Im Laufe des letzten Jahres entstand das fs36-Flügelprobestück. Dessen Entstehungsprozess wird nun in einer Artikelreihe dokumentiert.
Die Auslegungsarbeiten an unserem neusten Prototypen, der fs36 FlyByWire, schreiten immer weiter voran und in der CAD-Konstruktion geht es immer mehr ins Detail. Tief versunken im „Computer-Aided-Design“ plagt einen früher oder später das Gewissen: Sind meine Konstruktionen baubar und funktioniert die Kinematik wie gedacht?
Um das zu testen baut man im Prototypen-Flügelbau Flügelprobestücke, also spannweitige Teilstücke des Gesamtflügels. Vorallem bei einem so unkonventionellem Prototypen wie der fs36 mit ihren Flächenklappen und den elektronischen Flaperonaktuatoren sind solche Probestücke unerlässlich. Es geht dabei nicht nur darum, Bauweisen und Kinematiken zu testen, sondern auch darum, den Formherstellungsprozes im kleinen Maßstab durchzuführen. Daraus lassen sich Erkenntnisse ziehen, die in den Bau der echten Flügelformen, des Bruchflügels und schließlich der fliegenden Flügel eingehen.
Das zu Konstruktionsbeginn des Flügelprobestücks aktuelle Oberflächenmodell des Flugzeugs aus der aerodynamischen Auslegung diente als Grundlage der folgenden Arbeiten. Aus diesem wurde der konstruktiv anspruchsvollste Querschnitt bestimmt, welcher in diesem Fall durch die Position des äußersten Flaperonaktuators diktiert wurde. Zur Vereinfachung der Fertigung wurde dieser Profilschnitt zu einem rechteckigen Flügelsegment extrudiert, welches die Basis des CAD-Modells von Innenkonstruktion und Formenkonstruktion bildete. Die „Spannweite“ wurde mit einem halben Meter bewusst recht kurz gewählt, um den Fertigungsaufwand in Grenzen zu halten und gleichzeitig das Konstruktionsteam zu fordern. So sollten neben dem flächenklappenfesten Flaperonaktuator noch die mechanische Ansteuerung der Flächenklappe und seitlich jeweils ein Flächenklappen-Schienenpaar Platz finden.
Parallel zur Konstruktion ging es aus Zeitgründen los mit dem Formenbau. Begonnen wurde mit Ober- und Unterschalenform der Flosse, den größten Formenteilen des Flügels in der Halbschalenbauweise. Darüber hinaus waren jedoch noch eine Fülle an weiteren Formen nötig um den Flügel zu bauen (z.B. Verklebenasenform, Flaperon-/Flächenklappenform, Rippenformen, Stegformen,…). Um die Formen aus dem CAD heraus Wirklichkeit werden zu lassen bedienten wir uns einer CNC-Fräse und Polyurethan-Blockmaterial, welches vor dem Fräsen zu grobem Abbildern der Formen verklebt wurde. Für das Fräsen nutzten wir Fräser, die uns dankenswerterweise die Firma Gühring zur Verfügung gestellt hatte. Nach dem Fräsen blickten wir auf ein Negativ des künftigen Flügelstücks, das mithilfe von Trennwachs auf das Schaleneinlegen vorbereitet wurde.
Im Video ist ein Zeitraffer des CNC-Fräsens einer Formhälfte der Form für Flächenklappe und Flaperon zu sehen.
Autor: Tim Podufal
Gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
