D-30 - Cirrus , ein semiscale Nachbau des leistungsfägsten Segelflugzeuges der Epoche vor dem 2. Weltkrieg.

Eigentlich wollte ich in meinem Alter keine Großmodelle mehr bauen, sondern meine diversen, größtenteils Eigenbaumodelle langsam auffliegen. Jedoch inspiriert, nach über 30-jährigen Modellfliegen an der WaKu (Berg der Segelflieger), kam mir die Idee bei der Teilnahme des diesjährigen (2005) Karl Pfeifer Pokal an der Wasserkuppe,  im kommenden Jahr an dem jährlich stattfindenden Großseglerwettbewerb, mit einem Nachbau des 1938 gebauten D 30 - CIRRUS teil zu nehmen. So würde nach 70 Jahren, wieder einmal eine D 30 - CIRRUS, zwar nur als Modell, an einem Wettbewerb teilnehmen.

Die Veröffentlichung der Fliegergruppe RWTH Aachen e. V. (ftha) war mir zur Entwicklung des Planes sehr hilfreich.                                  
Wobei das Zitat der Veröffentlichung mir auch die Bestätigung gab, dass das Modell den heutigen Hightechmodellen nicht nachstehen würde.           
Zitat Anfang:
"
Fast 20 Jahre nach dem ersten Rhönwettbewerb erreichte man mit dem "D 30 Cirrus" eine Gleitzahl von 37,6. Die beste Sinkgeschwindigkeit lag bei 0,55 m/s. Damit stand der "Cirrus" an der Spitze der Leistungssegelflugzeuge, die bis zum Zweiten Weltkrieg gebaut wurden. Diese Leistungen wurden erst Jahrzehnte später von Konstruktionen der Kunststoffbauweise überboten." 
Zitat Ende
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  Wieder einmal durch Unterbrechungen, wurde ein Modell nicht zur beabsichtigten Zeit fertig.
So konnte ich nicht schon 2006, sonden erst 2007 mit der D 30 am Großsegler-Wettbewerb an der WaKu teilnehmen.
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Dort erreichte ich mit ihr, am 30. 06. 2007,  bei  sehr
böiger, starken Winden bis zur Stärke 6, den 1. Platz.
Diesen, neben all den High Tech Modellen wie SB10, ASW´s, Nimbus u. s. w. mit einem Eigenbau - OLDI.

Man sieht, dass die 1938 erstellten Konzeption der D-30 auch als Modell  heute noch die Leistungen der high-tech Flugzeuge erreicht.


Siehe auch hier!
eingefügt im JULI 2007                                             und Nachtrag im Juli 2009                                        

  Das vorab
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Zur Erstellung eines Bauplanes verwendete ich die Veröffentlichungen auf der Homepage der
Akademische Fliegergruppe Darmstadt e.V. (Bild 1 und 1a)


                    D – 30   „CIRRUS“ , Original              

                 Entwurf                 R.Schomerus, H.Alt, H.J.Puffert
                 Baujahr                 1938
                 Werkstoffe             Holz, Sperrholz, Dural, Elektron
                 Profil                     NACA 24xx, Göttingen 600
                 Spannweite            20.1 m
                 Flügelfläche           12 m²
                 Rüstmasse             190 kg
                 Flächenbelastung  
16Kg/m²
                 Sitze                      1
                 Bemerkungen        Kunst- und Wolkenflug möglich.
                                              Weltrekord im Ziel-Rückkehrflug Bremen-Lübeck 305 km am 7.Juli 1938.  
                                              Sieger bei den Studentenmeisterschaften.


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                                                 Bild 1                                                                                                              Bild 1a
 
Bild 2
Dreiseitenriss       
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Planung:



            D – 30   „CIRRUS“ ,    Modell               

                 Entwurf                 Hg
                 Baujahr                 2006
                 Werkstoffe            Holz, Sperrholz, Styropor, GFK, CFK
                 ProfilStrak            HQ-2,5/14, auf HQ-2,5/12, auf HQ-2,5/14
                 Spannweite            4,05 m
                 Flügelfläche           0,647 m²
                 Gesamtgewicht      3,8 Kg
                 Flächenbelastung   58,5g/dm²
                 Streckung              24
                 Bemerkungen        Kunstflug möglich, Einsatz für Großsegler-Wettbewerbe, Rhönsieger 2007



So war mein nächster Schritt, den Aufriss und den Schwerpunkt mit dem  hier  downloadbaren Programm zu erstellen.


