sich einen stabilen Haubenrahmen und verschraube die gewählte Haube darauf; aber jetzt mal schön der Reihe nach. Zuerst habe ich drei Platten aus Flugzeugsperrholz so in den Kabinenausschnitt eingepasst, dass sie rundherum leicht zurückstanden (entsprechend der Materialstärke der Kabinenhaube). Da am Ende nur noch ein etwa 10mm breiter Rahmen stehen bleiben soll, habe ich diesen schon vor-/ausgeschnitten, dabei aber in regelmässigen Abständen 2 bis 3mm breite Verbindungsstege stehen lassen. Drei auf den Flächen verklebte Leisten sorgen für eine stabile Haubenrahmen-Konstruktion über die ich die Kabinenhaube mit kleinen Blech-Senkschrauben verschraubt habe. So konnte ich die nicht ganz passende Haube trotzdem gut "aufziehen". Als das geschehen war, liessen sich die inneren Platten durch das Durchtrennen der Verbindungsstege "herausnehmen" und der Rahmen auf der Innenseite verschleifen. Die Schrauben habe ich mit einem etwas dickeren, weissen Zierklebeband abgedeckt.
Um das Modell noch etwas realistischer zu gestalten habe ich aus 3mm-Depron einen einfachen Instrumententräger gebaut, den ich mit einer Originalaufnahme des Armaturenbrettes beklebt habe. Mit der Schwarz/Anthrazit lackierten Aussenfläche ergibt das ein einfaches aber sehr gut aussehendes Accessoire. Dadurch dass dieses Teil direkt in der Kabinenhaube eingeklebt werden kann, stört es auch beim Wechseln der/des Akkus nicht. Die Haube selbst wird oben mit einem eingeklebten Federriegel und unten durch einen Stift sicher gehalten.

Für das Urmodell wählte ich diesmal einen etwas anderen Weg als bei den vorgängigen Modellen. Da ich aus der CAD-Konstruktion fast beliebig viele Schnitte erzeugen kann, habe ich die Motorhaube zuerst als eine Art "Scheibenmodell mit Distanzhalter" aus Karton zusammengebaut. Der nächste Schritt war das dicke Einschäumen mit billigem PU-Bauschaum. So wurden alle Lücken zwischen den Kartonscheiben verschlossen.
Nach zwei Tagen war ich mir dann sicher, dass alles durchgehärtet war und ich konnte die zukünftige Form herausarbeitet. Da ich davor die Kanten der Scheiben mit einem blauen Filzstift anmalte, hatte ich eine sehr gut Kontrolle, ob ich beim Schleifen schon auf dem Karton angekommen war.
Die Poren und Löcher wurden nun mit Polyesterspachtel aufgefüllt und die endgültige Aussenkontur modelliert. Zusammen mit einem Feinspachtel ergab das am Ende ein ansprechendes Urmodell das am Schluss mit einer Schicht aus Epoxid-Harz überzogen wurde. Das alles ging sehr schnell von der Hand; leider etwas zu schnell, wie sich zeigen sollte... So hatte ich teilweise nicht ganz sauber gearbeitet es gab hier und dort noch kleine Unebenheiten (kann am Ende ja noch verschliffen werden...). Des Weiteren habe ich beim Abformen Harz-Restbestände verwendet, die teilweise in der Menge etwas knapp bemessen waren. Am Ende hatte ich das Problem, dass ich die fertig laminierte Motorhaube nicht aus der Form herausbekam, weil es einfach zu viele kleine "Hinterschneidungen" (Unebenheiten) gab. Erst als ich sie beidseits, seitlich einschnitt konnte die Haube aus der Form herausgerissen werden. Diese "Fehlstellen" waren dann aber schnell wieder zusammenlaminiert, alles verspachtelt und verschliffen. Das Resultat liess sich durchaus sehen: Eine schöne Motorhaube. 
Ich komme aber zu folgendem Schluss: Man kann nach diesem Verfahren recht schnell ein GFK-Teil modellieren aber beim Oberflächenfinish sollte man sich genug Zeit nehmen, das zahlt sich aus.

