CFK – Fahrwerk Sukhoi 29S E50

Eine kleine Dokumentation vom Selbstbau von Ulli - 30. April 2009.

Vorgeschichte:

Meine Maschine (Siehe Jungfernflüge) hat den Nachteil, dass das Fahrwerksmaterial, Alu mit asiatischer Herkunft, kaum die Festigkeitseigenschaften aufweist, die man eigentlich erwarten müsste. Die Dicke ist mit 3mm an und für sich in Ordnung. Rechnerisch sollten Beschleunigungsspitzen von > 10g aushaltbar sein. Die Praxis sah aber anders aus. Auch bei relativ soften Landungen kam es immer wieder zu bleibenden Verformungen, die zumindest nervig waren. Sie ließen sich richten, die Fahrwerksverkleidungen aber litten mit. Also wurden sie entfernt. Der Pilot wurde besser, die Landungen weicher, aber die Verformungen blieben. Na, ein bisschen weniger wurden sie auch. Jedoch blieb der Wunsch zur völligen Unversehrtheit noch nicht erfüllt.

Ein Versuch, bei dem das Fahrwerk mit einer Kraft F von ca. 75 N (Massenkraft von ca. 7,5 kg) statisch belastet wurde, führte schon zu den entsprechenden Verformungen. Zurückgerechnet hieße das, dass noch nicht einmal ein Lastvielfaches von 2,7G* gegen eine Abfluggewicht von 2,8 kg von ausgehalten wird. Bei Mann tragenden Fliegern wird mit 6G geprüft der so genannten „operational condition“, für die so genannte „ crash condition“ wird mit 20G geprüft bzw. gerechnet.

*) 1G = 9,81m/s² Für technische Berechnungen darf getrost mit a = 10m/s² gerechnet werden. F = m * a. In Worten: Kraft ist Masse mal Beschleunigung.

Problemlösung: Es sollte ein CFK-Fahrwerk gekauft werden. Es gab fast alles, aber für die 50 E war an den üblichen Stellen nichts zu bekommen. Es gab vieles, aber ein Fahrwerk für die Sukhoi 29S E50 war nirgends im Angebot. Also selbst ist der Mann. Andreas gab mir einmal ein Link zu einer Demonstration einer Selbstbaumöglichkeit. Ich habe versucht mich an der Grundidee zu orientieren. Einschlägige Laminiererfahrungen aus Rumpfbau und Flächenbau waren vorhanden, jedoch nicht für tragende CFK-Teile. Aber keine Angst. Die Materialen haben sich in den vergangenen Jahren stets verbessert so, dass die Verarbeitung heute kein Problem mehr darstellt.

Zusammengefasst wurde dort wie folgt vorgegangen

Vom Originalfahrwerk wurde eine Positivkontur angefertigt. Bei mir aus Balsaholz. (Siehe Bilder) Auf diese Form wird die Kohlefaser laminiert. Ich habe 14 Lagen verwendet. Das ergibt ein mehr als ausreichend festes Fahrwerk mit einer resultierenden Laminatdicke von knapp 5mm.

Was benötigte ich an Werkzeug?

Pucksäge od. Bügelsäge (Schlossersäge).
Scharfe Schere- nicht zu klein.
Teppichmesser mit Ersatzklingen (Abbrechklingen)
Stahl oder anderes Metalllineal.
Rollmaß, Gliedermaßstab.
Laminierpinsel mittlere Größe ca.  12-15mm.
2 saubere Plastikbecher 1x für Harz, 1x für Spiritus.
Feinwaage. (el. Waage, Briefwaage etc.)
Diverse Putzlappen.

Dünne Schutzhandschuhe - Dr. Fummel lässt grüßen. Wer lieber „ohne“ arbeitet sei gewarnt: Harz und Härter, besonders letzterer kann/verursacht gesundheitliche Schäden, macht also Allergien und sonstiges „Bähbäh-Werk“. Auf alle Fälle Hände mit viel Wasser und Seife reinigen. Ich empfehle nicht, wie ich es schon gemacht habe, die Vorreinigung der Hände mit Spiritus (geht aber gut)… und hinterher schön mit fetthaltiger Lotion eincremen.

