BAUPLANVORSTELLUNG 3201511

SCHWIMMENDER RIESE

Dornier Do X als Depron-Großmodell, Teil 2

---

Jetzt geht‘s los! In der letzten Ausgabe wurden das Konzept und die wichtigsten Konstruktionsmerkmale der Dornier Do X im Maßstab 1:20 (2,4 m Spannweite) vorgestellt. Nun machen wir uns ans Werk und beginnen mit dem Aufbau des Rumpfs, der Tragflächen und der Leitwerke.

FOTOS: LARA PFISTER

Stabile Außenwand mit wenig Inhalt

Wo nicht anders angegeben, wird zum Bau durchgängig 6-mm-Depron verwendet. Der Rumpf besteht fast komplett aus 6-mm- und 3-mm-Depron und kommt fast ohne Holzoder CFK-Verstärkungen aus. Die angewendete Kastenbauweise würde bezüglich der Stabilität mit dem gleichen Material sogar eine Vergrößerung des Bauplans zulassen. Die einzigen Verstärkungen aus Sperrholz – oder bei mir später aus 3D-Druckmaterial – befinden sich im Bereich der Tragflächenaufnahme und der Halterung für das abnehmbare Leitwerk.

Für die großflächige Einleitung der Kräfte von der Tragflächenaufnahme in den Rumpf verwende ich eine Methode, die sich bei mir schon vielfach bewährt hat: Ein rund 30 mm dicker EPP-Block mit einer aufgeklebten Sperrholz/3D-Druckplatte wird im Rumpf verklebt. Die großflächige Verklebung des EPP-Blocks sorgt für eine gute Krafteinleitung in den Rumpf und das harte Plattenmaterial verhindert ein Ausreißen von Verschraubung oder Verzapfung. Die Verbindung von EPP, Sperrholz/3D-Druckplatten und Depron ergibt äußerst stabile und haltbare Konstruktionen, die sich sehr gut verkleben lassen.

Der Rumpfaufbau geht insgesamt sehr schnell und folgt dem von meinen anderen Modellen her bekannten Muster. Die Spanten (inklusive der EPP-Blöcke für die Tragflächenhalterung) werden zuerst auf die Flutkammer-Deckel-Platte als Zwischenboden verklebt. Diese Baugruppe wird dann mit beiden Seitenteilen verklebt. Vor dem Verschließen des Hecks müssen die notwendigen Kabel bereits verlegt und die Leitwerkshalterung eingebaut werden. Die Leitwerkshalterung besteht aus einem rechteckigen Depron-Sperrholz-Sandwich-Kasten. Heute würde ich das Teil 3D-drucken.

Auf Übermaß und ab damit

Deckel und Boden des Rumpfs werden nur grob auf Übermaß zugeschnitten, dann aufgeklebt und entlang der Seitenteile mit einem scharfen Cutter abgeschnitten. Fertig ist der zentrale Rumpfkasten. Alle speziellen Formen am Rumpf – wie der gekielte Bug, die zweite kleine Stufe, der Spornkasten, die Stummel und das runde Oberdeck – werden einzeln gebaut und nachträglich angebracht. Das ist konstruktiv und baupraktisch viel unkomplizierter, als bei den Spanten bereits die zusätzlichen Ausformungen zu berücksichtigen – und dann alles aufwendig beplanken zu müssen.

Die Stummel werden im ersten Schritt nur mit der Form an den Rumpf angepasst und mit wenigen Tropfen Klebstoff am Rumpf angeheftet. Die korrekte Position der Stummel überprüft man bei einem späteren Fahrtest im Wasser; erst danach werden die Stummel endgültig verklebt, gespachtelt und verschliffen.

Die Leitwerksteile...

... werden aus je drei Lagen Depron aufgebaut. Die mittlere Lage ist ausgehöhlt, um Gewicht zu sparen. Und sie enthält Kabelkanäle für die Servos. CFK-Flachprofile (0,5×6 mm) werden auf beide Seiten der mittleren Lage als Verstärkung geklebt. Die CFK-Profile verklebt man mit 10-Minuten-Epoxid-Harz. Am unteren Teil wird eine Aluminium-Einschlagmutter zwischen den Profilen verklebt zur Sicherung des Leitwerks im Rumpf. Die äußeren Lagen der Leitwerke schleift man auf der Klebeseite mit dem Bandschleifer aufs Profil. Das kleine Zusatz-Höhenleitwerk wird ohne CFK-Verstärkung aus 3-mm-Depron gebaut und auf Profil geschliffen.

