Projekt AM10 “Climax”
Bereits im November 2004 fiel der Entschluss, ein neues Konzept für einen SAL-Wettbewerbssegler zu entwickeln. Ein Modellflugzeug dieses Typs zeichnen wettbewerbsspezifische Anforderungen aus, beispielsweise eine maximale Spannweite von 1,50 Metern und ein Abfluggewicht von höchstens 600 Gramm (Standard ist 300g).
Die Aufgaben in einem solchen Wettbewerb bestehen darin, nach einem Handstart unter Ausnutzung von thermischen Aufwinden verschiedene Zeitflugaufgaben zu erfüllen. Gestartet wird mit der Side Arm Launch-Technik, kurz SAL. Dabei wird das Flugzeug am Randbogen gefasst und, ähnlich wie beim Diskuswerfen, in einer Kreisbahn in der Horizontalen beschleunigt, bevor es losgelassen wird.
Die AkaModell München hatte sich bereits im Projekt AM 6 “Genius” mit dieser Wettbewerbsklasse beschäftigt. Gegenüber dem Genius, dessen Tragfläche keine Eigenentwicklung ist, sah die AkaModell noch viel Verbesserungspotential, daher wurde mit dem Entwurf eines komplett neuen Wettbewerbs-Flugmodells “AM 10 ‘Climax'” begonnen.
Ein charakteristisches Merkmal dieses neuen Modellkonzepts ist das Winglet, das gleichzeitig als Wurfhilfe und als aerodynamisches Element dient. Zwar werden bereits von anderen Wettbewerbsteilnehmern ähnliche Wurfhilfen verwendet, doch diese basieren nicht auf rechnerischer Grundlage und sind nicht nach aerodynamischen Gesichtspunkten ausgelegt.
Dieses Wurf-Winglet theoretisch zu erfassen stellt eine besondere Herausforderung und – im Besonderen für Studenten einer Technischen Universität – selbstverständlich auch einen besonderen Reiz dar.
Der AkaModell war bewusst, dass in diesem Bereich Neuland betreten wurde und deshalb umfangreiche theoretische Vorarbeiten notwendig waren, um dem Anspruch gerecht zu werden, ein innovatives und den Modellen der Konkurrenz überlegenes Konzept zu entwerfen.
Deshalb setzten sich zwei unserer Mitglieder in den Semesterarbeiten „Entwurf eines F3K-Wettbewerbsseglers“ und „Entwurf und Bau eines Winglet für einen F3K-Wettbewerbssegler“ zunächst mit dem Thema auseinander. Hierzu gehörten umfangreiche numerische Simulationen sowie Versuche im Windkanal. Ende letzten Jahres wurden diese Arbeiten abgeschlossen und darauf aufbauend die CAD-Daten des Tragflügels und der Leitwerke erstellt.
Flügel mit Winglet
Die Zielsetzung für das Jahr 2006 beinhaltete somit den Bau des Modells – vom Fräsen der Formen bis zum flugfähigen Prototypen – und darauf folgend die Flugerprobung desselben, wobei auf die Anpassung des Wurf-Winglet ein besonderes Augenmerk gelegt werden sollte. Leider wurden diese Ziele nur zum Teil erreicht, wofür zwei Faktoren ausschlaggebend waren.
Im Jahr 2006 stand für die AkaModell die F5D-Weltmeisterschaft in Rumänien im Mittelpunkt, für die sich zum ersten Mal ein Pilot der AkaModell qualifizieren konnte. Die WM-Vorbereitungen erforderten einen hohen Aufwand und ließen in der Folge das Projekt AM 10 in den Hintergrund rücken.
Hauptsächlich hatte die AkaModell jedoch mit einem anderen Problem zu kämpfen: Denn trotz intensiver Bemühungen gelang es bis Anfang Juni 2006 nicht, eine Firma mit freien Fräskapazitäten zu finden und den Formensatz fräsen zu lassen. Da die AkaModell noch nicht über eine eigene Fräse verfügte, die eine Herstellung von Formen dieser Größe erlaubt, blieb keine andere Möglichkeit als abzuwarten. So dauerte es schließlich fast ein halbes Jahr, bis wir die gefrästen Flügelformen in Empfang nehmen konnten.
Nach dem Zusammenkleben der Flächenhälften wurden diese zunächst mit einem stabilen Hinterbau verstärkt, um ein Verziehen der Form zu vermeiden. Was dann folgte, war ein „Schleif- und Poliermarathon“, der mit einem glänzenden Ergebnis belohnt wurde.
Anfang 2007 ist die AkaModell stolzer Besitzer einer ausreichend großen CNC-Fräsmaschine geworden, die nach einigen Monaten Troubleshooting nun auch endlich zuverlässig arbeitet. Auf dieser Fräsmaschine wurden die Leitwerksformen für das in dieser Wettbewerbsklasse einmalige T-Leitwerk gefräst. Ein T-Leitwerk wurde von der AkaModell erstmals für das Projekt AM 6 entwickelt und im Wettbewerb eingesetzt, ein absolutes Novum in dieser Klasse. Für AM 10 wurde das Konzept weiter optimiert, was auch die in der Wettbewerbsszene noch unübliche Bauart eines sauber aerodynamisch profilierten Leitwerks aus Negativformen mit sich brachte.
Im Herbst 2007 wurde dann der erste Climax aus den gefrästen Formen gebaut. Dabei wurde auf eine besonders leichte Bauweise Wert gelegt. Der sonst übliche Balsa Stützstoff wurde durch leichtes Rohacell, der Roving-Holm durch UD-Kohle ausgetauscht. Dadurch wurde auch gleichzeitig der Fertigungsprozess vereinfacht. Die Winglets wurden in Massivkohle gebaut um den Belastungen beim Werfen standzuhalten. Probleme beim Entformen ließen allerdings die Oberfläche des Flügels nicht so gut ausfallen, was sich auch in der Stabilität bemerkbar machte.
Beim neu entwickelten Rumpf sitzt die Haube auf der Unterseite, um die kritische Knickstelle zwischen Flügelanformung und Servoebene zu entschärfen.
Bei den Flugversuchen stellte sich heraus, dass die Gleitleistungen selbst mit dem eher schlechten Probeflügel um einiges besser sind als die des Vergleichsprojektes AM6 Genius. Vor allem im Kurvenflug machte sich die Wirkung des Winglets bemerkbar: Deutlich engeres Kreisen mit wenig Höhenverlust sind möglich.
Beim ersten Auswiegen waren allerdings immer noch einige Gramm Blei nötig, weshalb wir den Rumpf mit einer längerer Rumpfspitze und weiteren kleineren Verbesserungen weiterentwickelt haben.
Wissenschaftliche Arbeiten zu AM10:
- Semesterarbeit “Entwurf eines F3K Wettbewerbsseglers” (Vorentwurf und Leitwerksdimensionierung)
Diese Arbeit wurde mit dem DGLR-Nachwuchspreis für Arbeiten auf dem Gebiet des Segelflugs ausgezeichnet - Entwicklung spezieller Flügel- und Leitwerksprofile für AM10
- Semesterarbeit “Entwurf und Bau eines Winglets für einen F3K-Wettbewerbssegler”