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Dizzy

von Ted (B. Noodt)

Wie alles angefangen hat

Begonnen hat alles mit einem Artikel in der Aufwind mit einem Artikel von Joe Wurtz. Er schrieb von wunderlichen Dingen, die man mit Segelflugmodellen anstellen kann. "Dynamic Soaring" nannte er das.

Das Prinzip leuchtete sofort ein - ist ja eigentlich auch ganz einfach! Sofort überlegte ich, ob es in der Nähe einen dafür brauchbaren Hang gab, fand aber keinen. Also wurde das Thema unter: "Schön zu wissen, daß es geht, aber leider hier wegen unzureichender Topographie nicht durchsetzbar" abgelegt.

Aber nur genau bis zu dem Zeitpunkt, als wieder in der Aufwind ein neuer Artikel erschien, in dem zu lesen war, daß das ganze auch im Lee von Büschen und Bäumen zu praktizieren sei. Soso, Büsche und Bäume gibt's hier auch. :-) Günstigerweise waren auch einige Adressen im Internet angegeben, so daß ich mir einige Video-Sequenzen herunterladen konnte. Spätestens nach dem Betrachten dieser war ich infiziert... Mein Haushang hat nur auf der Luvseite Baumbewuchs, der sich genau bis zum höchsten Punkt des Hangs erstreckt. Im Lee davon müßte man doch eigentlich...

Prinzipskizze des Dynamic Soaring: Mitwind Eintauchen in Lee, Ausfliegen gegen den Wind

Prinzipskizze des Dynamic Soaring: Mitwind Eintauchen in Lee, Ausfliegen gegen den Wind

Beim nächsten Fliegen wurde das auch gleich ausprobiert, allerdings mit mäßigem Erfolg. Ich hatte einfach Angst, im Lee mehrere Kreise zu fliegen. In der Zwischenzeit hatte ich bei meinem Händler einen eingestaubten Baukasten des Multiplex "Akro" für kleines Geld erstanden. Diesen baute ich für den DS-Einsatz deutlich verstärkt auf. Schlußendlich wog der Flieger bei 1,80m Spannweite immerhin 1,7kg.

Kräftiger Nordwestwind, ca. 50 - 60km/h, jetzt wurde der Akro eingesetzt. Komischerweise klappte mit diesem Gerät das Dizzen (Dynamic Soaring -> DS -> DSing -> Dizzen) von Anfang an. Die Geschwindigkeiten waren einfach gigantisch... Die Akustik ebenfalls! Ich flog immer ca. 10 bis 15 Kreise und mußte dann erstmal aussteigen, um die heftig schlotternden Knie wieder unter Kontrolle zu bekommen.

Leider überlebte der Akro den Tag nicht, er streifte mit ca. 150km/h einen Busch und schlug dann hart im Boden ein (er gab die abgerissene Rumpfspitze erst nach zähem Kampf wieder her!). Durch die Verstärkungen blieb der Schaden allerdings überschaubar. Der Flieger wird demnächst wieder aufgebaut.

Zum Glück hatte ich einen zweiten Flieger mit, meinen 3,10m "Terminator" (Geometrie wie ein älteres F3b-Modell jedoch HQ3/11). Ich hatte zwar Bedenken, daß er nicht platzt aber er hats überlebt! Speedmessungen mittels einer auf ein Stativ gestellten Digitalkamera zeigten Geschwindigkeiten bis fast 200 km/h!!!

Projektierung und Bau des Dizzy

Aus den Erfahrungen, die ich mit dem Terminator und MPX Akro mittlerweile bei unterschiedlichsten Bedingungen gesammelt habe, entstand eine Anforderungsliste für ein neues Modell:

Die Entscheidung fiel zugunsten eines Pfeil-Nurflügel. Begründung: Bei Dynamic Soaring fliegt man relativ hohe Auftriebsbeiwerte und da ist das Pfeilkonzept dem Brett deutlich überlegen. Daß bei einem Pfeil auch die Struktur deutlich stärker belastet wird billigend hingenommen.

In der Summe zeigen die Anforderungen deutlich in Richtung eines F5B-Modells. Das scheint nicht ganz falsch zu sein, da ich auch schon von anderen Versuchen mit derartigen Modellen (allerdings Leitwerker) gehört habe.

