RCRCM Sunbird – Baubericht – Flügel

Letzte Änderung: 21.01.2017  

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Ausgangslage

Das Modell kommt – was Form- und Farbgebung betrifft – ab Werk fixfertig daher. Flügel kurz an den Rumpf gesteckt. Passt! Und sieht gut aus … von aussen. Innen drin ist aber weitgehend nichts. Die Bausätze von RCRCM sind für den fortgeschrittenen Modellbauer gedacht.

Wo die Flächenservos ungefähr hingehören sieht man an den „Löchern“. Wie daraus eine präzise und widerstandsarme Anlenkungsgeometrie mit ausreichend Ausschlag der Steuerflächen wird, bleibt dem Modellbauer überlassen. Eine Aufgabe für den Ingenieur. Ich liebe mein Hobby!

Werkzeug

Beim Layout der Ruderanlenkung wird schnell klar, dass man Dinge wird tun müssen, welche dem Modellbauer widerstreben. Um einen Weg vom Servo-Schacht zum Ruderhorn frei zu machen, muss man den hinteren Flügelholm durchtrennen. Nicht nur ein Loch hinein bohren, sondern ein kleines Stück komplett entfernen.

Das darf man hier tun ohne sich der Gefahr eines Flügelbruchs auszusetzen. Die tragende Struktur des Sunbird-Flügels ist die Aussenhaut aus CFK. Die Holzleisten im Innern des Flügels dienen hauptsächlich als Abstandhalter und als Führung für den Flügelverbinder. Es sind keine Flügelholme im „flugzeugbauerischen“ Sinn des Wortes. Sie sind nicht da um Kräfte aufzunehmen und in den Rumpf abzuleiten.

Nachdem das Dürfen geklärt ist, wenden wir uns dem Können zu. Die Holzleisten sind fest eingeklebt und schwer zugänglich im Flügel versteckt. Um dort überhaupt arbeiten zu können habe ich mir für meinen Dremel eine flexible Verlängerungswelle und ein paar feine Fräser zugelegt. Mein Satz Schlüsselfeilen leistet auch gute Dienste.

Trotzdem, es bleibt ein fürchterliches Gefummel. Mit 1.5 Metern Spannweite ist die Sunbird ein kleiner Vogel. Es gibt wenig Platz zum Arbeiten (Und ich hatte ja unlängst zu Protokoll gegeben, nie mehr so etwas machen zu wollen. Siehe Baubericht F-86 von Great Planes.)

Gabelköpfe

Als kleines Intermezzo denken wir darüber nach, ob wir die von RCRCM mit gelieferten Gabelköpfe wirklich verwenden wollen.

Diese sind schief und teilweise verdreht und sogar rostig (Nr. 1 auf dem Foto). Sie greifen nicht sauber die die Aufnahmen an Servoarm und Ruderhorn und der Kraftaufwand für das Eindrehen der Gewindestangen ist extrem unterschiedlich.

Also weg damit.

Stattdessen nehmen wir M2-Gabelköpfe von Kavan aus der Ersatzteilkiste (Nr. 3 auf dem Foto). Diese sind viel präziser gefertigt. Leider sind sie etwas zu lang für die begrenzten Platzverhältnisse im Sunbird-Flügel. Wir kürzen den Gewindeschaft um jeweils ca. 1.5 mm. Dann kommen wir mit der Länge hin, und es bleibt noch genügend Gewindelänge für einen festen Halt.

Wenn wir schon an Gabelköpfen „herumdremeln“ bauen wir uns gleich noch ein Hilfswerkzeug. Wir wollen uns an die richtige Anlenkungsgeometrie heranpröbeln. Wir werden die Anlenkungsstange x Mal ein- und ausbauen müssen.

