Sonntag, 14. August 2011

Die (un)endliche Geschichte der Caravelle 140, Teil I

Wir schreiben den 09.10.2010, es ist ein sonniger Oktobertag mit leichtem Ostwind, vor mir steht die Caravelle 140, der fast dreißig Jahre alte aber dennoch kaum benutzte Boxermotor Tartan 44 läuft wie ein Nähmaschinchen, die Reichweite und die Ruderfunktionen wurden noch ein letztes Mal durchgetestet und ich gebe langsam Gas. Mir gehen Gedanken über die Konzeption von Modellflugzeugen aus den 60er und 70er-Jahren durch den Kopf: Gut und stabil sollten sie fliegen, also wären keine bösen Überraschungen zu erwarten, dennoch beginnen die Knie zu erweichen und im Bauch steigt dieses mulmiges Gefühl auf, das wohl jeder Modellflieger kennt, der zum ersten Mal vor der Frage steht „wird alles gut gehen?“

Bis es zu diesem einzigartigen Moment kam, ging viel Zeit ins Land, denn neben Wein oder Whisky gibt es offensichtlich noch manch andere Dinge, die etwas länger brauchen, um zu reifen: Keines meiner bisher in die Luft gebrachten Flugmodelle benötigte hingegen eine so lange Vorlaufzeit, bis es schließlich seinem Element übergeben werden konnte:
Irgendwann nach der Jahrtausendwende erinnerte ich mich meiner ersten Wurzeln zur Modellfliegerei Ende der ´60er-Jahre, kurz bevor meine schulische Laufbahn begann. Namen wie Caravelle, Floride und Middle Stick, allesamt Baukastenmodelle von Graupner, waren von damals haften geblieben. Obwohl mir sogar ein Originalbauplan der Caravelle noch vorlag, dauerte es bis Anfang 2003, als die ersten Planungen endlich in die Tat umgesetzt wurden. Ausschlaggebend war damals auch ein Kontakt zu einem befreundeten Modellflieger und Tüftler Thorsten eines Vereins vom Niederrhein, der in  mir den Wunsch weckte, ebenso wie er eine eigene computergesteuerte Fräse zum Einsatz zu bringen. Bis ich ein so feines Teil mein Eigen nennen durfte, verging allerdings noch ein weiteres Jahr, sodass mir Thorsten im Frühjahr 2003 alle Rippen für Flügel, Höhen- und Seitenleitwerk fräste. An dieser Stelle noch einmal vielen Dank dafür!
Ich baute die Caravelle nicht einfach nach sondern setzte ihr einen eigenen Stempel auf: statt eines einfachen Nachbaus sollte die Caravelle im Maßstab 1,4:1 entstehen und somit eine Spannweite von knapp 2,60 m erhalten. Dieser Vergrößerung lagen durchaus praktische Erwägungen zugrunde, denn zunächst ging ich mit dem Zollstock auf meinen Wagen los und vermaß erst einmal dessen Innenmasse. Ich wollte einen ungeteilten Flügel in meinem Auto transportieren können und dieses Maß passte gerade noch hinein. Außerdem befand sich ein alter Tartan-Boxermotor mit 44 ccm Hubraum von Simprop, der auf Benzinlauf umgerüstet war, ungenutzt in meinem Besitz. Dass dieser und ebenso der Nachfolgewagen niemals die Caravelle 140 transportieren würden, hätte ich damals nie für möglich gehalten.
Nebenbei stieß ich in für meine Verhältnisse völlig neue Größenordnungen vor, denn bislang bewegten sich die Spannweiten meiner Flugzeuge nur bis maximal 2,20 m. Bei dem, was heutzutage in die Luft gebracht wird, würde die Caravelle gewiss noch zu den kleineren Modellen gehören, dennoch erstaunte es mich während des Baues immer wieder, wie viel Material doch durch die 40 cm größere Spannweite verbaut werden musste und ich habe inzwischen Hochachtung vor den eingefleischten „Modellbauern“, die viel Zeit und Geld in weitaus größere Projekte investieren!
Im Frühjahr 2003 war ich also nun stolzer Besitzer eines kompletten Rippensatzes, fein säuberlich legte ich diesen zunächst in meinem Bastelkeller ab und begann mit dem Bau des Seitenleitwerkes, weil das am Schnellsten ging. Danach ließ ich erst einmal alles ruhen und auf bessere Zeiten warten. Andere Projekte entstanden, so erwachte auch 2004 der Middle Stick zu neuem Leben und begleitete erfolgreich meine fliegerische Karriere in den folgenden 6 Jahren.
