Sif
Der Sif ist eine Nurflügelkonstruktion von Jupp Wimmer aus dem Jahr 1993. Da Jupp dazu einlädt, eigene Ideen zu entwickeln und in seinem Bauplan die Anleitung zur Konstruktion mit Radien gibt, nehme ich diese Einladung an und konstruiere meine Version des Wimmer-Sifs.
Leider ist Jupp Wimmer am 21. Juli 2021 gestorben - Dieses Projekt soll eins der vielen Nachbauprojekte sein, die seine Konstruktionen in seinem Sinne weiterleben lassen.
Die originale, etwas vergilbte FMT von 1993 fand sich in meinem Zeitschriftenregal
Konstruktion in Python mit Jupyter Notebook
Da Jupp vorschlägt, alles mit Radien zu konstruieren, und ich keine große Zeichenfläche besitze, habe ich das mit das mit Python berechnet. Jupyter-Notebook dokumentiert das Ganze dann recht ordentlich.
Die Jupyter-Notebook-Datei findet sich unten im Downloadbereich
Zunächst berechne ich die Tragflächengeometrie und lege auch gleich den Verlauf der Beplankung fest. So kann ich später die Rippen sehr einfach in Surasto-Foil berechnen.
Später interessieren nur die Tiefen und Beplankungsmaße an den Orten der Rippen. Diese werden hier berechnet und als Marker in der Geometrie gezeigt.
Mit der Python-Library "Tabulate" kann man die errechneten Koordinaten sehr schön formatiert ausgeben. So kann man jeweils die Tiefe, den Beplankungsabzug vorne und den Abzug für die Endleiste einfach in Surasto-Foil übertragen. Leider muss ich das für jede Rippe manuell machen, da Surasto-Foil nur trapezförmige Tragflächen rechnen kann. Aber die Arbeitsersparnis ist dennoch immens.
Damit ich das Ganze noch mal im Ranis-Nurflügel validieren kann, muss ich das als Flügelliste exportieren können.
Dazu habe ich alle relevanten Daten als unformatierte CSV-Liste ausgegeben
Leider weigert sich Ranis-Nurflügel, diese Daten direkt per copy/paste in die Flügelliste zu kopieren. Daher habe ich einen Zwischenschritt über LibreOffice-Calc gemacht (Excel ginge bestimmt auch).
In Ranis-Nurflügel habe ich eine Dummy-Tragfläche mit 14 Knickstellen erstellt, so dass die Flügelliste bereits die richtige Größe hat. Dann konnte ich die Geometriedaten hineinkopieren aus dem LibeOffice Spreadsheet.
Ich konnte mich übrigens nicht durchringen, das Querruder in der Hälfte der Halbspannweite anzubringen wie beim Original-Sif. Ich habe den Tiefensprung mit dem sprunghaften Übergang von PW-RES-Main zu PW-RES-Tip kombiniert. So ergibt sich eine konstante Profildicke an der Sprungstelle. Im leicht gezogenen Flugzustand stellt sich eine elliptische Auftriebsverteilung ein.
Ich gehe also weg vom CJ5 zu einem universellerem Nurflügelprofil von Peter Wick.
Rippenkonstruktion
Die Details muss ich hier nicht erklären. Ich glaube, Surasto-Foil ist intuitiv zu bedienen.
Ich habe die Rippen einzeln im SVG-Format abgespeichert und mit Inkscape auf die Balsa und Sperrholzbrettchen verteilt.
Der von mir verwendete Epilog-Laser funktioniert am besten, wenn man die Dateien als Vektorisiertes PDF exportiert, was Inkscape anbietet.
Vorversuche mit der typischen Patina
Jupps Konstruktionen haben alle eine sehr schöne goldgelbe Patina. Gerüchteweise hat er die dadurch erzielt, dass er den Klarlack mit dem Tabak seiner Pfeife abgetönt hat. Da ich für dieses Projekt nicht das Rauchen anfangen wollte, habe ich Vorversuche mit schwarzem Tee gemacht, die aber nicht zufiredenstellend verliefen.
Am Ende ging es dann mit Clou Lacklasur am besten. Darüber habe ich dann glänzenden Klarlack gestrichen.
Allerdings führte auch hier der erste Versuch noch nicht zum gewünschten Ergebnis. Die Laserkanten zeichnen sich doch sehr ab und auch die Idee, die Oralight weiß-durchscheinend auf die lackierten Teile zu bügeln hat sich nicht bewährt. Siehe Foto:
Also habe ich eine neue Version gebaut, bei der die Streben von Hand eingesetzt wurden, um die braunen Laserkanten zu vermeiden.
Außerdem habe ich dann zuerst die Folie aufgebügelt und erst dann die Lasur und den Lack aufegtragen. So sieht die Folie besser aus, weil sich der Untergrund nicht abzeichnet.