Damit wir dem Modell und unseren Nerven den Stress des wiederholten Ein- und Aushängens der Gabelköpfe ersparen, bauen wir uns eine Anlenkungsstange mit offenen Gabeln (Nr. 2 auf dem Foto). Dazu entfernen wir bei zwei Gabeln jeweils eine Hälfte. So lassen sie sich einfach einstecken.

Lehre für die Rudereinstellung

Für die wiederholten Messungen und Einstellungen der Ausschläge der Querruder und Wölbklappen schneiden wir uns aus starkem weissem Karton eine Lehre zurecht. Diese ist an das Flügelprofil ungefähr zwischen Querruder und Wölbklappe angepasst und wird von der Hinterkante her auf den Flügel geschoben.

Für die Bewegung der Steuerflächen werden eine Öffnung mit entsprechendem Radius ausgeschnitten und die gewünschten Positionen der Hinterkanten eingezeichnet.

Die aufgeklebten Holzleisten halten die Lehre plan. Die Klammer an der Unterkante ist nur Ballast, welcher die Lehre auf dem Flügel stehend im Lot hält.

Zehn Minuten Arbeit die sich lohnen, natürlich während dem Bau, vor allem aber auch später im Betrieb, wenn man an den Ruderstellungen optimieren möchte. Universallehren für diesen Zweck wären im Fachhandel erhältlich, unsere massgeschneiderten möchte wir aber nicht missen.

Querruder

Als erstes kleben wir das Ruderhorn ein. Dazu fräsen wir eine einsprechende Öffnung ins Ruder. Das Ruderhorn soll dabei mittig in die Ausbuchtung auf der Flügeloberfläche zu liegen kommen. Die Passung muss noch Spiel haben. Die definitive Position des Ruderhorns ergibt sich beim Einkleben.
Beim Einkleben, resp. Eingiessen des Horns mit UHU Endfest Epoxy haben wir nur einen Versuch. Damit alle Abstände und die Flucht der Ruderanlenkung stimmen, hängen wir einen Gabelkopf mit Gewindestange am Ruderhorn ein. Damit können wir die Position des Ruderhorns zusätzlich durch den Servoschacht prüfen und korrigieren.

Dann geben wir reichlich Epoxy-Harz in die Öffnung für das Ruderhorn, und ich meine reichlich. Es darf durchaus Harz ins Ruder hinein fliessen und es darf auf der sichbaren Innenseite des Ruders auftragen. Durch den Servoschacht schieben wird dann das Ruderhorn in die Öffnung im Ruder.

Zum definitiven Festlegen der Position des Ruderhorns wird das Querruder mit Klebstreifen in der Normallage fixiert. Mit zwei Zahnstochern stellen wir sicher, dass

  1. der Gabelkopf so hoch wie möglich unter und in der Mitte der Ausbuchtung des Flügels liegt und
  2. der Stift, welcher Gabelkopf und Ruderhorn verbindet, genau in der Naht zwischen Flügel und Ruder liegt.

Das Prüfen der Position der Gewindestange im Servoschacht und vor allem der Symmetrie beider Flügel nicht vergessen!

Zum Aushärten stellen wir den Flügel für 24 Stunden hochkant, Ruder nach unten. So fliesst überschüssiger Kleber ins Ruder und nicht ins Scharnier, was fatal wäre.

Nach Massgabe unserer Lehre bewegen wir das Querruder in die geplanten Maximalausschläge von +7 mm und -5 mm, resp. zur Sicherheit einen guten Millimeter darüber hinaus und markieren die Lage des Endes der Anlenkungsstange im Servoschacht mit einem Klebstreifen.

In unserem Beispiel liegen die Markierungen der Endstellungen jeweils auf der inneren Kante des Klebstreifens. D,h. der Gabelkopf am Servo muss sich zwischen den vollen Ruderauschlägen knapp 4 mm hin und her bewegen.

Wichtig ist hier nur die Länge des Weges. Es ist noch kein Entscheid über die Position des Gabelkopfs oder des Servos gefallen.