Schwerpunktberechnung
 Siehe ganz unten (letzte Version), wo ich den Schwerpunkt auf 93mm hinter die Nasenleiste verlegte
und dadurch bei ausreichender Längsstabilität eine bessere Leistung erreichte.



Und dann die hier    erhältliche Ruderberechnung, womit ich die erforderlichen Vorarbeiten für die Servos  vor der
Beplankung für die Aussparungen,  Kabelverlegungen  u. s. w. machen konnte.
Da ich das Modell auch bei aufballastieren für schnelleren Streckenflug und Kunstflug verwenden möchte,
habe ich eine Höchstgeschwindigkeit von 72Km/h also 20m/s in das Programm eingegeben und die in der
Ruderberechnung unten dargestellten Werte herausbekommen,
die mir eine gute Zuverlässigkeit im Bereich der Klappen und Querruder gewährt.
Auch dieses Programm und noch mehr sind  
hier    erhältlich


Rudermomentberechnung für die Querrude                       Ruderberechnung für die Wölbklappen  

( Im November 2005 Hg )

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Bau der Flächen:

Bild3

 Hier in Bild3 ein kleiner Teil der nicht entsorgten Überbleibsel der Schneiderippen, womit ich die unterschiedlichsten Herstellungsvarianten schon angewendet hatte und immer nach der Suche wieder einmal das optimale Modell zu bauen. Die größeren Schablonen werde ich für div. ALU-Teile wieder verwenden.

Nachdem die Wahl des Profils getroffen war und ich vergebens im Karton meiner noch nicht ganz entsorgten Schablonensammlung nach vorhandenen Schneideschablonen suchte, habe ich aus 0,5mm ALU-Blech die passenden Ausdrucke der Profile aus meinem PROFILI-Programm kurz aufgeklebt und mit einer Schere ausgeschnitten. Danach wurden sie mit einem Messer entgradet, um ein gleichmäßiges gleiten des Schneidedrahtes zu bekommen.  Man kann dieses auch mit einer Feile und oder feinem Schleifpapier erreichen, auch nass kann man sie schleifen.
Da ich gute Erfahrungen, wie man an den Schablonen im Karton Bild 4 erkennt mit Positivrippen gemacht habe, entschied ich mich der Einfachheit halber, zumal für nur ein Modell, zu dieser Methode.
Diese dünnen Alurippen klebe ich mit doppelseitigem Klebeband auf das passend der Flächengeometrie geschnittene
Styropor, was stirnseitig geschieht und fixiere sie mit Stecknadeln zusätzlich. Die Bohrungen sind gut erkennbar an den Schablonen, die nach ihrem Dienst ebenfalls in dem Karton verschwinden werden.
Bild 4

Nachdem ich die Profilkerne, mit der Styrosäge (in den Veröffentlichungen bei R & G  oder in den div. Modellbauforen vorgestellten Methoden) aus 50mm Baustyroporplatten ausgeschnittenen hatte, wurden diese mit Gurten aus 3,5x11mm Kiefernleisten  verstärkt (siehe Bild 6 und 7).
Auch die Ausschnitte für die Servokästen, Verkabelungen, Flächenverbindungen, sowie Ausschnitte für die Bremsklappen wurden ausgeschnitten und anschließend dementsprechend eingebaut.  Dann erst konnte es zur Beplankung und der Verklebung mit Epoxydharz kommen. Siehe Bild 6

Bild 5

In Bild 5 sind einige Schneidwerkzeuge für die Ausschnitte wie Störklappen, Gurte/Kiefernleisten, Pouwdenzüge, Verkabelungen u. s. w. mit dem Styroschneidegerät zu sehen.  Dieses musste ich mir extra neu anfertigen, da mein langjährig verwendetes nicht mehr auffindbar ist.  Vielleicht bekommt man es vom Entleiher mal wieder?
Für diese Ausschnitte verwende ich 0,8 bis 1mm Stahldraht, für den Profilschnitt verwende ich an meinen Styrosägen 0,5mm Stahldraht, der für 10 bis 30 Modelle hält.
Der Bau des Styroschneidegerätes ist hier nachlesbar!