Für den Bau dieses gefederten Bugfahrwerks ist fast zwingend eine Drehbank nötig. Wer diese Möglichkeit nicht hat, aber trotzdem ein Fahrwerk in dieser Art bauen möchte (also nicht auf eine ähnliche gekaufte Version ausweicht), verzichtet einfach auf die Federfunktion und verwendet einen weichen Reifen. Anstelle des Federzylinders setzt man dann eine starre Stange ein. Die meisten Teile lassen sich mit Sägen und Feilen aus einer 12mm und 3mm dicken Aluplatte "herausarbeiten". Einzige Ausnahme sind dabei die besagten Drehteile für den Federzylinder. 
Die Radgabel besteht aus zwei zugesägten und gebogenen Alublechen. Das Biegen erfolgte im Schraubstock. Damit die Bohrungen winklig zueinander sind werden die beiden Teile zusammen verbohrt, vorzugsweise mit einer (kleinen) Ständerbohrmaschine.
Die Bugrad-Winkelstange ist aus einer 12mm-Aluplatte herausgesägt und anschliessend wurden die Konturen nachgefeilt. Mit vernünftigen Feilen geht das sehr schnell. Die Bohrungen sind mit einer Ständer- oder auch Handbohrmaschine rasch gesetzt. Für die gefederte Ausführung werden noch drei Drehteile benötigt. Den genauen Durchmesser der Federführung kann man an die vorhandene Feder anpassen. Ich habe eine Feder eingebaut, die bei einer gespannten Länge von 18mm eine Kraft von 13,44 Newton entwickelt, bei einer Federrate von 0,96 N/mm. Beim Einfedern wird die Feder um maximal 7mm weiter zusammen gedrückt (Federlänge ungespannt 32mm).
Der Lagerbock des Bugfahrwerks ist auch aus der schon erwähnten 12mm-Aluplatte heraus gesägt und gefeilt worden. Es ist wirklich erstaunlich, was man in rund zwei Stunde und etwas Schweiss schon mit einfachem Werkzeug alles machen kann (Bugradschwingbleche, Winkelhalter und der Lagerbock).

Startvorbereitung zum Erstflug, der völlig problemlos erfolgte.

Da die Motorhaube verhältnismässig lange ist, hatte hat man genügend Raum um eine komfortable Motor- und Bugradaufhängung zu realisieren. Die Motoreinheit ist als separate Baugruppe auf einer grösseren GFK-Platte verschraubt, die mit vier Schrauben mit dem Sperrholzträger verbunden ist. Der Motor selbst wird auf einer dreieckeigen GFK-Platte fixiert, die mit drei M4-Gewindestangen/Schrauben, mit der grösseren, hinteren GFK-Platte verschraubt ist. Die gesamte Motoreinheit kann bei Bedarf einfach ausgebaut werden. 
So kann der Motor mit den drei Gewindestangen bezüglich Seitenzug- und Sturz beliebig justiert werden. Um die dabei auftretenden Winkel-Auflagefehler kompensieren zu können, sind zwischen Dreiecksplatten und Stoppmuttern jeweils O-Ringe dazwischen geklemmt. Dadurch wird vermieden, dass Spannungen in der Dreiecksplatte auftreten, da die Muttern nur die O-Ringe quetschen und nicht direkt auf der GFK-Platte aufliegen. Die Motorbaugruppe ist natürlich etwas aus der Mitte zum Motorträger hin verbohrt damit der Motor in der Grundeinstellung zentrisch aus der Motorhaube herausschaut.

Fertigstellung des Modells

Das ganze Modell habe ich ganz in Weiss bespannt (Oracover). Anschliessend erfolgte der Einbau der Technik, also Motor mit Regler- und Akkuauflage, Servo's und natürlich die Beleuchtung. Die Landeklappen sind mit so genanten "Landeklappen-Scharnieren" angeschlagen, was einen ausserhalb der Klappe liegenden Drehpunkt ergibt. Dadurch kann sich ein kleiner Teil der Luft bei voll gesetzten Klappen, zwischen Flügel und Klappe "hindurch quetschen", was in der Regel zu einer "Stabilisierung" des Modells in dieser Flugphase führt. Die Querruderklappen sind mit selbstklebender Orastic-Folie angeschlagen ebenso die Leitwerksklappen. Die Ruderhörner für die Flügelklappen habe ich aus 2mm-GFK-Plattenmaterial zugeschnitten und in die entsprechenden Schlitze in den Klappen eingeklebt.
Die Beleuchtung ist mit ultrahellen Luxeon-LED's realisiert (weiss, rot und grün), die von einer "Beacon Evo3" Schaltung von flugmodellbau.de angesteuert werden. Auch der Landescheinwerfer ist mit einer Luxeon LED bestückt. Auch wenn ich diese LED's schon kenne, bin ich immer wieder überrascht, wie gut man sie auch im vollen Sonnenlicht sehen kann. Ausser dem Landescheinwerfer der eine eigene Platine mit "Optik" besitzt, sind alle anderen LED's, zusammen mit den Alu-Röhrchen für die Wärmeabfuhr, direkt "vor Ort" eingeklebt. In der Seitenruderklappe sind gleich zwei montiert (weisse Heckleuchte und das Stroblight). Die beiden Kabel liessen sich mit ausreichender Elastizität gut über den Drehpunkt der Klappe führen, die an der Dämpfungsfläche mit Orastik- Klebefolie angeschlagen ist.