Die Servos sitzen für eine direkte und spielfreie Anlenkung unmittelbar im Leitwerk. Das Höhenruder ist das sicherheitsrelevanteste Ruder. Jedes andere lässt sich bei einem Ausfall oder Defekt notfalls kompensieren (Quer/ Seite), nicht jedoch das Höhenruder. Deshalb ist mir beim Höhenruder zusätzliche Sicherheit durch Redundanz wichtig. Jede Höhenruder-Hälfte hat daher ein eigenes Servo und ein eigenes Servokabel zu jeweils einem eigenen Empfänger. Als Servos verwende ich für Seitenruder und beide Höhenruder jeweils ein Dymond D60, die ich schon seit Langem in ähnlichen Anwendungen im Einsatz habe. Dabei handelt es sich um 9-g-Servos mit einer sehr flachen Bauart, die für ihre Größe sehr ordentliche 20 Ncm liefern. Das niedrige Gewicht der Servos im Heck spielt übrigens eine große Rolle, um den Schwerpunkt zu erreichen.

Das Leitwerk kann bei mir zum Transport durch Lösen einer Schraube komplett abgenommen werden. Bei meiner kleineren Do-X-Version habe ich es verklebt. Die Servohalterungen im Leitwerk mit den dazugehörigen Abdeckungen kommen aus dem 3D-Drucker, genauso wie die mit UHU Por aufgeklebten Leisten und Verstrebungen.

Power-Pack-Bau

Zur sicheren Verbindung des Power-Packs mit Flügel und Rumpf habe ich eine doppelte Steck-Befestigung konstruiert: Die Tragfläche wird vorne mit zwei 8-mm-CFK-Rohren in entsprechende Löcher im Rumpf geschoben. Die beiden CFK-Rohre werden durch das Power-Pack gesteckt und fixieren es in der Mitte mit dem Rumpf. Die beiden Trag-flächen-Außenteile kommen mit jeweils drei 8-mm-CFK-Rohren in die passenden Alu-Rohre des Tragflächen-Mittelteils. Das vordere Rohr steckt dabei im Power-Pack und verbindet es mit der Tragfläche. Im Power-Pack wird ein passendes Alu-Rohr mit Epoxid-Harz oder PU-Kleber als Aufnahme für die 8-mm-CFK-Rohre der Tragflächen-Außenteile verklebt. EPP eignet sich auch hier sehr gut als Basis für das Power-Pack und hat die perfekten Eigenschaften in Bezug auf Elastizität und großflächige Verklebung. Die Tragflächen-Nasenleiste wird – wie für die restliche Tragfläche – aus Styrodur geschnitten und geschliffen.

Die Motorgondeln und Streben kommen bei meinem Modell aus dem 3D-Drucker. Dabei werden die Gondeln in mehreren Teilen gedruckt, um mit möglichst wenig Stützstrukturen auszukommen. Verbunden sind die einzelnen Teile mit Sekundenkleber. Die Motorhauben lassen sich auch wie beim Original öffnen und bilden den Zugang zur Motorelektronik. Alternativ, falls kein 3D-Drucker zum Einsatz kommt, lassen sich für die Streben auch Alu-Tropfenprofile verwenden, die mit Epoxid-Harz in die EPP-Basisplatte geklebt werden. Als Kern für die Motorgondeln dienen in dieser Bauvariante ebenfalls EPP-Blöcke, die mit Depron verkleidet werden, während vorne und hinten je eine Sperrholzplatte als Motor-Befestigungs-Spant dient. Diese Bauweise habe ich schon mehrfach bei meinen Dornier-Wal-Modellen angewendet und sie hat sich als sehr robust erwiesen. Egal, welche Bauweise gewählt wird: Nachdem die Motorgondeln sicher auf dem EPP-Basisblock verklebt sind, werden die Zwischenräume mit EPP und Depron aufgefüllt und verkleidet. Bei den Motorgondeln ist zu beachten, dass es zwei verschiedene Typen gibt. Die Motorgondeln sind abwechselnd nach vorne beziehungsweise nach hinten versetzt.

Verkabelung der Motorgondeln

Hier gibt es zwei Möglichkeiten. Bei Option 1 wird der Regler in der Motorgondel direkt am Motor angeschlossen. Als Zuleitung pro Motorgondel werden zwei dicke Kabel für Plus/Minus und ein Servokabel für die Regler-Steuerung benötigt. Bei Option 2 wird der Motorregler im Rumpf nah am Akku platziert. Pro Motorgondel werden für jeden Motor drei Kabel benötigt, in Summe also sechs Kabel pro Motorgondel, die in den Rumpf geführt werden müssen. Option 2 hat den Nachteil, dass sehr viele Kabel vom Rumpf in die Tragfläche geführt und beim Abnehmen der Tragfläche getrennt werden müssen. Das Gewicht der Kabel ist dabei ebenfalls ein bedeutender Faktor. Ein weiterer Nachteil ist, dass die im Rumpf platzierten Regler in dem geschlossenen Raum keine Luftströmung zur Kühlung bekommen.