Ein Name für das Modell war schnell gefunden: "Dizzy", Dynamic Soaring -> DS -> Dizzen -> Dizzy (engl. = schwindelig). Und schwindelig kann es einem auch werden, wenn man einem Modell beim Dizzen zuschaut, oder? ;-)

Risszeichnung Dizzy

Risszeichnung Dizzy

Die aerodynamische Auslegung war dann auch sehr schnell gemacht: mit dem Programm von Frank Ranis / Michael Möller wurde ein 1,60m Modell mit S5010-8,5% auf ein Auslegungs-Ca von 0,25 gebracht. Dabei wurden auch die Auftriebsverteilung bei Klappenausschlägen und auch bei hohen Auftriebsbeiwerten mit Klappen im Strak (nur dynamisch möglich) betrachtet. Die Profildicke ergab sich aus meiner Forderung, die 13mm-Servos mit Servo-Locks unterzubringen.

Immer ein Thema des Pfeilflügels: Die Winglets

Ein wichtiges Anliegen war mir auch die Konstruktion der Winglets: Diese sollten nach einem Vorschlag von Martin Hepperle am Randbogen deutlich nach hinten versetzt angebracht werden. Ich entschied mich dazu, die Nasenleiste der Winglets bei 50% des Profiltiefe am Randbogen anzubringen. Dadurch erhoffe ich mir weiterhin auch eine verbesserte Gierstabilität. Alternativ dazu habe ich den Rumpf so ausgeführt, daß ich das Gerät relativ schnell auch auf ein Zentralseitenleitwerk umbauen kann (Führungsrohr im Rumpfende eingeklebt).

Befestigung der Winglets

Die Befestigung der Winglets wurde vollkommen neu und anders als sonst konstruiert: am Randbogen wurde in Flugrichtung ein GFK-Rohr angeklebt, in welches von hinten dann das auf einem Kohlerohr sitzende Winglet eingeschoben wird. Das ganze wird dann noch durch eine Schraube gegen Verdrehen und Herausrutschen gesichert (dieses System funktioniert natürlich nur bei zurückversetzter Nasenleiste des Winglets).

Detailaufnahme des Wingletfusses

Detailaufnahme des Wingletfusses

Tragflächenbau

Der Aufbau der Flächen ist eigentlich konventionell. Da ich gerne etwas "Fleisch" zum Schleifen habe, wende ich keine GfK/CfK-Positivbauweise an, sondern habe eine CfK-verstärkte Styro-Funierfläche gebaut. Das ganze wurde dann noch mit Orastick bespannt.

Für die nötige Steifigkeit sorgt eine ganze Menge CFK: Ganzflächig ist eine 160g/m²-Kohlelage diagonal eingelegt, von der Nasenleiste bis zum Holm noch eine zweite Lage mit 0/90° für die Crashsicherheit (da wäre zwar Kevlar sicherlich besser gewesen, aber das hatte ich gerade nicht zur Hand). Der Bereich der Flächenservos ist mit zusätzlichen 10*10cm Stücken Kohlegewebe verstärkt. Das merkte ich auch, als ich die Ausschnitte für die Servo-Locks geschnitten habe... Die Lochkreisäge quälte sich und leidet seitdem an Karies!

Der Holm besteht aus 25mm breiten UD-Kohlebändern. An der Wurzel sind 3, am Randbogen noch einer verbaut. Der Steg besteht aus 2,5mm Sperrholz. Um eine gute Verklebung von Steg zu Gurt zu erreichen, wurde oben und unten beim Steg der Styrokern etwas weggeschliffen und dort dann eingedicktes Harz eingesetzt. Mit einem solchermaßen aufgebauten Holm hatte ich noch nie Probleme, außerdem ist er extrem einfach aufzubauen, für mich immer ein wichtiges Argument.

Die Verkastung der Ruder wurde selbstverständlich schon vor dem Beplanken mit Hilfe von Gewebeschläuchen vorgenommen (siehe auch www.aerodesign.de). Die Ruderaufhängung habe ich folgendermaßen vorgenommen:

Nach dem Pressen der Flächen wird zuerst von oben mit Hilfe eines 0,5mm breiten Sägeblatts die Beplankung und das Kohlelaminat durchtrennt (nur an der späteren Ruderachse). Dann wird ein 3cm breiter Streifen Abreißgewebe über diesen Schlitz laminiert, dies ist das spätere Schanier. Nun einen Streifen Kunststofffolie darüberlegen, das gibt eine bessere Oberfläche.