Inzwischen war es Mitte Oktober 2007 -ich fuhr inzwischen schon einen anderen Wagen mit jedoch gleichen Transportmerkmalen- und der Rippensatz fiel mir erneut in die Hände. Der Entschluss stand nun fest: jetzt oder nie. Ich fräste die fehlenden Rumpfspanten und schnitt mit der Stichsäge die Rumpfseitenteile aus 6 mm Pappelsperrholz. Der Bau ging nun ohne größere Besonderheiten zügig vonstatten. Da mir ein Einsatz als Schleppmodell vorschwebte, plante ich zunächst mangels Erfahrung eine Schleppkupplung wie auf dem Rohbaufoto zu sehen im Bereich des Schwerpunktes auf der Kabinenhaube ein. Erst später erfuhr ich, dass die Kupplung hinter dem Schwerpunkt liegen muss, das erleichtert den Start des Schleppmodells, wie ich es selbst mit dem Middle Stick erleben musste, bei dem ich zeitweise den gleichen Fehler gemacht hatte.
Die Wochen und Monate gingen ins Land  und ich musste erstaunlicherweise feststellen, wie klein plötzlich so ein Bastelkeller werden kann, wenn die Bauteile ein Maß über 1,80 m erreichen und damit hantiert werden muss. Wie sagte einmal ein kluger Fliegerkollege so treffend: „Die meisten Schäden erleidet ein Flugzeug durch seinen Transport!“ Ich kann nur ergänzen: „Und das Risiko steigt überproportional mit wachsender Modellgröße!“
Die Caravelle 140 entstand dem Vorbild getreu in konventioneller Balsa- und Sperrholzbauweise:
Im Rippenflügel sind zwei 10*10 mm Kiefernholme verarbeitet, die zur Torsions- und Biegeverstärkung mit 3 mm Balsa verkastet sind. Die Rippen bestehen aus 3 mm Balsaholz. Die Beplankung ist im mittleren Bereich komplett und im äußeren Bereich bis zum Hauptholm ausgeführt, danach folgen bis zur Abschlußleiste 10 mm breite Aufleimer. Zur zusätzlichen Verstärkung ist ein breiter Streifen Glasmatte in der Flügelmitte aufgebracht. Die Querruder werden direkt über 3 mm Draht angelenkt.
Die Servos für Höhen- und Seitenruder finden aus Schwerpunktgründen im hinteren Bereich des Rumpfes ihren Platz und auch, um eine möglichst spielfreie Anlenkung der Ruder zu ermöglichen.
Ohne bauliche Komplikationen oder Besonderheiten ging es Schritt für Schritt voran und so stand im Februar 2008 die Caravelle 140 endlich rohbaufertig vor mir und der Erstflug schien in greifbare Nähe gerückt zu sein; doch wie so oft im Leben kommt es erstens anders und zweitens als man denkt! Private Gründe machten im Juni 2008 einen Wohnungswechsel erforderlich und deshalb fehlte mir bis April 2010 ein geeigneter Bastelraum, um das Projekt weiterführen zu können. Als aber die räumlichen Probleme gelöst waren, schob ich wieder bis Ende Juli andere Prioritäten  dazwischen.
Lediglich das gefederte und lenkbare Bugfahrwerk, das ich ursprünglich durch Verlängerung der beiden Schenkel passend gelötet hatte, wurde durch einen Fliegerkollegen im Bereich unterhalb der Feder wieder gekürzt und für das Gewindestück ein Übergangsstück gefertigt, um nach oben mit 8 mm Stahldraht verlängern zu können. Erste Standversuche hatten nämlich gezeigt, dass die Feder bereits der Masse des Frontmotors durch den langen Hebelarm wenig entgegen zu setzen hatte; mit zusätzlich gefülltem Tank und auf etwas holpriger Rasenpiste beim Rollen wäre ein Wegklappen des Fahrwerks sehr wahrscheinlich die Folge gewesen.
Ende Juli startete ich dann den Weiterbau des Flügels, die Schleppkupplung erhielt einen neuen Platz in einem Bereich der Haube weit hinter dem Schwerpunkt. Da die Haube aus Balsaholz gefertigt war, bot sich genügend Befestigungsfläche, um die Kupplung dort stabil zu lagern. Ein eingedrücktes Beplankungsstück wurde geflickt, die Querruder aus Balsaholz gehobelt und dann das ganze mit weißer Folie aber noch ohne Verzierung bebügelt. Beim Bügeln brachte ich zunächst die Folienstücke im hinteren Bereich ab der Abschlussleiste auf, dadurch verringerte ich den Verschnitt beim gegenüberliegenden Ausschneiden der großen Flächen aus der Folienrolle. So benötigte ich für das Bebügeln der gesamten Spannweite von 2,60 m nur einen Folienstreifen von ungefähr 3,80 m Länge.
