TECHNIK

Holz-Klassiker

Ein „Fafnir“ nach Bauplan gebaut

 

Fafnir – der Riese in Drachengestalt – ist eine Figur der nordischen Mythologie, die auch in Richard Wagners „Der Ring der Nibelungen“ erscheint. Wenn ein Segelflugzeug nach einem mythischen Drachen benannt wird, lässt sich die Einzigartigkeit und Besonderheit des Flugzeuges bereits erahnen. Tatsächlich war die Holzbauweise, vor allem im Bereich des Kabinenhauben-Tragflächenübergangs, derart filigran und aufwändig, dass sie an die Schuppen einer Drachengestalt erinnerte und so den Namen des Flugzeugs prägte. Mit dem Namen „Fafnir“ wird aber immer auch mit dem Piloten Günter Groenhoff und den Pionieren des Segelflugs verbunden sein.

Alexander Lippisch entwickelte 1929 für den Rhön-Wettbewerb im darauf folgenden Jahr ein freitragendes Segelflugzeug mit 19 Metern Spannweite. Dieser filigrane Riesenvogel wurde speziell für den Testpiloten der Rhön-Rossitten-Gesellschaft (RRG) Günter Groenhoff maßgeschneidert. Charakteristisch für den Schulterdecker war der Flügelknick, umgangssprachlich als Möwenflügel bezeichnet. Dieser Flügelknick war dem Vogelflug nachempfunden und sollte Kreisflugeigenschaften und Bodenfreiheit verbessern. Der „Fafnir“ verwendete erstmals diesen Knickflügel, der dann in zahlreichen weiteren Konstruktionen der damaligen Zeit in Erscheinung trat. Als Flügelprofil wählte Lippisch an der Wurzel das „Göttingen Gö-652“ nach außen übergehend in das „Gö-535“ und als Endprofil ein „Clark Y“. Besonders prägnant war die hölzerne Kabinenhaube, die nach vorne keine Sicht erlaubte und nur links und rechts für den Piloten ein kleines Guckloch bot. Die Kabine war speziell an die Körpergröße von Groenhoff angepasst und kein anderer Pilot fand damals Platz im „Fafnir“.

Viele Veränderungen ergaben sich im Laufe der Zeit durch den Bereich des Kabinenhauben-Flügel-übergangs. Anfangs stark leistungsbeschränkend, verbesserte Lippisch den Bereich mehrfach, bis die erhoffte Leistung des „Fafnir“ erreicht wurde. Die geschätzte Gleitzahl lag immerhin zwischen 1:20 und 1:25 bei 66 km/h. Das Höhenleitwerk wurde als Pendelruder ausgeführt und hatte leider – aus späterer Sichtweise – sehr wenig Bodenfreiheit.

Das Team um Günter Groenhoff führte spektakuläre Ausflüge mit dem „Fafnir“ durch, wie zum Beispiel die Flüge am Jungfraujoch, die nach einem Bruch des Pendelhöhenleitwerks in der Startphase nur mit Glück und viel Können überstanden wurden. 1931 flog Groenhoff mit dem „Fafnir“ die Rekordstrecke von 278 Kilometern, die allerdings wegen der noch nicht zugelassenen Startart Flugzeugschlepp nicht als Weltrekord anerkannt wurde. Den Weltrekord erreichte der „Fafnir“ dann nach einem Start an der Wasserkuppe mit 220 Kilometern. 1932 wurde Groenhoff die problematische Leitwerksposition zum Verhängnis: Nach einem Gummiseilstart bei Rückenwind an der Wasserkuppe beschädigte er das tief liegende Höhenleitwerk und stürzte tödlich ab. Der „Fafnir“ wurde repariert und anschließend von Peter Riedel erfolgreich weitergeflogen. Alexander Lippisch entwickelte das Flugzeug weiter zum „Fafnir 2“. Heini Dittmar erreichte mit dem neuen „Fafnir 2“ bereits beim Erstflug von der Wasserkuppe einen neuen Weltrekord von 375 Kilometern im Streckenflug und führte so die Erfolgsgeschichte des „Fafnir“ fort.