Ich habe mich für Option 1 mit den Reglern in den Motorgondeln entschieden. Damit hat man auch eine verbesserte Kühlung der Regler in den Motorgondeln und es müssen insgesamt nur drei Kabelpaare aus der Tragfläche in den Rumpf geführt werden, die direkt mit dem Akkustecker abschließen. Zu beachten ist hier, dass die Zuleitung der Kabel vom Akku zu den Motorreglern sehr lang ist. Lange Zuleitungen führen teilweise im Volllastbereich zum Leistungseinbruch oder im schlimmsten Fall sogar zur Zerstörung des Motorreglers. Um derartige Probleme zu verhindern, kommt in jede Motorgondel ein Stützkondensator mit 1.000 uF/35 V. Ich empfehle, das ganze Setup vor dem Einbau in einem Langzeitversuch auf einer Test-Motorgondel zu erproben.

Wahl der Motoren

Ich verwende Multicopter-Brushless-Motoren vom Typ Black Widow 2206/2.000 kV. Das Besondere an diesen Motoren ist, dass die Regler bereits im Motor integriert sind, was den Verkabelungsaufwand deutlich reduziert. Je zwei Motoren zusammen haben eine Stromaufnahme von maximal 20 A pro Gondel. Der Standschub beträgt pro Motor 400 g. Den Querschnitt der Zuleitungen ermittle ich mit einer Daumenregel: 1-mm²-Kabel sind für 10 A geeignet. Demnach werden Kabel mit einem Querschnitt von mindestens 2 mm² oder 14 AWG benötigt. Beim Test der Kabel auf dem Prüfstand erhitzen sich die Kabel unter Volllast nicht merklich.

Alternativ können auch gängige und kostengünstige Multicopter-Motoren der 250er Klasse – 2204/2.300 kV (26 g) mit den dazugehörigen 12-A-Reglern – verwendet werden. Multicopter-Motoren gibt es mit integriertem Propellermitnehmer sowohl links- als auch rechtsdrehend. Je Motorgondel wird immer ein gleichdrehendes Paar Motoren und ein gegenläufiges Paar Propeller verwendet. Durch den Rücken-an-Rücken-Einbau drehen die Propeller damit gegenläufig. Die gegenläufige Betriebsweise ergibt die beste Effizienz. Idealerweise hat der hintere Propeller einen etwas kleineren Durchmesser und etwas mehr Steigung. Ich habe, einfach aufgrund der Verfügbarkeit, hinten und vorne die gleichen Propeller verwendet – und verliere damit etwas an Antriebseffizienz.

Die Tragfläche...

... ist für einen einfacheren Transport und schnellen Aufbau dreiteilig ausgelegt. Das Mittelteil ist so breit wie der Motor-Block und kann durch Lösen der Verschraubungen abgenommen werden. Normalerweise verbleibt das Mittelstück bei mir zum Transport auf dem Rumpf, wodurch sich der Auf- und Abbau schneller gestaltet. Die beiden Außenflügel werden mit den 8-mm-CFK-Rohren in die Alu-Rohre des Mittelstücks gesteckt. Die Verriegelung der Außenflügel mit dem Mittelstück habe ich schon auf mehrere Arten gelöst. Bei den meisten meiner Modelle werden die Außenflügel mit Magneten am Mittelteil gehalten. Das ist normalerweise ausreichend, da die Steckung vor allem auf Scherung und nicht auf Zug beansprucht wird.

Für den grundsätzlichen Aufbau der Tragfläche gibt es verschiedene Bau-Optionen: Bei der von mir am häufigsten verwendeten Methode wird das Flügelgerippe aus Spanten und Holmen auf einer 3-mm-Depron-Platte aufgebaut. Die Depron-Platte ist groß genug für Ober- und Unterseite und wird um die Spanten herum gebogen. Dabei muss die Biegerichtung von Depron beachtet und das Depron im Bereich der Nase mit Tape verstärkt werden, so dass es nicht bricht. Auf diese Methode setze ich vor allem bei kleineren Modellen, aber sogar bis etwa 2 m Spannweite.

Bei der 2,4-m-Do-X verwende ich 6-mm-Depron als Außenhaut für die Tragfläche. Dickes Depron lässt sich nicht im engen Radius um die Nase des eingesetzten Clark-Y-Profils biegen. Deshalb sind Ober- und Unterseite getrennte Platten und werden nach vorne mit einer profilierten Nasenleiste abgeschlossen. Die Spanten in der Tragfläche haben einen Abstand von 16 cm zueinander. Die Nasenleiste wird gemäß Schablone mit dem Heißdrahtschneider auf die ungefähre Form zugeschnitten, mit dem Rest der Tragfläche verklebt und dann zugeschliffen. Beim Verschleifen der Nasenleisten sorge ich für eine Schränkung der Tragflächen. Während bei den inneren Nasenleisten die untere Seite für das Clark-Y-Profil entsprechend hoch geschliffen wird, schleife ich die äußeren Leisten etwas tiefer ab. Durch diesen kleinen Trick haben die äußeren Tragflächen-Teile im Flug einen kleineren Anstellwinkel und der Strömungsabriss tritt später ein. Das sorgt für ein gutmütiges Flugverhalten. Soweit für heute. In der nächsten Ausgabe machen wir weiter mit dem Einbau der restlichen Elektronik, den Anlenkungen und dem Finish. Und natürlich darf der Depron-Koloss auch in die Luft.