Beim Anbringen der Ruderscharniere mussten 4 als Fräser missbrauchte Bohrer ihr Dasein beenden. Die Scharniere waren in der Mitte gut 1,5 mm dick, sodass ein Hineinpressen in die durch ein Balsamesser geschnittenen Schlitze ein Reißen des Holzes zur Folge gehabt hätte. Nur mit den Bohrern konnte die erforderliche Schlitzbreite erreicht werden. Den Biegebelastungen hielten sie jedoch nicht lange stand. Außerdem glich das Ausfräsen mehr einem Ausbrennen.
Inzwischen zeigte der Kalender den 10. August 2010. Nun folgte die Fertigstellung des Rumpfes: Zur Anlenkung des Bugfahrwerkes installierte ich vor dem Servo eine Wippe, um auftretende Stöße durch Federn abfangen zu können. Aus einem Holzverbinder aus dem Baumarkt sägte und feilte ich mir das gewünschte Stück heraus und versah es mit den erforderlichen Bohrungen. Diese Lösung erwies sich jedoch als kaum praktikabel. Bereits der Anpressdruck auf das Frontrad genügte, um die Servobewegung fast vollständig von den Federn „schlucken“ zu lassen. Erhöhte ich die Vorspannung der Federn, so wurden die Gabelköpfe aus den Anlenkungen herausgezogen. Letztlich verzichtete ich im Vertrauen auf das Metallgetriebe des Servos auf die Dämpfung und ließ das Rad direkt über Drähte ansteuern.
Die Rumpfseitenwände erschienen mir am Übergang Front/Flügel zu schwach, daher wirkte ich der Kerbwirkung durch eine Lage Kevlar entgegen. Kevlar ist zwar äußerst reißfest und leicht, franst aber im Gegensatz zu Glasmatte beim Überschleifen aus. Deshalb drückte ich die Matte während des Aushärtens mit übrig gebliebenen Korkplatten von einer Bodenverlegung an, die ich zuvor faltenfrei mit Klarsichtfolie überspannt hatte. Da die Korkoberfläche nachgab, spreizten sich die angeschnittenen Randfasern nicht mehr auf und das austretende Harz bereitete einen sanften Übergang vor, der nur noch mit wenig Spachtelmasse nachzuarbeiten war. Ganz ohne Ausfransen ging es beim Überschleifen zwar trotzdem nicht, durch das Überbügeln ist das jedoch tolerierbar.
Das Balsaholz für die Höhen- und Seitenruder setzte dem Taschenhobel erheblichen Widerstand entgegen, nach dem Abtragen des überflüssigen Holzes auf einer Seite standen mir regelmäßig die Schweißperlen auf der Stirn und die Füße in knöcheltiefen Locken aus Balsaholz. Da aber Beharrlichkeit zum Erfolg führt, konnte mich dieser Widerstand auch nur kurz abbremsen.
Kurz vor dem Bebügeln des Rumpfes kontrollierte ich nochmals den Tank. Offensichtlich hatte die lange Lagerzeit mit hohen Temperaturschwankungen zur Versprödung des Tankdeckels und letztlich zu seinem Reißen geführt. Schade eigentlich, denn ich hätte meine Werkstatt gerne zur Pilgerstätte für wundersame Tankvergrößerungen erklärt. Als Ersatz probierte ich hier etwas aus, was ich bei den armen Jetfliegern beobachtet habe, nämlich den Einsatz von herkömmlichen, günstigen Kunststoffflaschen als Tank. Der Inhalt der Joghurtflasche mit einem Liter Fassungsvermögen eines bekannten Herstellers von Milcherzeugnissen diente erst mir zur Stärkung und anschließend dem Motor zur Versorgung, was für eine Symbiose! Leider keine sehr dauerhafte, denn die Flasche war sehr weich. Als ich den Tank kurze Zeit später noch einmal herausziehen musste, blieb der Deckel im Rumpf stecken. Auf der Suche nach einem besseren Behältnis wählte ich eine stabilere und durchsichtige Flasche für Grillanzünder. Beim Wechsel erwies sich die Aussparung in der Rumpfseitenwand als äußerst hilfreich, denn nur das Herausschneiden der Folie machte alle Anschlüsse zugänglich.
Am 01.09.2010 kurz vor 22:00 Uhr war dann auch der Rumpf ohne Verzierungen fertig bebügelt. Nun konnte es an die Endmontage gehen, alles Arbeiten, die erfahrungsgemäß viel Zeit in Anspruch nehmen, ohne dass man große Fortschritte erkennt. Die Halterungen für die Resonanzrohre, die Fertigstellung des Bugfahrwerks, Anschließen der Höhen- und Seitenruder und, last but not least, die Zierstreifen um dem etwas tristen Weiß Pep zu verleihen.