Bei der Planung eines außergewöhnlichen und seltenen Modells ist die Auswahl an Baukästen, Frästeilen oder Bauplänen sehr eingeschränkt. In besonderem Maße gilt dies für den „Fafnir 1“, bei dem es – soviel ich weiß – keine Fertigteile gibt. Gut so, denkt der eingefleischte Holzmodellbauer, wenigstens besteht nicht die Gefahr, dass plötzlich ein massengefertigtes Fernost-Fertigmodell die Flugplätze bevöl- kert. Natürlich haben dieses Flugzeug bereits einige Modellbauer nachgebaut: In AUFWIND 3/2007 hat Adolf Geier seinen 1:2,5 großen Nachbau nach Zeichnungen von Martin Simons beschrieben. Dieser Maßstab ergibt die stattliche Größe von 7,6 Metern Spannweite und 21 Kilogramm Gewicht. Vince Cockett (Scale Soaring UK) hat ebenso ein optisch besonders gelungenes Modell des „Fafnir“ nachgebaut: Sein Modell hat 5,66 Meter Spannweite. Vince hat alle Spanten und Rippen als CAD-Zeichnung frei zugänglich für alle im Internet veröffentlicht. Da mir persönlich ein etwas handlicheres Modell kleinerer Spannweite im Sinn lag, wurde ich beim Verlag für Technik und Handwerk mit einem 1:5-Bauplan fündig. Durch Zufall fiel mir noch ein Buch aus meiner Jugend wieder in die Hände. In dem 1982 veröffentlichten Werk „Segelflugmodelle“ von Erich Rabe war tatsächlich ein stark verkleinerter Bauplan eines „Fafnir 1“, der damals vom Bauplandienst RC-Modelle erhältlich war. Leider gibt es den Bauplandienst nicht mehr. Erfolg brachte eine Anfrage in einem Modellbauforum, wo sich ein freundlicher Kollege bereit erklärte, mir diesen Bauplan zu überlassen. Endlich war ich im Besitz eines sehr guten und genauen Bauplanes, den Karl-Heinz Lagemann in den 70-er Jahren gezeichnet hatte.

In dem genau detaillierten Bauplan sind alle Rippen und Spanten einzeln abgebildet. Mit der bekannten Methode, kopierte Bauteile mit Pritt-Kleber auf das Holz zu kleben, wurden die Einzelteile des Modells erstellt. Mit der Dekupiersäge waren die Spanten des Rumpfes schnell erstellt und Kiefernleisten als Rumpfgurte fixierten das Grundgerüst. Eine entscheidende Frage war das Material der Rumpfbeplankung. Das Original war mit Sperrholzplatten beplankt, der Bauplanvorschlag verwendet vier Schichten Balsaholz. Ich habe mich für 3-mm-Balsaholz entschieden, da ich mit Sperrholzbeplankungen wenig Erfahrung habe und sehr sehenswerte Ergebnisse mit Balsaholz kenne. Natürlich kann das Balsaholz nicht direkt um die Rundungen gebogen werden, da es sofort brechen würde. Deshalb musste es mit entsprechender Rundung vorgebogen werden. Dazu habe ich eine leere Weinflasche verwendet und die Beplankungsteile mit zahlreichen Gummiringen an der Flasche befestigt. Jetzt wurde das Ganze über Nacht in Wasser gelegt, am Folgetag musste es trocknen. So konnten die einzelnen Beplankungselemente des Rumpfes mit wenig Bruchverlust erarbeitet werden.

Besondere Aufmerksamkeit bei Oldtimern wie dem „Fafnir 1“ kommt auch der Farbgestaltung zu. Natürlich sollte das Modell einen möglichst originalen Holz-Farbton bekommen, da Balsaholz bekanntlich viel zu hell ist. Es gibt hier viele Möglichkeiten mit Farbe, Lasur und Beize. Ich habe zunächst einige Versuche mit schwarzem Tee und Kaffee gemacht. Am besten hat mir dann löslicher Espresso zugesagt. Nach der Grundierung mit einem kleinen Schwamm aufgetragen, ergab sich eine schöne Färbung, die je nach Konzentration des Kaffees variiert werden kann. Die Holzmaserung kristallisiert sich bei dieser Methode sehr gut heraus und der wohlige Kaffeeduft in der Werkstatt ist eine willkommene Alternative zu den Nitrolacken. Beim anschließenden Schleifen musste ich allerdings sehr vorsichtig arbeiten, da der Kaffee nur sehr schwach in die Oberfläche eingedrungen war und leicht wieder abgeschliffen werden konnte. Zwei Anstriche mit wasserlöslichem Parkettlack schlossen die Rumpfoberfläche ab und härteten sie.

Der Bauplan weist sowohl bei der Rumpfnase als auch bei der Kabinenhaube Balsaklötze als Baumaterial aus. Besonders bei der Kabinenhaube war mir sofort klar, dass diese Kabine mit einem Balsaklotz viel zu unecht aussehen würde. Beplankung und Formgebung des Originals stehen auch dem Modell gut zu Gesicht. Deshalb wurde die Kabinenhaube nach Originalfotos nachgebaut. Leider hatte ich die Rumpfnase als Balsaklotz belassen. Nach dem freundlichen Hinweis eines Modellbaukollegen, dass die Nasenpartie beim Original-„Fafnir“ doch anders aussehe, habe ich eine nachträgliche Nasenoperation vorgenommen. Die war im Gegensatz zu echten Nasenoperationen unproblematisch und im Nachhinein bin ich froh, dass ich diese Korrektur durchgeführt habe.