Bild 6

Hier im Bild 6 sind die Innereien vor der Beplankung gut sichtbar, wobei noch einige kleine Spachtelarbeiten mit Leichtspachtel oder Harz mit Mikroballons als Spachtel erforderlich sind, was ein Einfallen der Beplankung beim Unterdruckverfahren verhindert.

Die Flächen habe ich mit 200g/m² Glasgewebe unter dem Furnier verstärkt, was ich  mit Harz unter Hilfe eines Japanspachtels aufgebracht habe. Die Styrokerne wurden zusätzlich mit Spiritus verdünnten Harz ebenfalls etwas eingestrichen und mit einigen Glasgewebebändern an den Servokästen, Störklappen u. s. w. verstärkt, um keine Kerbwirkung, aber eine gute Windenfestigkeit zu bekommen.  Dann kam alles in den Foliensack mit anschließenden absaugen der Luft (kurzzeitig etwa -500...-600 mBar, dann mit etwa -300 mBar)
Ich verwende bei größeren
Flächen fast ausschließlich ein Harz mit mindestenz 60 Minuten Topfzeit und lasse den Unterdruck bis zu 12h wirken.



Bild 7   Bild 8

Bild 7,   bereit für den Foliensack, den ich aus 0,2mm dicken PVC-Folie zugeschnitten und mit Tesafilm verklebt habe. Zum gleichmäßigen Unterdruck habe ich einige Vierkantleisten mit eingelegt, die möglichst nahe der End- und späteren Nasenleiste gelegt sind.  Um ein Verrutschen der Beplankungen zu vermeiden, wurde das Furnier mit Heftzwecken an den Kiefergurten fixiert.
Bild 8 und Bild 9 zeigen eine Fläche im Foliensack, der zur exakten und besseren Ausrichtung (um keinen Propeller zu bekommen), in die überbleibenden negativen Profilteile des Styros gelegt wird. Dann mit vorhandenen, alten, aber geraden Tischlerplatten in die passende Form gebracht, wird anschließend alles mit Gewichten beschwert.


Bild 9
Der Kompressor ist ein ausrangiertes Exemplar aus einem Krankenhaus,
dessen Ventile und die Membrane defekt waren, die ich erneuert habe.
Er besitzt 2 Manometer, je 1 für den Unter- und Überdruck,
die sehr hilfreich für die Druckeinstellung sind.
.

Rechts ist der Anschlussschlauch für den Unterdruck und auch das Manometer dafür.
Im Moment wird mit - 0,5 Bar = 0,5 ATU abgezogen und wird gleich, nachdem der Unterdruch
an allen Stellen der Fläche anliegt, auf etwa - 0,25 Bar = 0.25 ATU reduziert.
Da auf der Erde minimale, unterschiedlicher Druckabweichungen auftreten,
ist seit 1978 die Druckangabe und -einheit in Bar.

[Atmosphärenüberdruck] ATÜ unendlich bis > 0 < bis 1 ATU [Atmosphärenunterdruck]
1 ATU = Vakuum,  weiter geht nicht

Da die Manometer meiner Pumpe eine Toleranz von etwa 3% haben,
ist diese größer als die, die eine Abweichungen  von ATÜ, ATU auf der Erde sein kann,
also werden die alten Manometer mit den alten Einheiten nicht ausgewechelt!

Alles klar? (Dieses zur allgemeinen Verunsicherung!)