Der Bau
Nun geht es klassisch ans Bauen auf dem Bauplan. Zuerst habe ich den Holm auf die untere Beplankung geleimt. Das habe ich mit Weißleim gemacht, weil ich glaube, dass der noch etwas besser hält als UHU-Hart, was ich für alle anderen Verklebungen verwende. UHU-Hart ist leicht und gut schleifbar.
Die Rippenausschnitte für den Holm passen perfekt. Allerdings musste ich sie im Außenbereich mit der Schlüsselfeile nacharbeiten, da dort der Holm schräg durch die Rippen verläuft.
Bevor ich die Wurzerippen verleimt habe, musste erstmal die Steckung zeigen, dass sie passt. Da kann man sich leicht bei der Konstruktion verhauen und man muss die Löcher manuell nachbearbeiten. Hier hat aber alles auf Anhieb gepasst - vermutlich reine Glückssache.
Da ich vorhabe, den Sif nicht mit dehnungsarmem Papier zu bespannen, sondern mit Oralight, wird die Bespannung nur wenig Torsion aufnehmen. Daher verkaste ich die Holme, um so eine verdrehsteife D-Box zu erzeugen.
Die Querruderbereiche habe ich auch verkastet, damit die Fläche dort auch geschlossen ist. Das hätte ich auch mit einem Balsastreifen machen können. Hier habe ich die Streifen etwas umständlich zwischen dei Rippen gesetzt.
Bei den Querrudern werde ich das anders machen.
Korrekturen:
Auch, wenn ich versucht habe, bei der CAD-Konstruktion an alles zu denken, habe ich doch ein paar kleine Details übersehen: Um eine gerade Scharnierlinie zu erhalten, muss die hintere Beplanung im Querruderbereich vom berechneten Radius abweichen und stattdessen gerade verlaufen. Also müssen die Beplankungsabzüge der Rippen etwas länger sein. Bei meiner Version habe ich die von Hand mit dem Messer verlängert. In den Laserdateien habe ich das aber nachgezogen.
Außerdem hatte ich vergessen, dass ja außen noch eine dünne Beplankung sein soll, die ich ja auch schon gelasert hatte. Somit muss auf der gesamten Länge von R16 die Beplankung abgezogen werden. Auch hier gehe ich händisch vor, um das zu korrigieren und ändere es auch in der Laserdatei.
Beplankung und Nasenleiste
Bei der Verklebung der Beplankung habe ich diesmal auch UHU-Hart genommen, weil sich die Beplankung gut fixieren lässt, wie man im Bild sieht.
Im äußeren Teil (die letzten drei Rippen) muss man schon kräftig biegen. Aber der Kleber hält.
Übrigens, diese gelben Strohhalme im Wurzelbereich dienen der Aufnahme der Empfängerantenne.
Damit nicht noch mehr Spannung auf die Konstruktion ausgeübt wird, mache ich die Nasenleisten aus vier Lagen 2mm Balsa. Ich verleime die nächste Schicht erst nach dem Trocknen der vorherigen.
Hier sind es schon mal zwei Lagen.
Während das alles trocknet, habe ich mir Servorahmen gedruckt. Bei einem solch leichten Flieger ist das PLA völlig ausreichend. Bei einem Turbienenjet würde ich das vermutlich nicht machen
Tragflächenarretierung
Hier verwende ich wieder die Platinen-/Lüsterklemmenmethode, die auch auch in anderen Konstruktionen (z.B. SimpleX oder Karif) gut funktioniert hat.
Die Wurzelrippe habe ich noch zusätzlich mit einer 1.5mm Sperrholzrippe aufgedoppelt, so dass die Kunststoffrahmen für die Multiplexstecker bündig eingelassen sind. Die gelaserte Aussparung für diesen Stecker hat mit minimaler Nacharbeit gepasst.
Eigentlich braucht der Flieger keinen Rumpf. In das abgerundete Loch vorne in der Wurzelrippe passt ein Akku aus AAA Zellen. Das hintere Loch nimmt den Empfänger auf. Da ich das Ganze aber Sif nenne, muss es auch nach Sif aussehen. Also muss er einen Rumpf haben. Den mache ich aber ansteckbar, so dass beide Optionen bleiben. Vielleicht baue ich ja noch mal eine modernere Version mit Foliendesign, bei der der Rumpf dann wegbleibt.
Auf jeden Fall ist der Rumpf so lang auf der Unterseite, dass man den Sif dort für den Start greifen kann - das ist doch mal "handfester" Grund für den Rumpf.