Zum Bau der Tragflächen war eine Helling für den mit sechs Grad abgewinkelten Knickflügel notwendig. Der Konstrukteur des Modells schwieg sich sowohl im Bauplan als auch in der Anleitung über das verwendete Flügelprofil aus. Mit dem originalen „Göttingen Gö-652“ hat das Profil aber nicht viel gemeinsam. Nach Recherche mit dem Programm „Profili“ von Stefano Duranti vermute ich, dass es ein „NACA 6412“ ist. Das manuelle Ausschneiden der immerhin 118 Rippen war im Zeitalter der CNC-Fräsen vielleicht nicht mehr ganz zeitgemäß. Da der überwiegende Teil der Rippen aber aus 2-mm-Balsa gefertigt wurde, ging dieser Arbeitsschritt mit einem scharfen Federmesser flotter als gedacht. Für den Flügelknick wurden die jeweils doppelt verleimten Kiefernholme geschäftet. Das im Plan beschriebene „krähenfußartige“ Schäften der Nasenleisten erforderte bei mir allerdings einige Versuche. Das Ergebnis ist aber den Aufwand wert. Auch wenn die Verbindung von Kohlefaser und Holz oft umstritten ist, habe ich die Hauptholme am Knick mit einigen Kohlerovings und Epoxydharz verstärkt. Dies ist zwar nicht im Sinne des Originals, blieb jedoch unsichtbar und hat sich auch bei meinem „DFS Habicht“ bereits bewährt.

Die zum Teil beplankte Tragfläche mit Schränkung am Außenflügel wurde an der Oberseite mit 1,5- und an der Unterseite mit 1-mm-Balsa beplankt. Jeder Holzmodellbauer kennt die Problematik der Be- plankungsverklebung, die entweder mit zahlreichen Stecknadeln, Gummiringen, Wäscheklammern oder Zwingen fixiert wird. Allen diesen Techniken gemein ist die Schwierigkeit, die Rippen während der Trocknungszeit optimal an der Beplankung zu halten. Als eine für die „Fafnir“-Tragfläche ideal geeignete Methode erwies sich, die Beplankung aufzubügeln. Das heißt: Die Tragfläche an allen Klebestellen dick mit Holzleim einstreichen und das Beplankungsteil auflegen. Nach Entfernung der Beplankung mit dem Finger den Holzleim verstreichen und warten bis der Leim auf beiden Seiten glasig getrocknet ist. Dann das Beplankungsteil genau ausrichten und mit dem Bügeleisen auf hoher Stufe auf die Tragfläche aufbügeln. Der Leim, der bereits in beide Holzteile eingedrungen ist verflüssigt sich an der Oberfläche durch die Hitze kurz und ergibt sofort eine sehr gute Verbindung. Wer dieser Methode nicht ganz vertraut, kann sie an einigen Holzabfallstücken ausprobieren. Die Ergebnisse überzeugen und die Verarbeitung bei Rundungen und geschränkten Flächen gefällt mir viel besser als mit „Stecknadeln & Co“.

Um Holzcharakter und Maserung der Tragfläche zu unterstreichen, kam natürlich auch nur eine Teilbespannung der Rippenfelder in Betracht. Nach Sichtung der Bügelgewebefolien fiel die Wahl auf „SIG Koverall“. Nach dem genauen Beschneiden der Bespannflächen wurden sie mit mehreren Spannlackanstrichen an der Tragfläche befestigt und konnten dann mit dem Bügeleisen nachgespannt werden. Anschließend versiegelten weitere Spannlackanstriche das Gewebe und eine Decklackschicht schloss die Oberfläche gegen Feuchtigkeit. Natürlich waren da sehr viele Arbeitsgänge und Anstriche für diese Art der Bespannung erforderlich. Das Ergebnis rechtfertigt jedoch den Aufwand. „Koverall“ ist extrem robust und reißfest. Es gibt auch keine nachträgliche Blasenbildung oder Haftprobleme, die bei Bügel- oder Gewebefolien durchaus im Laufe der Jahre auftreten können.
 


Eingefärbt wurde das Holz mit Kaffee


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Die Balsaholzbeplankungsstücke wurden mit Hilfe einer Weinflasche vorgebogen


Das Rumpfgerüst, ganz klassisch aufgebaut mit Spanten, Gurten und Weißleim!