Den Schlauch mit dem Absaugrohr habe ich mit Fensterkitt dicht in den Sack eingebracht.  Früher habe ich Knete dafür verwendet, wobei ich immer Probleme mit der Dichtigkeit hatte.
Bei starken Wölbungen wird das Furnier auf der Oberseite mit einem leicht nassen Lappen oder Schwamm angefeuchtet, so vermeidet man auch ein Einreißen des Furnieres.
Es können dann sogar leichte sphärische Verformungen beplankt werden.
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Meine Devise bestand und besteht immer darin, die kostengünstigste und einfachsten Möglichkeit für dieses schöne Hobby zu verwenden, was man aktiv und
  kreativ bis ins hohe Alter betreiben kann.
Also baut mal schön, denn kaufen kann jeder!
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Ein Tipp:    Bevor ich diesen Kompressor hatte,
habe ich mit alten Kühlschrankaggregaten den Unterdruck bewerkstelligt,
die man aus alten Kühlschränken meist kostenlos bekommt.


Bild 10

Gute Erfahrungen habe ich mit meiner des öfteren verwendeten Methode gemacht, die Lackierung direkt auf das Holzfurnier zu bringen (siehe Bild 10), da dieses System  eine sehr harte, festhaftende und haltbare Lackschicht ergibt.
Doch dafür erfordert es eine Vorbehandlung, um dieses machen zu können.
Zu erst schleife ich mit dem Schwingschleifer grob vor, wonach die Nasenkontur mit der Hand auf ihr Profil gebracht wird. Dann wird einmal mit Einlassgrund (CLOU 300 o.ä.) gestrichen und nach dem Trocknen, einmal kurz per Hand mit 180er oder feinerem Schmirgelpapier geschliffen, wozu man keine 10 Minuten braucht.
Jetzt braucht man wieder etwas mehr Zeit, um die Poren des Holzes zu schließen. Wozu ich Nitrospachtel mit einem Japanspachten dünn aufbringe und durch die schnelle Aushärtung dieses Spachtels schon nach einer halben Stunde alles mit dem Schwingschleifer geschliffen werden kann. Ich schleife bis auf das Holz, wobei kleine Dellen mit dem Spachtel ausgefüllt wurden und die Poren völlig verschwunden sind.
Bei dieser Methode liegt man mindestens mit der Papiermethode
gewichtsgleich, wenn nicht sogar besser. Auf jeden Fall aber ist alles haltbarer und härter, wobei ich die wenigen Handgriffe mehr gerne in Kauf nehme.
Als ich den nötigen Platz noch hatte, habe ich meine Modelle mit 2-K-Lack gespritzt, heute rolle ich sie mit mit einem guten Kunstharzlack, der gut verläuft und eine glatte Oberfläche ergibt.
Ein guter KH-Lack steht dem 2-K-Lack nicht all zu viel nach, hat aber eine weit aus längere Aushärtungszeit, die man ihm zugestehen muss.
Nach dieser ersten Lackierung folgt das Ausschneiden und Besäumen der Klappen und Querruder, wonach dann die zweite und letzte Lackierung mit einer etwas verdünnterem Lack erfolgt (verläuft noch besser aber Vorsichtbei zu dickem Auftragen, kann Tränen geben.

Bild 11
Bild 11 zeigt die fertig lackierten, mit den Störklappen versehenen und mit passend getönten Silikon
angebrachten Klappen und Querruder.
Am besten eignet sich für eine sichere, haltbare Verbindung das Silikon von Bostig,
was aber nicht in den gebräuchlichsten Farben erhältlich ist, deshalb verwende ich das von Henkel, mit vorherigen Primerauftrag.
 
(siehe auch hier) die Beschreibung dazu


Bild 12
Bild 12 zeigt das SLW und HLW fertig Lackiert, mit Kunststoffscharnieren versehen und die Spalte mit Silikon abgedichtet.
In der Mitte der Leitwerksträger, der über ein Angelrutenstück mit Kohleschläuchen und 1mm Balsa als Stützstoff gefertigt wurde
und wie erkennbar, noch nicht Lackiert ist. Die Kohleschläuche sind mit Cu-Litze im Rumpfbereich als Antennenanschluss versehen.

Bild 13

Bild 14
Aus zwei 60mm starken und zusammengeklebten Styroporteilen, das noch im Rohzustand sich befindende Rumpfboot,
welches ich wie
hier beschriebene, angefertigt habe.

Bild 15

Bild 16 
In Bild 15 und 16, das GFK beschichtete Rumpfboot mit ausgeschnittener Einstiegsluke und profilierter Flächenauflage,
 sowie den Befestigungsschrauben, vor dem Feinschliff un der Lackierung,
aber schon mit eingebauter Schleppkuplung, siehe hier.