Das Fliegen

Am 11. April 2009 war es dann soweit. Das Modell stand fertig bestückt auf der Piste. Nach dem der Reichweitentest erledigt und die obligaten Fotos am Boden gemacht waren, schob mein bewährter Testpilot Andy Müller den Gasknüppel nach vorne. Die HB-KOS beschleunigte sehr gut und war nach nur kapp 1/3 der Piste schon in der Luft um mit mehr als genug Leistung den Steigflug fortzusetzen. Schnell zeigte es sich, das das Modell sehr gut in der Luft lag. Nur minimales Trimmen war nötig, ansonsten war alles perfekt, bis auf den Seitenzug des Motors, der war noch deutlich zu gering. Das damals 2.85kg schwere Modell zeigte bei einem Motorstrom von max. 46A mit dem rund 3 Jahre alten 3S1P Polyquest-Akku erstaunliche Leistungsreserven. Vollgas im Horizontalflug wirkt deutlich zu schnell, gut Halbgas reicht völlig zum normalen Fliegen. 
Das Abschmierverhalten kann als Harmlos bezeichnet werden. Wenn die Tecnam mit abgestelltem Motor und voll gezogenem Höhenruder ausgehungert wird, sackt sie durch, kippt aber erst ab wenn man zu viel mit den Querruder "arbeitet", was sich aber durch nachlassen der Höhe sofort wieder stabilisieren lässt. Also harmlos, genau so wie beim Original. 
Landungen, auch ohne Klappen, bereiten keine Schwierigkeiten. Durch das verhältnismässig geringe Gewicht lässt sich die Tecnam für die Landung erstaunlich langsam machen. Wenn in einem flachen Sinkflug mit etwas Schleppgas die Piste angeflogen wird, kann man wunderbar aufsetzten, wenn kurz vor dem Boden das Gas komplett herausgenommen wird. Der voluminöse Rumpf bremst wunderbar. Was aber noch viel schwerer wiegt: Dieses Modell kann wirklich im Bodeneffekt ausgeflogen und sanft auf dem Hauptfahrwerk gelandet werden. Nach dem Aufsetzten kann man wie bei "der Grossen" das Bugrad noch längere Zeit "in der Luft halten", ein herrliches Bild. 
Im Gegenzug lässt sich die Tecnam aber auch zügig fliegen. Die HB-KOS kann in Bodennähe mit erstaunlichem Speed zum Beispiel "durch eine acht" gejagt werden. Standart-Kunstflugfiguren sind kein Problem. Einzig die Rollrate ist etwas geringer als bei einer Kunstflugmaschine.
Abschliessend ist zu sagen, dass diese Tecnam P2002-JF trotz der eher geringen Spannweite von 1,55m ein stattliches Modell ist. Insbesondere die originalgetreue Beleuchtung wertet das Modell auf. Landungen mit voller Beleuchtung bei bedecktem Himmel, ich komme direkt ins Schwärmen... Was mich persönlich am meisten überrascht hat ist der Umstand, dass ich sehr viele der guten Eigenschaften meiner HB-KOS im Modell wieder gefunden habe! 
Jeder der 3-Achsmodelle beherrscht wird damit klar kommen. Es ist aber auch zu sagen, dass die Windempfindlichkeit etwas grösser ist, als bei einem Trainer mit gleicher Spannweite. Im Kurvenflug ist der Einsatz des Seitenruders erforderlich, wenn sauber geflogen werden soll. Das alles ist natürlich eine Folge des voluminösen, aber massstäblichen Rumpfes. Durch den Elektroantrieb habe ich jetzt ein handliches Modell, das im Betrieb wenig Aufwand erfordert und auch auf fremden, etwas kleineren Plätzen gut einsetzbar ist. Wie sich bei den Aufnahmen in Lommis gezeigt hat, ist die Startleistung mit dieser Motorisierung gerade noch ausreichend, um aus einem rund 8cm hohen Rasen heraus starten zu können. Zu guter letzt möchte ich mich bei meinen Freunden bedanken, die mich bei den Testflügen und Flugaufnahmen tatkräftig unterstützt haben. Ohne sie wären all die verschiedenen tollen Bilder, so nicht möglich gewesen.

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