Ich habe auf die untere Beplankung innen im Bereich der MPX-Stecker 5mm Sperrholzstücke geleimt, so dass ich den Rumpf von unten verschrauben kann. Fliegt man ohne Rumpf, dann sind da nur zwei 3mm Löcher zu sehen.
So sieht der Rohbau mit Rumpf aus. Die Winglets haben ja schon ihr Finish und stehen hier nur zur Illustration an den Flügelenden.
Finish
Für die Bespannung hab ich mir ne Papierschablone gedruckt, um diesen krummen Verlauf hinzukriegen. Dazu habe ich den Verlauf des offenen Rippenfelds in Inkscape herauskopiert und einen 1cm breiten Rand herumgezogen. Das geht in Inkscape mit Strg + ).
Wie schon bei den Winglets getestet, habe ich nun die Rippenfelder mit Oralight weiß transparent bespannt. Das ist leicht und sieht antik aus, auch wenn es das natürlich überhaupt nicht ist. Die PW-Profile vertragen aber eine glatte Tragfläche. Manche älteren Profile funktionieren ja bei rauherer Oberfläche besser.
Hier kommt jetzt die Clou Lacklasur wieder zum Einsatz, die ich schon bei den Winglets getestet habe. Man sieht auch die Ruderanlenkung. Überkreuzanlenkung ging ganz knapp rein. Ich wollte auf jeden Fall keine Servohebel herausragen haben.
Und hier noch der frische Kunstharzlack
Zierstreifen
Um den originalen Wimmer-Look zu erzeugen, fehlen noch die Zierstreifen. Ich habe mich für braune Streifen entschieden. Ich glaube bei Jupp waren sie meistens schwarz mit einem roten Streifen daneben.
Ich habe die Streifen aus Orastick Klebe-/Bügelfolie erstellt. Da sich die Folie aber nicht um engere Radien legen lässt, habe ich die starken Krümmungen auf einem Folienplotter geschnitten. Die Kontur konnte ich ja auch meiner Inkscapezeichnung herauskopieren. So müssen sie ja auf jeden Fall passen.
Allerdings war das ganze Unterfangen nicht einfach:
- Die Folie kann man nur genau einmal auflegen
- Wenn man versucht sie nochmal abzuziehen, dann löst sich die Farbschicht
- Man kann sie wirklich kaum in Kurven ziehen. Zieht man zu stark, dann reißt sie ein
Hier die ene Biegung am Außenflügel:
Und hier das Gesamtbild:
Hier noch kurz die Montage des Rumpfs. Ich habe innen im Flügel und im Rumpf jeweils ein Verstärungsbrettchen aus Multiplex-Sperrholz eingeleimt. Im Rumpf habe ich dann 3mm Löcher durch dieses Brettchen gebohrt und in der Tragfläche dann 2.5mm, in die ich M3 Gewinde geschnitten habe.
Das hält dann auch gleich die Tragflächen zusammen. Die schöne Konstruktion oben zum Arretieren der Tragflächen wird mit Rumpf also gar nicht gebraucht
Der Gang zur Waage zeigt, dass er inklusive Empfänger und Servos aber ohne Empfängerakku ziemlich genau 500g wiegt.
So sieht der Sif zusammengebaut aus:
Und hier mit dem Erbauer (Ähnlichkeiten mit dem ersten Foto dieses Beitrags sind zufällig
Fliegen
#### Bericht folgt #####
Downloads und Links
WICHTIG: So wie alle unsere Surasto-Projekte ist der Sif lizenziert unter Creative Commons 4.0 BY-NC-SADas bedeutet: Ihr könnt die CAD Dateien für eure Nachbauten kostenlos nutzen. Wenn ihr darüber schreibt oder Videos veröffentlicht, müsst ihr mich als Urheber nennen (Ralf Stoffels und am besten einen Link auf https://surasto.de). Solltet ihr die Daten kommerziell nutzen wollen, dann müsst ihr das vorher mit mir absprechen. Bitte schreibt mich dann über das Kontaktformular:Kontakt an. Wollt ihr die Dateien an jemand anderen weitergeben, auf eurer Webseite oder in einem Forum veröffentlichen, dann nennt mich als Urheber oder am besten veröffentlicht es mit einem Link auf https://surasto.de.
Viel Spaß - Gruß Ralf Stoffels
1. Jupyter-Notebook Dateien zur Berechnung der Geometrie
Sif-Radien-Rippen.ipynb
2. Alle Fräs-/Laserteile, 3D-Druckdateien und Schablonen (Version vom 18-Feb-2023)
Sif-CAD-Daten-CC4.0-BY-NC-SA-Ralf_Stoffels_2023.zip
3. Link zum Thread in RC-Network
https://www.rc-network.de/threads/sif-2022.11929963/
4. Link zu den Bauvideos auf YouTube
https://www.youtube.com/@surasto2346