Für das Bugfahrwerk schnitt ich ein genügend langes Stück aus 10 mm Stahldraht und versah die Enden mit Gewinde. War das in Form bringen der Höhenruder bereits schweißtreibend, so übertraf das Gewindeschneiden von Hand das Treiben des Schweißes um ein Mehrfaches. Gott sei dank dauerte die Prozedur nicht allzu lange. Der Stab wurde zur Verlängerung in die Gewindehülse gedreht und mit einen 1,5 mm Stahldraht gegen Herausdrehen gesichert. Das Bohren des zweiten Loches gefiel dem Bohrer offensichtlich so gut, dass er dabei abbrach und im Loch steckenblieb. Prima, ein Tröpfchen Blitzkleber hinterher und fertig war auch die zweite Arretierung.
Zur Anlenkung bohrte ich parallel zu den unteren Drähten eine Bohrung für eine Gewindestange mit M4-Gewinde. Diese flachte ich im Bereich der Anlenkungen an einem Schleifstein ab und bohrte dorthinein Löcher im Abstand der Bowdenzugrohre für die Gabelköpfe. Danach drehte ich die Gewindestange ein und arretierte auf beiden Seiten mit zwei durch Blitzkleber gesicherten Muttern.
Die Anlenkung mit der Dämpfung über Federn erwies sich aber als Fehlschlag. Spannte ich die Federn nur gering vor, reichte der Anpressdruck des Bugfahrwerkes aus, den kompletten Ansteuerungsweg von den Federn schlucken zu lassen. Erhöhte ich die Vorspannung, riss es die Gabelköpfe aus den Anlenkungen. Im Vertrauen auf die Stabilität des Metallgetriebes entfernte ich die Wippe komplett und lenkte das Bugfahrwerk direkt über Stahldrähte an.
Das Hauptfahrwerk benötigte nur geringe Nacharbeiten, da es bereits seine Einsatztauglichkeit bewiesen hatte, ein wenig Nachspachteln und schon konnte das Ganze weiß gestrichen werden.
Nachdem mehrere Wochen mit kühlem und regnerischem Wetter den nahenden Herbst angekündigt hatten, zeigte am 22.09.2010 die Sonne, dass sie noch wärmende Kraft entwickeln konnte. Also schnell alle Sachen gepackt, vor Ort den Tank zunächst halb gefüllt, den Flügel aufgeschraubt, versuchte ich den Motor, der seit Jahren keinen Mucks mehr von sich geben musste, zum Laufen zu bringen. Aber irgendwie saugte er nicht richtig an. Der Tank ließ sich auch nicht unter Druck setzen, irgendwo schien eine Undichtigkeit zu sein. Nach dem erneuten Herausschneiden der Folie sah ich dann das Malheur: der Tankdeckel, der so dicht erschien, tropfte an der Verschraubung. Sei´s drum, der Motor musste doch wenigstens für einen ersten Rollversuch in Gang zu setzen sein. Nach einigen Nachjustierungen an den Düsennadeln gelang es mir dann doch noch schweißgebadet, einen gleichmäßigen Lauf zu erreichen. Die folgenden Rollversuche zeigten ein leichtes Wegdrehen nach rechts, also musste das Bugfahrwerk noch nachjustiert werden. Beim Rollen brach schließlich auch ein Stück aus der Holzluftschraube heraus, die Bodenfreiheit bei einem Durchmesser von 21 Zoll war einfach zu gering. Das reichte für heute, wie gut, dass es nur ein Probelauf im eigenen Garten war!
Das Ziel schien nach der Abdichtung des Tanks nun nahe zu sein. Doch wie so oft steckte der Teufel im Detail: 300 gr. Blei musste ich wegen der Kopflastigkeit im hinteren Rumpfbereich unterbringen. 100 gr. davon verschwanden im Seitenruder und 200 gr. in dem ich ein Stück aus dem Rumpf unterhalb des Höhenleitwerks heraussägte und durch das Blei ersetzte. Bei der Gelegenheit stellte ich auch fest, dass die Ansteuerung des Höhenruders mit M2-Gewinde für die Gabelköpfe zu schwach war, kurzerhand besorgte ich mir 6 mm Aludraht und baute daraus zwei neue Gabelköpfe, die ich mit M3-Gewinde auf den 4mm Anlenkungsdraht schraubte. All das verzögerte die Fertigstellung bis zum 30.09.2010, aber besser vor dem Flug bemerkt, als während des Fluges durch unkontrollierten Absturz.
Bis das Wetter dann den Erstflug zuließ, erinnerten meine Partnerin und ich uns eines Zeitgenossen der Caravelle, dem Komiker Heinz Erhardt. Hätte man ihn nach einer Beschreibung des Modells in Gedichtform gefragt, wäre seine Antwort vielleicht so ausgefallen:

Unter dieses Flügels Rippe
sitzt der Rumpf nun ohne Wippe.
Doch bis es dazu kam,
sagte mit viel Charme
der rechte Flügel zu dem linken:
„So allein,
das ist nicht fein,
lass uns mit dem Rumpf verbinden.“
Zwei Dübel vorn, hinten zwei Schrauben,
wenn das nicht hält, wer will das glauben?
Da steht es nun, das Riesenteil,
man hofft, es bleibt recht lange heil.

Völlig respektlos ergänzte meine bessere Hälfte:

Und als er grade grade war,
da stürzt er ab,
was schade war.

Seither trage ich mich mit dem Gedanken, zukünftig wieder allein zu leben.

Für den Erstflug nahm ich Kontakt mit dem Präsidenten des nahegelegenen Luftsportvereins, Herrn Untied,  auf, um ausreichend Platz zur Verfügung zu haben. Vielen Dank an dieser Stelle für die freundliche Unterstützung.
Am Nachmittag des 09.10.2010 startete ich den Motor für die ersten Rollversuche. Schon hier zeigte sich, dass das Bugfahrwerk trotz der Verkürzung noch immer sehr schwach war, auf Dauer würde das nicht gut gehen. Also die Caravelle gegen den Wind gestellt und Gas gegeben. Der Motor lief noch etwas fett, sodass die Maschine gut 100m bis zum Abheben benötigte. In einer leichten Rechtskurve ging es dann in die Lüfte, kurz gegengesteuert und der Flieger lag im Messerflug. Blitzartig stellte ich fest, dass das Querruder verkehrt herum lief! Bevor ich mich gegen die Steuerreflexe durchsetzen konnte, hörte ich einen dumpfen Schlag und kurz danach verstummte auch der Motor. Die Absturzstelle lag in der Nähe eines Wohnhauses und Gott sei Dank kam niemand zu Schaden.

Bei der Bergung wurde mir bewusst, welche Kräfte bei solch einem Absturz frei werden. Der Schock saß tief und bis heute fand ich keine zufriedenstellende Erklärung dafür, warum ich die Drehrichtung nicht noch einmal kontrolliert habe, so etwas war mir noch nie passiert. Doch zunächst einmal packte ich alle Reste zusammen und verstaute sie auf dem Dachboden. Erst nach zwei Tagen war ich soweit, den Schaden nochmals zu begutachten: die Höhenruder- und Seitenruderservos waren nicht mehr zu gebrauchen, der Rumpf direkt hinter dem Flügel und vor dem Leitwerk glatt abgebrochen, beide Krümmer der Resonanzrohre verbogen und verbeult, der rechte Flügel war komplett abgeschert und beide Hälften für sich unreparierbar beschädigt. Mit diesem Ergebnis konnte ich mich nicht zufrieden geben und beschloss, den Rumpf wieder zu reparieren und eine neue Fläche aus Styropor zu schneiden. Die Geometrie würde ich verändern, um damit den neuen Namen zu rechtfertigen: Phönix, entsprechend dem Vogel aus der ägyptischen und griechischen Mythologie, der aus seiner Asche neu entsteht.

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