Bild 17 (Erste Rohr- und LW-Version)
Bild 17, nach dem Erstflug, noch ohne Haube, die ich aus einer passenden PVC-Flasche als Negativform
aus GFK tupfen möchte und die ich im Moment in den Supermärkten noch suche.
Der Erst-, wie der Zweitflug am Hang, war überraschend gut und zeigte trotz des etwas weiter nach hinten
verschobenem Schwerpunktes auf 90mm bis Nasenleiste.
Dieses müsste etwa 2% ige Längsstabilität ergeben, was ich bei den ersten Testflügen gar nicht glauben kann,
da die Fl
ugstabilität und Leistung überraschen gut war, was ich auch an den mit mir fliegenden
z. T. HiTech-Modellen, erkennen konnte.
Das tatsächliche Modellgewicht ist allerdings wie üblich etwas größer geworden, als was ich bei der Planung mir vorgegeben hatte.
Es scheint aber, dass dieses für die Flugleistung nicht nachteilig ist. Die hohe Gleitzahl, durch großen Streckung, ist jedenfalls positiv.
Es beträgt nunmehr 3785g, wird aber mit der noch fehlenden Haube auf etwa 3800g kommen.
 Dieses entspricht einer Flächenbelastung von 55,3g/dm².
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Großes Malheur

Leider  musste ich feststellen, dass der aus Kohleschläuchen gefertigte Leitwerksträger harten Landungen
am Hang nicht gewachsen ist, da er nach einer etwas schrägen Landung brach.
So habe ich mich entschlossen einen neuen mit einem Glasgewebeschlauch
und unterliegenden Carbon zur größeren Steifigkeit herzustellen.
Verwendet habe ich den dicken Glasschlauch von EMC-VEGA   SG 80  /   80 gr/m
und das Carbon-Rovingband 45mm Breite.
Gefertigt über einem Alurohr, das ich zur besseren Trennung mit Teflonbackpapier umwickelt habe.


Das war die Gelegenheit, gleichzeitig leichtere und etwas größere Leitwerke zu bauen, da die Flugeigenschafte
dadurch, mit dem etwas leichter werdenden Modell ich mir eine noch bessere Flugeigenschaft bei kleineren
Fluggeschwindigkeiten mir erhoffe. Auch ist die Belastung des Leitwerkträgers geringer bei harten Landungen.


Bild 18
Bild 18   gut erkennbar der dem Schlauch verlaufende Riss. Auch der 2mm Federstahl für die Anlenkung,
der mit einer Öse, die in einem Kohlerohr von dem HR-Servo im Rumpf angetrieben wird.
Da das Rohr geführt wird, ist eine leichte Montierung des Leitwerkes möglich.

Bild 19
Bild 19,      links das erste Rohr als Leitwerksträger mit den etwas kleineren Leitwerken
und rechts der wie beschrieben zweite Leitwerksträger mit den größeren aber letwas leichteren Leitwerken.

siehe  hier

.Bild20  
Bild 20a
Bild 20, die im Rohbau unverschliffenen neuen Leitwerke zum trocknen auf der Leine.
 
In Bild 20a gut erkennbar, die Lammelierung der Nasenleiste über den Randbogen bis zur Endleiste mit 1mm Balsa.
Die Endleiste ist aus Festigkeitsgründen aus Apachi. Auch gut erkennbar die Verzapfung der Rippen.
Alle Verklebungen mit Weissleim, was eine etwas längere Trocknung bis zum schleifen erfordert.
Danach wird auf den oberen und unteren Hauptholm ein Kohlerovingband mit Epoxidharz aufgebracht und
erst danach werden dies Ruder mit einer Dekupiersäge abgetrennt und das Scharnierband angebracht.