Damit der Servo seine Kraft optimal entfalten kann, soll er für die 4 mm Weg seinen vollen Drehwinkel von 60 Grad einsetzen.

Das mit der Trigonometrie schenken wir uns. Es lässt sich von blossem Auge abschätzen, dass wir den Gabelkopf im innersten Loch des Servoarms einhängen müssen. Der Servoarm wird auf der Höhe des zweit innersten Lochs gekürzt und abgerundet. Das innerste Loch wird auf den Durchmesser des Stifts im Gabelkopf von 1.6 mm aufgebohrt.

Die Verbindung zwischen Servoarm und Gabelkopf soll leichtgängig aber spielfrei sein.

Der Servoarm wird auf den Servo gesteckt und festgeschraubt. Der Servo ist dabei an den Empfänger angeschlossen und der Sender läuft. Damit stellen wir sicher, dass sich der Servo in der Normalposition befindet und auch dort bleibt.

Der Arm soll dabei nicht senkrecht zum Servo stehen, sondern einen Zacken nach hinten in Richtung Ruder geneigt sein. So erzielen wir einen besseren Winkel zur Anlenkungsstange, welche schräg von unten nach oben durch den Flügel geht. Zusätzlich wird verhindert, dass der Gabelkopf bei negativen Ruderausschlägen zu früh gegen die Nabe des Servoarms dreht und blockiert. Ein negativer Seiteneffekt des sehr kurzen Arms.

Dann legen wir den immer noch am Empfänger angeschlossenen Servo inkl. Rahmen und Gabelkopf in den Servoschacht und erpröbeln uns die richtige Position. Diese haben wir gefunden, wenn

  • der Servo ohne Behinderung seinen vollen Weg drehen kann.
  • der Servoarm unter der dafür vorgesehenen Ausbuchtung des Servoschacht-Deckels liegt.
  • der Gabelkopf in allen Stellungen sauber am Servorahmen vorbeikommt und nirgends aneckt.
  • nach allen Seiten noch genügend Luft ist für das Kleben und Einharzen des Rahmens und für die Montage und Demontage des Servos.
  • sich das Servokabel wegführen und am Kabelbaum des Flügels anschliessen lässt.

Nachdem wir die Position markiert haben, nehmen wir den Servo aus dem Rahmen heraus. Dann wird der Rahmen mit Sekundenkleber in den Servoschacht geheftet und anschliessend von den Aussenseiten mit UHU Endfest eingegossen. Bombenfest.

Nicht erschrecken, falls der Servo nach dem Aushärten nicht mehr in den Rahmen passt. Die Oberkanten der RCsolutions-Rahmen (siehe Stückliste) neigen sich design-bedingt beim Einkleben in die konkave Innenfläche der Flügeloberseite minimal nach innen. Durch leichtes Anfasen der Rahmenkante mit der Schlüsselfeile (und wenn nötig durch Entfernen des QS-Stickers vom Servo-Gehäuse) kriegen wir wieder eine saubere Passung.

Der weniger Geduldige kann den Rahmen natürlich zusammen mit dem eingebauten Servo einkleben. Schlimmstenfalls müsste dann halt ein versehentlich festgeklebter Servo irgendwann mit Teilen des Rahmens heraus gebrochen werden.

Wir möchten aber sicherstellen, dass der Servo von Beginn weg ordnungsgemäss ein- und ausgebaut werden kann. Deshalb machen wir es auf die härtere Tour.

Wölbklappen

Das Vorgehen bei den Wölbklappen ist grundsätzlich das gleiche wie bei den Querrudern, allerdings mit einem entscheidenden Unterschied: Während wir bei den Querrudern einen symmetrischen Ruderauschlag erreichen wollten, sollen die Wölbklappen höchstens minimal nach oben, dafür aber mit 80º und mehr nach unten ausschlagen.
Das stellt einerseits bedeutend höhere Ansprüche an die Geometrie der Anlenkung. Andrerseits werden bei grossen Ausschlägen, bedingt durch die Bauweise der Sunbird, auch grössere Stellkräfte benötigt. Der Servo muss also mehr leisten, und das Gestänge muss mehr vertragen.