Nach dem Aushärten kann man mit einem Metallsägeblatt (Breite ca. 1 mm) die untere Beplankung durchtrennen. Die Vorderkante des Ruders muß dann noch etwas zurechtgeschliffen werden und der Styrokern entsprechend herausgepult werden. Nach dem Bespannen erkennt man das Ruder eigentlich nur an seinen seitlichen Schlitzen und unten ist bei neutralem Ruder nur ein Schlitz von ca. 1 mm sichtbar!

Rumpfaufbau

Der Rumpf wurde in GfK-Positivbauweise sehr robust ausgeführt. Dafür wurden Glasgewebeschläuche über den mit Paketklebeband bespannten Styrokern laminiert. Gleich zu Beginn des Laminierens wurde ein robuster Haken für den Flitschenstart kurz hinter der Nase an der Rumpfunterseite angebracht. Wegen des Flitschenstarts wurde der Rumpf nach hinten verlängert, um beim Start ordentlich Halt zu haben. Außerdem sieht ein solcher Rumpf auch einfach scharf aus, die Optik muß ja schließlich auch stimmen! ;-)

Noch liegt Schnee... aber bald geht's los!

Noch liegt Schnee... aber bald geht's los!

Schwerpunkt und Gewicht

Beim Auswiegen zeigte sich leider der Nachteil der sehr robusten Flächen: da nunmal der größte Teil der Fläche hinter dem Schwerpunkt sitzt, mußte dieses Gewicht trotz eines 2000er Akkus mit einer satten Menge an Blei in der Rumpfspitze ausgeglichen werden. Mit einem 10mm Kohlestab als Verbinder wurden dann fast 1450g Fluggewicht (geplant waren 1200 - 1300 g) erreicht. Das sind knappe 50g/dm² Flächenbelastung!

Ich denke aber, daß dieser Wert für DS nicht zu hoch ist. Vielleicht ist das Modell dann nicht für Schwachwind geeignet, dafür gibt es aber noch andere Modelle im Hangar... (obwohl ich schon gemerkt habe, daß man sich mit DS bei Windstärken obenhalten kann, bei denen ich früher keinen Flieger rausgeworfen hätte).

Für den Starkwindeinsatz kann dann auch noch eine Stahlsteckung eingesetzt werden, die das Gewicht nochmal um ca. 100g erhöht. Weiterhin ist der Rumpf trotz seiner Schlankheit erstaunlich geräumig, so daß da sicherlich nochmal 300 bis 400g reingehen. Dann wird's allerdings langsam kriminell! Ob das nötig und sinnvoll ist wäre eine andere Frage, von der Landung mal ganz abgesehen...

Flugerprobung

Das Wetter war noch nicht berauschend dieses Jahr...

Aber: Dizzy fliegt!

Irgendwann im Januar war nun endlich das neue Gerät fertig und wartete auf den Erstflug. Bei zweifelhaften Bedingungen stand ich dann allein am Hang und war mir nicht ganz sicher, ob ich den Flieger rausschmeissen sollte oder nicht. Ich entschloß mich gegen das Werfen für das Abschiessen mit der Gummiflitsche! Gummi ausziehen, zweimal tief durchatmen und los. Der Schuß war trotz nicht voll ausgezogenem Gummi gigantisch.

Von den Flugleistungen war ich nicht restlos überzeugt, schob es aber zunächst auf die schlechten Bedingungen. Kurze Zeit später waren endlich mal deutlich bessere Bedingungen: Der Flieger wurde trotz ordentlichem Wind per Flitschenstart gestartet damit ich erstmal eine gewisse Hangüberhöhung hatte.

Die Flugleistungen enttäuschten mich: Der Speed war zwar genial, der Durchzug durch Kurven aber eher mittelmäßig. Trotz des kräftigen Winds mußte ich immer ganz bald landen, da der Flieger einfach nicht oben bleiben wollten. Eine Schwerpunktvariation konnte ich an dem Tag leider nicht mehr machen, da ich bei einer niedrig angesetzten Kurve direkt vor der Sonne flog und erst zu spät sah, daß der Flieger durchsackte - soweit, daß der Boden von unten stark gegen den Flieger schlug... Durch die massive Bauweise war lediglich der Kohleverbinder durchgebrochen und ein Winglet von seinem Kohlerohr in der Verklebung abgerissen.