Verwendete Materialien: Kohlefasermatte (Köper) 245g/m². Aus 1m² kann man 3 Fahrwerke bauen (Vorsicht mit Übermaß in der Breite). Laminierharz und Härter HT2, letzteres komplett von R&G gekauft. (Nettoreis/Stück ca. 18 € für Harz und Gewebe, ohne Portoanteile) Baubrett mit Vorrichtung

Die Ränder mit Klebeband gut umkleben, damit an den Seiten nichts festklebt. Es ist ja bekannt, dass man bei der Verwendung von kunststofffolien, wie hier das Klebeband, auf Trennmittel verzichten kann. Klebeband: Ob es das verwendete sein muss kann ich nicht unbedingt beschwören, aber von diesem trennt sich das Laminat mit geringem Kraftaufwand hervorragend.

Zuschnitt: Bei der Materialbeschaffung vorher nachdenken. Man sollte Überprüfen wie viele Lagen man in welcher Breite und Länge benötigt. Ich habe die Streifen mit einem Teppichmesser mit Abbrechklingen an einem massiven Stahllineal geschnitten. Das trügerische ist, dass wenn man nicht zwischen zwei verwebten Rowings schneidet, dass die Ränder noch mehr ausfransen, als auf dem Bild zu sehen ist. Das habe ich dadurch kompensiert, dass ich mit Überbreiten von 5 mm gearbeitet habe. Für die oberste und unterste Lage waren es sogar 10mm (Allerdings auch erst beim zweiten Teil).

Saubere Zwischenlagerung der zugeschnittenen Lagen ist selbstverständlich (gilt nur fürs aktuelle Material – der Rest der Werkstatt hat kaum Einfluss aufs Gelingen).

Lage für Lage wird nach dem Vorstreichen mit Harz zügig aufeinander geschichtet. Nur soviel Harz verwenden, dass das Gewebe nicht zu sehr „ertrinkt“. Das R&G Material hat hervorragende Eigenschaften, so, dass man nur wenig nachtränken und auch nicht zu viel mit dem Laminierpinsel tupfen muss.

Ein Tip: Immer schön von innen nach außen Arbeiten und die Lagen im Auge behalten. Leichte Korrekturen werden mit den Fingern vorgenommen. Aber keine Panik bekommen; es ist einfacher als ich gedacht habe.

An den Rändern soll und darf es überstehen. Der Rest wird später mit der Bandsäge maßgenau entfernt. Orientieren kann man sich hierbei an den Kantenmarkierungen der Form, die nach dem Trennen, deutlich an der Unterseite des Laminats zu sehen sein werden.

Mit einer Pucksäge oder Bügelsägenblatt wird das Laminat nach dem Aushärten an den Fußpunkten knapp oberhalb des Baubrettes von außen abgesägt. Danach kann das Rohfahrwerk mit leichtem aber bestimmtem Fingerdruck von der Vorrichtung getrennt werden. Diese Stelle habe ich beim zweiten Fahrgestell sorgfältiger und rundum mit Klebeband vorbehandelt. Dann konnte ich es ohne zu sägen lösen.

Zum Aushärten:

10 h bei 22° C gibt der Hersteller an. Wenn es 4°C kälter ist (Keller) dauert es fast doppelt so lange, bis sich die Endfestigkeit einstellt. Ich habe das Laminat ca. 14 h härten lassen und dann getrennt. Danach wurde es aus Sicherheitserwägungen noch 4h im Backofen bei 60°C nachgetempert. Die Festigkeit bei einem Biegeversuch von Hand war beeindruckend. Das Aussägen mit der Bandsäge war problemlos. Die Kanten können fein verschliffen und wenn man mag mit Klarllack wieder zum Glänzen bringen.

Fazit:

Es lohnt sich, Festigkeit beeindruckend. 12-13 Lagen währen sicherlich auch genug gewesen.
So sieht das gute Stück fertig aus. Gewicht: 94g, damit ca. 25g leichter als das Aluteil.

Ulli