Bild 21
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In Bild 21  Die Lammelierung der Nasenleiste am HLW ist über den Randbogen bis zur Endleiste mit 1mm Balsa gefertigt.
Die Endleiste habe ich aus Festigkeitsgründen aus Apachi gemacht.
Die schrägstege ergeben eine größere Torsionsfestigkeit.
Alle Verklebungen wurden mit Weissleim verleimt, was eine etwas längere Trockenzeit erfordert, aber nicht so belastend
für die Gesundheit ist und es sich auch besser lammelieren lässt, Korekturen auch während der Trockenzeit noch möglich sind,
um nur einige positive Eigenschaften zu nennen.
Eine weitere Festigkeit ergibt die Bespannung mit Polyestergewebe uud Spannlack,
sowie die Lackierung mit einem guten PU- oder Kunstharz- Lack.

Bild 22 
Bild 22a
Bild 22 und 22a  Die Scharniere habe ich aus Bowdenzuginnenrohren gefertigt und dann mit einem 0,8mm Stahldraht verbunden.
Wichtig ist um leichtgängige Ruder zu bekommen, dass man kleine Aussparungen an der jeweiligen gegenüberliegenden Seite macht.
Die Bauweise ist ähnlich wie bei meiner Lo 100 und MINIMOA siehe hier
Die Bespannung habe ich mit Polyestergewebe auf einer Lage Polyesterflis und Spannlack gemacht und anschließend,
 wie das gesamte Modell mit einem Kunstharzlack Farbe RAL 1015 lackiert, was wie schon erwähnt auf auf dieser
grazilen Bauweise eine enorme Festigkeit ergibt.
  siehe auch hier

Das gesamte Modell, letzte Version

Bild 23 - in Schwaney bei schwachen SO-Wind am 27. 11. 2006 nach dem Einfliegen.
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Der Schwerpunkt befindet sich 93mm hinter der Nasenleiste, was der Berechnung nach etwa 6% Stabilität entspricht.
Diese ist völlig ausreichend, wonach die EWD nunmehr bei etwa 0,8° liegt.
Die Längsstabilität wird durch den relativ großen Hebelarm/Bezugstiefe bestimmt, das Ergebnis etwa 5,4/1.
Auch das etwas vom Original vergrößerte Flächen-/HLW-Verhältnis, was etwa 9,5% beträgt,
sowie der größeren Massenträgheit durch die große Flächenbelastung der D-30, die etwa  65g/dm²
und auch die große Streckung ist ein zusätzlicher Faktor zur Längsstabilität und Querstabilität.
Auf eine Schränkung wurde verzichtet, da die Anstellung der Fläche sich in einem weniger überzogenen Bereich
(bei etwa 0,8°) sich bewegt und damit zusätzlich für ein besseres Leistungsverhältnis des Modells sorgt.
Dem Abriss der Stömung im Langsamflug, besonders beim Landeanflug,
werden zur positiven Anstellung
der Wölbklappen, die Querruder etwas negativ (nach oben) gestellt,
so wie es allgemein im F3B-, F3J- Bereich gehandhabt wird.

( im Dezember 2006  Hg )
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Nachtrag

Am
19. Feb. 2003 kündigte die Fa. <CNC - MODELL>  aus Gerlingen eine D - 30  CIRRUS als Frässatz für 2006 an.
Gern hätte ich diesen erstanden,  leider ist bis heute dieser Bausatz bis zum heutigen Tag nicht erhältlich.
 Ich bin froh nicht nicht darauf gewartet zu haben.
  ( 04. 04. 2008 Hg )

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Einige Bilder meiner D-30 an der Wasserkuppe.

  Bild 24
Start am Südhang (Weltenseglerhang)

Bild 25  Bild 26
        über dem RADOM                     und                 Landeanflug (Weltenseglerhang)
                                                                                  (
im Hintergrund, Parkplatz Fuldaquelle)
 
Das RADOM ist ein überbleibsel des Kalten Krieges. Bis zu 5 Radarkuppeln standen auf der höchsten Stelle der WaKu, die ab 1960 bis zur Wende den Luftraum im östlichen Bereich beobachteten.  Eine der Umkleidungen, ist als Erinnerung an diese unseelige Zeit und als Denkmal der 45 jährigen Teilung Deutschlands erhalten geblieben und wird von der "Gemeinnützigen Radom  Flug GmbH Wasserkuppe/Rhön", als weit erkennbare Landmarke in der Region unterhalten.

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