Form- und Rumpfbau für die Tucano (F3A)

von Christian Prechtl

Die Entscheidung eine eigene Rumpfform der Tucano (Konstruktion Ernst Lipperer) zu erstellen, fiel im Winter 02/03. Der ursprüngliche Rumpf war deutlich zu schwer und vor allem extrem schwanzlastig. So mußte unnötig viel Blei und ein Riesenakku in der Schnauze untergebracht werden, wodurch das Fluggewicht auf 5,55 kg (ohne Spinner und mit einer "leichten" APC 16*14") stieg und die Tucano damit nicht wettbewerbstauglich war. Es gab auch leider keine Möglichkeit mehr einen Ersatzrumpf zu besorgen, da nach dem Tod unseres Vereinskollegens Wolfgang Schinke (er baute die Rümpfe) der Verbleib der Formen nicht mehr nachvollziehbar war. Alternative Modelle anderer Hersteller waren entweder nicht lieferbar, zu "teuer" oder haben mir schlicht und ergreifend nicht gefallen. Apropos zu teuer: bevor man so ein Projekt beginnt, sollte man sich klar machen, dass auch das Urmodell und der Formenbau eine ganze Menge Geld verschlingen. Unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten ist solch ein Aufwand für ein oder zwei Rümpfe ganz sicher nicht gerechtfertigt. Im vorliegenden Fall wurden ca. € 650,-- rein an Material investiert, ohne eine einzige Arbeitsstunde zu berücksichtigen. In der Summe ist noch nicht einmal das Material für einen Rumpf enthalten. Wenn man sich dies mal vor Augen hält, relativieren sich die "hohen Preise" für einen GfK-Rumpf.

Bild 1: Ursprungs-Tucano mit dem viel zu schweren Rumpf

Da die Flugeigenschaften meiner Tucano astrein waren und ich mich jedes mal geärgert habe, wenn ich das Modell ungenutzt im Keller liegen sah, habe ich eines Tages den Rumpf kurzerhand einfach ausgeschlachtet und zur weiteren Bearbeitung an Helmut übergeben. Helmut hat sich dankenswerterweise wieder einmal bereit erklärt, maßgeblich bei der Verwirklichung eines Projektes mitzuhelfen. Seine Erfahrungen im Formen- und Rumpfbau haben natürlich enorm geholfen. Ich bin mir ziemlich sicher, dass er sich auch selbst demnächst eine Tucano bauen wird - der Motor liegt jedenfalls schon bei ihm rum und er studiert ausgiebig Farbschemen und Videos von Original-Maschinen!? Die vorhandenen Flächen und Leitwerke konnten so natürlich weiter verwendet werden, was einen erheblichen Zeitvorteil mit sich brachte. Dies war auch absolut notwendig, da ich die neue Saison mit einem Totalschaden meines letzten und besten Boleros eröffnete und in meinem Keller ansonsten gähnende Leere herrschte. Es gibt zwar noch einen Ultimate-Doppeldecker (siehe Motormodelle), in dem sich aber eine Maus (!) ausgetobt hatte. Der komplette Innenausbau mit Verkabelung muß neu gemacht werden, weiterhin soll ein anderer Motor installiert werden. Öfter mal was Neues - unter diesem Motto wollte ich beim Formenbau erstmals die Laminierkeramik versuchen und die Rümpfe fertig lackiert in kompletter Balsa-Sandwich-Bauweise erstellen. Da die Ursprungs-Tucano sauber eingeflogen war und alle Winkel etc. stimmten, sollten natürlich alle notwendigen Bohrungen für die Steckungen der Flächen und Höhenleitwerke noch in der Form vorgenommen werden. Damit spare ich mir das umständliche nachträgliche Messen und Bohren.

Bild 2: "Bolero" mit 1,9 m Spannweite, OS-Hanno und zuletzt 3,25 kg Gewicht!!

Irgendwann war ich es leid, habe einen Schlussstrich gezogen und die Urmodelle zum Lackieren weitergegeben. Helmut hat anschließend wieder den Trennbrettbau übernommen und den ganzen Krempel mehrfach gewachst und mit Trennlack versehen.Vor den Erfolg haben die Götter bekanntlich den Schweiß, besser den Spachtel und das Schleifpapier gesetzt. Nachdem Helmut einige Modifikationen am Urmodell für eine leichtere Bauweise nach meinen Vorstellungen vorgenommen und die groben Spachtel- und Schleifarbeiten erledigt hat, wurde die heimische Badewanne für die feineren Nassschleifarbeiten zweckentfremdet. Spachteln, schleifen, spachteln, schleifen usw. usw. Ich weiß nicht wie oft ich dies wiederholt habe, jedenfalls ging es mir so langsam ziemlich auf den Keks. Ernüchterung stellte sich ein, als das erste mal die Grundierung gespritzt und geschliffen wurde. Es waren noch dermaßen viele Mikroporen und Dellen vorhanden, die man vorher einfach nicht sehen konnte. Also ging´s wieder von vorne los. Ich muß offen und ehrlich gestehen, dass ich diese Menge an Arbeit deutlich unterschätzt habe. Es muß nicht unbedingt schneller gehen, wenn man einen "fertigen" Rumpf zum Abformen hat. Aufgrund der Styropor-Sandwich-Bauweise war das Urmodell recht druckempfindlich und die sehr dünn eingebrachte Deckschicht war schnell mal durchgeschliffen. Bei meinem ersten selbst konstruierten F3A-Modell "Bolero" habe ich vor etwa 10 Jahren sämtliche Urmodelle von Grund auf gebaut, was sicher nicht sehr viel länger gedauert hat.