Wenn wir den ganzen Servoweg nutzen wollen, muss die Wölbklappe in der Mittelstellung des Servos bereits den halben Weg nach unten zurückgelegt haben. Wir fixieren deshalb die Klappe mit Klebstreifen auf ca. 40º und richten uns auf den Servo in Mittelstellung aus.

Das Ruderhorn kleben wir so ein, dass

  1. zwischen dem Gabelkopf und dem darüber liegenden Flügelteil ca. 2 mm Luft (1 Zahnstocherdicke) bleiben und
  2. die Achse des Stifts, welcher Gabelkopf und Ruderhorn verbindet, genau in der Hinterkante des Flügels liegt.
In dieser Position wird das Ruderhorn etwas weiter in den Flügel hinein ragen als bei den Querrudern. Das verkürzt die Distanz zwischen Ruderhorn und Servoarm. Die Anlenkungsstange müsste entsprechend kürzer werden.

Kürzer geht aber nicht mehr mit unseren Gabelköpfen, bei welchen wir den Schaft bereits auf die minimal notwendige Gewindelänge gekürzt haben.  Der Gabelkopf am Servoarm wird sich gegen die Nabe des Arms drehen und blockieren, bevor die Wölbklappe die Normallage erreicht hat. Es fehlen ca. 10º.

Nach kürzeren Gabelköpfen haben wir uns schon früher umgesehen. Die gibt es nur als Schaumwaffel-Zubehör in Kunststoff. Für unsere Zwecke sind die nicht geeignet. Auf die etwas kürzeren aus dem RCRCM-Kit wollen wir auch nicht zurückgreifen.

Deshalb gilt: Was nicht passt, wird passend gemacht. Wir fräsen den Gabelkopf auf der Servoseite soweit ein, dass er die Nabe erst 10 bis 15 Grad später erreicht.

Dadurch entsteht zwar eine Schwachstelle. Die ist aber im Normalbetrieb auf Zug und Schub kaum eine Problem. Wegen der Biegekräfte muss man hingegen bei der Montage etwas behutsamer vorgehen.

Voilà: 5º nach oben, 80º nach unten

Kabelbaum und Rumpfanschluss

Der Flügelverbinder passt perfekt.

Die Öffnung für den MPX-Stecker des Kabelbaums wird leicht vergrössert. Wenn der Stecker auf der fest installierten Buchse am Rumpf steckt, soll sich der Flügel gut darüber stülpen lassen. Die Position des Flügels am Rumpf ist durch den Flügelverbinder und die beiden zusätzlichen Metallstifte gegeben, nicht durch die Stecker des Kabelbaums.

Auch darf das Herausziehen des Flügels nicht den Stecker aus der Buchse reissen. Die Kabelverbindung soll gezielt durch manuelles Lösen der Steckverbindung getrennt werden, nachdem der Flügel wenige Zentimeter vom Rumpf weg gezogen wurde.

Der RCRCM-Kabelbaum hat erfreulicherweise die nötigen Überlängen, damit die Servoanschlüsse nicht auf Nimmerwiedersehen im Flügel verschwinden. Die Kabel lassen sich soweit aus dem Flügel ziehen, bis die Stecker sicht- und greifbar werden.

Das hat allerdings den Nachteil, dass einige Schleifen der ziemlich dicken und sperrigen Kabel so im Flügel versorgt werden müssen, dass sie nicht in den Arbeitsbereich der Servos geraten. Wir klemmen (nicht kleben!) sie einfach mit ein paar Schaumgummistücken, welche wir von den Servoschächten her in den Flügel quetschen, ausserhalb der Gefahrenbereiche fest.

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