Der zweite Versuch

Nach langem Warten hatte ich endlich mal wieder an einem Wochenende Zeit und es war gutes Flugwetter so daß dem neuerlichen Einsatz nichts im Wege stand. Zunächst wurde mit dem bisherigen Schwerpunkt geflogen. Bei den ersten DS-Einsätzen merkte man deutlich, daß bei jedem stärkeren Ziehen die Geschwindigkeit sofort zusammenbrach. Außerdem war das Gerät kaum zum vernünftigen Langsamfliegen zu bewegen: Nicht daß der Flieger Abrissprobleme gezeigt hätte, vielmehr wurden die Flugleistungen beim Langsamflug immer schlechter. Der Speed als solcher sah aber schon sehr vielversprechend aus. Also gelandet und Schwerpunkt nach hinten verschoben. Der nächste Flug sah schon ganz anders aus. Deutlich dynamischer und mit besseren Leistungen im Langsamflug flog "Dizzy" jetzt am Hang entlang. Neuerliche Versuche hinsichtlich Dynamic Soaring zeigten, daß es schwierig war, den Flieger auf Kurs zu halten. Die Ruderausschläge wurden nach und nach reduziert und mit Exponentialfunktion versehen bis auch dieses Phänomen verschwunden war. Nach einer weiteren Landung wurde der Schwerpunkt noch weiter nach hinten gesetzt.

Der Durchbruch

Jetzt war das Fliegen ein Genuß: Trotz ca. 50g/dm² Flächenbelastung konnte ich ganz ruhig und erfolgreich in der Thermik kreisen. Andererseits geht das Teil bei DS daß es einem schwindelig wird. Flattererscheinungen gibt's auch bei brutalstem Speed nicht, selbst wenn man dabei mal kräftig am Höhenruder zieht. Auffällig dabei ist, daß das Teil für die erreichte Geschwindigkeit extrem leise ist. Von anderen Fliegern kenne ich es, daß das sie ab einer gewissen Geschwindigkeit heulen wie ein getretener Hund! Ein großer Pluspunkt des Fliegers ist die Heavy-Metal-Bauweise: Selbst Einschläge in Bäumen mit ordentlich Speed blieben bisher ohne Folgen. Bisher hatte ich aber auch das Glück, nicht den Baumstamm zu treffen. Ich denke, aus diesem ungleichen Kampf ginge dann der Baum als Sieger hervor! Was noch bleibt, ist ein abschließendes Feintuning des Schwerpunkts, eine endgültige Anpassung der Ruderausschläge (eventuell zwei Parametersätze - per Schalter umschaltbar) sowie eine genaue Beobachtung des Flugverhaltens beim DS mittels Videoaufzeichnung. Teilweise hatte ich noch das Gefühl, daß der Flieger nicht optimal seine Spur hält. Vielleicht lag das auch einfach an der zu durchfliegenden Wirbelschicht. Weiterhin steht natürlich noch die Erprobung bei weniger guten Bedingungen auf dem Programm. Aber das Thermikkreisen sah schon sehr gut aus (ist eben ein Nurflügel!) Momentan bin ich jedenfalls recht zufrieden mit dem Entwurf.

Bisheriges Resümé

Wenn ich noch durch Feintuning weitere Leistungssteigerungen erreiche, dann habe ich ein DS-Modell, das auch noch vernünftige Allroundeigenschaften bietet. Trotz des positiven Resümés bin ich mir nicht sicher, ob ich nochmal ein DS-Modell in Form eines Nurflügels bauen würde. Mit meinen letzten Erkenntnissen sollte ein DS-Modell maximale Flugstabilität haben, um beim Durchfliegen der Wirbelschicht bestmöglichst die Spur zu halten. Das reduziert einfach die Anforderungen an den Piloten und erlaubt auch höhere Geschwindigkeiten, da jedes Steuern Widerstand bedeutet. Ich hatte mal vor ca. ½ Jahr angefangen, ein etwas zu klein geratenes F3B-Modell zu bauen (Spannweite 2,75m) und wieder auf Eis gelegt. Rumpf-Rohling und Styroblöcke sind schon fertig. Vielleicht baue ich den ja demnächst weiter?! Ich werde berichten...

Bei Fragen zum Dizzy und DS mailen Sie mir einfach: Ted (B. Noodt)



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