Bild 3: Trennbrett

Hier ist das Urmodell im Trennbrett mit Begrenzungsrahmen zu sehen. Man kann auch schön die Hülsen für Flächen- und HLW-Steckungen erkennen, die mit abgeformt werden.

Bild 4

Das Laminieren der Formen erfolgte zunächst in der üblichen Weise mit Deckschichtharz (Araldit, blau), Kupplungsschicht und zwei Lagen dickem Glasgewebe.

Darauf wurde im noch nassen Zustand eine Lage Spezialgewebe, getränkt mit Laminierkeramik (R&G), aufgelegt. Einfach genial dieses Zeug. Stinkt nicht, geht ruck-zuck und ist schon mit einer Lage derart dick und stabil, dass man die Form nicht mehr verwinden kann. Einziger Nachteil der Laminierkeramik ist das sehr hohe Gewicht, was aber der körperlichen Fitness durchaus zuträglich ist. Beide Formhälften wiegen schlappe 35 kg! Das Handling beim Laminieren ist damit nicht so einfach und zum Zusammensetzen der Formhälften sollte man sich schon Unterstützung suchen.

Bild 5

Bild 6

Bild 7

Eines Tages war es dann aber so weit, dass alle Formen fertig waren und mit dem eigentlichen Modellbau begonnen werden konnte. Der Rumpf wurde direkt in der Form lackiert, wobei ich erstmals EKS-Klarlack mit entsprechenden Farbpasten von Orapaint verwendete. Dieses Zeug ließ sich sehr einfach spritzen, passt gut zur Oracover-Folie und konnte ohne Probleme entformt werden (PVA-Folientrennmittel von R&G). Die Deckschicht wurde so dünn eingespritzt, dass noch nicht einmal richtiger Glanz zu sehen war. Diese Schichtdicke war bei guter Deckkraft ausreichend. Bisher habe ich meine Rümpfe in Styropor-Vollsandwich-Bauweise hergestellt, bei der nicht unbedingt Vakuum zum Verpressen notwendig ist. Diese Bauweise geht relativ schnell, hat aber den Nachteil, dass die Bauteile druckempfindlich sind und kaum mit Sekundenkleber gearbeitet werden kann. In Anbetracht der Größe und der Motorisierung sollten die Tucano-Rümpfe in Balsa-Sandwich gebaut werden. Ich habe auch überlegt die Wabentechnik einzusetzen, habe dies aber aus Preisgründen bisher noch nicht realisiert. Man sollte sich im klaren darüber sein, dass eine Balsa-Sandwich-Bauweise für anspruchsvolle Ergebnisse sehr, sehr aufwendig ist (Dauer mind. ca. 4-5 Tage). Dies beginnt bei der Holzauswahl und den Überlegungen wo welche Brettchen (Verlauf der Maserung; oft etwas unterschiedliche Härte in ein und demselben Brett) im Sandwich zu liegen kommen.

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Macht man dies nicht, erhöht sich sehr schnell das Gesamtgewicht oder man bekommt Probleme beim Verpressen im Vakuum (Brechen des Holzes, schlechtes Anlegen in Rundungen). Weiterhin wird mit recht feinen Geweben (50g/m²) gearbeitet, die nur in Leinwandbindung erhältlich sind und deswegen viel Zeit beim Laminieren erfordern. Schwerere Köpergewebe haben natürlich eine sehr viel besser Drapierbarkeit, sind aber vom Gewicht her ungeeignet. Eindeutiger Nachteil der sehr dünnen Lagen ist die wesentlich längere Aushärtezeit, auch bei höheren Temperaturen. Hier sollte man sich in Geduld üben.

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Das "Geheimnis" leichter Bauteile hängt auch wesentlich von der eingesetzten Harzmenge ab. Sicher kann man das Gewebe sehr schnell mit viel Harz vollschmieren, ideal ist dies sicherlich nicht. Also lieber etwas mehr Zeit investieren und das wenige Harz intensiv mit dem Pinsel verziehen, wobei auch schon mal ein Föhn helfen darf. Überschüssiges Harz wird mit einem Schwammroller abgesaugt. Im Prinzip besteht der ganze Rumpf nur aus zwei Gewebelagen, ein paar punktuelle Verstärkungen (Steckungen, Motorbereich mit Kohle 163 g/m²) und ein paar Kohlerovings zur Verstärkung der Ecken sind aber zusätzlich einlaminiert.

Bild 10

Bild 11

Das Gewicht des Prototypen betrug unverputzt aus der Form heraus lediglich 580 g bei vollkommen ausreichender Festigkeit. Das Gewicht in Verbindung mit der Motorhaube war damit bereits um 725 g (!!!) geringer gewesen als der Originalrumpf. Hinzu addiert werden müssen allerdings noch Motorspant, Fahrwerksbrett, Servobrett, Steckungen für Flächen und HLW sowie ein GfK-Resorohrtunnel.

Beim ersten Rumpf wurden sämtliche Spanten und Brettchen für Motor, EZFW und Servos noch nachträglich eingeklebt. Diese bestanden zum Teil aus GfK-beschichtetem 4mm-Pappel-Sperrholz. Nachdem ich die genauen Positionen ermittelt und Schablonen für alles angefertigt habe, werde ich in Zukunft diese Einbauten bereits in der Form vornehmen. Dies wird wiederum etwas an Gewicht sparen. Das Reso-Rohr wird in einem GfK-Rohr schwingend gelagert, so dass bei evtl. Schlauchriß die Sauerei nicht ins Rumpfinnere gelangen kann. Helmut hat die erste Röhre mit jeweils einer Lage 50g/m² und 163g/m² laminiert, was aber mehr als ausreichend ist. Die nächsten werden nur 2*80g/m² stark sein. Der Motor wird über eine selbstgebaute 6-Punkt-Aufhängung gelagert. Im alten Modell hatte ich noch 4 Schwinggummis, die aber für einen ruhigen Leerlauf nicht ausreichten. Die drei Beine des mechanischen Kenner- EZFW´s werden über ein zentrales Hitec-Fahrwerks-Servo angesteuert.

Die Motorhaube wurde ohne Sandwich mit einer Lage 50g/m² und einer Lage 163g/m² laminiert, was sehr leicht und erstaunlich stabil ist. Das Gewicht der fertig lackierten, unverputzten Haube aus der Form beträgt lediglich 62 g. Gegenüber der Ursprungshaube ist die neue wesentlich kleiner. Sie ist aber groß genug, um nach der Demontage an Motor, Bug-EZFW und Krümmer mit Schlauchverbindungen ranzukommen. Sicher kann man diesen Deckel noch leichter bauen. Aufgrund des EZFW´s sind aber einige Ausschnitte nötig, die die Struktur schwächen und außerdem möchte ich das Modell zum Aufrüsten auf dem Platz gefahrlos anfassen und auf die Modellhalterung legen können.

Absolute Diät war bei der Kabinenhaube angesagt. Dieses mehr oder wenige überflüssige Teil, dass eigentlich überhaupt nichts zu halten und nur die Fliegen von den Servos fernzuhalten hat, wurde einteilig (inkl. Kabinenrahmen) mit schwach eingefärbtem Harz laminiert. Damit bekommt die undurchsichtige Haube einen "Rauchglascharakter", der mir besser gefällt als eine Klarsichthaube ohne Cockpitausbau. Jeweils eine Lage 50g/m² und 80g/m² reichen für die Formgebung der Haube. Darauf Herumspringen oder herzhaftes Anfassen sollte man aber tunlichst vermeiden. Als "Rahmen" habe ich zwei Kohlerovings eingelegt, die ein Verziehen der Haube verhindern. Das Laminieren incl. Rahmen ist zwar mit etwas Fummelei verbunden, der weitaus schwierigere Teil aber ist das Entformen. Man muß schon höllisch aufpassen und mit viel Geduld ans Werk gehen, um die dünne Haube ohne Beschädigung aus der Form zu bekommen. Gewicht aus der Form heraus: 62g!! Nach dem Entformen muß die Haube lediglich verputzt und eine Befestigung eingebaut werden. Das leidige Aufkleben der Haube auf einen mehr oder weniger passenden Rahmen gehört bei mir damit der Vergangenheit an.

Die restlichen Arbeiten bestanden dann dann noch aus dem Innenausbau, wobei Servos und Akkus (Doppelstromversorgung mit 2 NiMH à 880 mAh) so platziert wurden, dass kein Trimmblei mehr notwendig ist. Die Akkus konnten aufgrund der Gewichtsreduktion im Heckbereich anstatt ganz vorne hinter dem Resorohr-Auslaß montiert werden. Zu guter Letzt blieb nur noch der Gang zur Waage, um zu checken, ob sich der immense Aufwand denn auch gelohnt hat. Gesamtfluggewicht ohne Sprit 4.760 g ! Damit ergibt sich eine Gewichtseinsparung von 790 g gegenüber dem Vorgänger, wobei in diesem Gesamtgewicht schon der Spinner und die wesentlich schwerere APC 17*12" berücksichtigt sind. Vom diätetischen Standpunkt aus betrachtet, kann dieses Projekt sicher als sehr erfolgreich bewertet werden. Erstflug der neuen Tucano war 28.06.2003, Überraschungen gab es erwartungsgemäß keine. Jetzt hilft nur noch üben, üben, üben ...

Fertig

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