Die offenen Rippenfelder wurden mit Koverall bespannt

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Fleißarbeit: Die ausgeschnittenen Tragflächenrippen auf einen Blick

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Für die Tragflächenbeplankung kam ein Bügeleisen zum Einsatz

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Auch aus der Nähe kann sich die Beplankungsarbeit am Modell durchaus sehen lassen. Hier die für den „Fafnir“ so charakteristische Kabinenhaube

Fakten

Fafnir
Ein Scale-Modell im Maßstab 1:5

Spannweite: 3.800 mm
Länge: 1.550 mm
Gewicht: 3.050 g
Profil: NACA 6412
Empfänger: Jeti R8 mit Vario
Servos: Höhenruder: Futaba „S-3152“
Seitenruder: Futaba „S-3152“
Querruder: Futaba „S-3113“
Schleppkupplung: GWS „IQ-200MG“
Empfängerakku: 4x Sanyo RC-2400 NiCd

Die technische Ausrüstung des „Fafnir“ besteht aus hochwertigen „Futaba“-Servos und einem „Jeti-R8“ Empfänger, bei dem die 2,4-GHz-Antennen im Holzrumpf verbleiben. Zusätzlich habe ich den Segler noch mit einem schaltbaren Vario von Jeti ausgerüstet. Der Original-„Fafnir“ hatte keine Störklappen, die DFS-Luftbremsen wurden ebenfalls erst später erfunden. Meine Entscheidung war, hier dem Original zu folgen und keine Störklappen einzubauen. Lediglich die Querruder können für die Landung nach oben gestellt werden. Das Fluggewicht betrug nun mit etwa 350 Gramm Blei genau 3.050 Gramm. Eine sehr gute Gewichtsbilanz für einen Segler mit 3,8 Metern Spannweite. Deshalb entschied ich mich entgegen meiner Gewohnheiten dazu, den „Fafnir“ nicht sofort an das Schleppseil zu hängen, sondern die ersten Flugversuche per Handstart zu beginnen. Zahlreiche Versuche zeigten dann auch, dass das Modell problemlos fliegt. Leichte Trimmung nach rechts, die Pendelruderwirkung genau richtig. So war ich für die anschließenden Flugzeug-Schlepps optimistisch gestimmt.

Und so kam es auch: Sauber und spurtreu folgte der „Fafnir“ der Schleppmaschine. Auch etwas höhere Fluggeschwindigkeiten beim Schlepp brachten das Modell nicht aus der Ruhe. Nach dem Ausklinken bemerkte ich, dass das Modell um die Längsachse sehr stabil flog. Die Querruderwirkung war sehr gering, trotz großzügiger Ausschläge. Dafür zeigte das Seitenruder eine sehr große Wirkung. In Kombination ließ sich der „Fafnir“ damit sehr eng und trotzdem flach kreisen. Der Gleitwinkel ist erstaunlich gut, nicht zu vergleichen mit anderen Oldtimern, wie etwa meinem „Grunau-Baby“ (vgl. AUFWIND 6/2009). Eben ein echter Hochleister, den Alexander Lippisch hier konstruiert hat. Diese Hochleistung zeigt sich allerdings auch im Landeanflug, bei dem die Gleitleistung – bedingt durch die fehlenden Störklappen – nicht gebremst werden kann. Die hochgestellten Querruder zeigen kaum Wirkung und verlangsamen den „Fafnir“ allenfalls leicht. Meine bisherigen Erfahrungen mit Oldtimern zeigten, dass Störklappen durch den höheren Stirnwiderstand nicht ganz so notwendig sind wie bei GFK-Orchideen. Beim „Fafnir“ ist es jetzt aber so, dass jeder Landeanflug beim ersten Versuch passen muss und wenig Spielraum zur Korrektur bleibt. Eine Slip-Landung ist durch die geringe Querruderwirkung auch keine echte Alternative. Eher schon ausreichend Übung und schöne lange Graspisten. Als besonders herausragend empfand ich die Thermikempfindlichkeit des „Fafnir“. Bereits der Erstflug dauerte über eine halbe Stunde. Zahlreiche weitere Flüge zeigten, dass das Modell die Thermik sehr gut annimmt und auch einfach zu zentrieren ist. In Verbindung mit dem Variometer werden am Sender die Aufwinde signalisiert, was besonders beim Flugzeug-Schlepp in der Ebene eine große Hilfe ist. Die gute Thermikempfindlichkeit gepaart mit dem überraschenden Gleitwinkel veranlasste einen Kollegen zu der Bemerkung: „Wenn der nicht oben bleibt, dann keiner mehr.“

„Wenn Du ein Schiff bauen willst, so trommle nicht Männer zusammen um Holz zu beschaffen und Aufgaben zu verteilen, sondern lehre die Männer die Sehnsucht nach dem endlosen weiten Meer.“ Ganz nach diesem Gedanken des Flug-Poeten Antoine de Saint-Exupéry steht am Anfang eines Segelflugoldtimer-Projektes immer die Faszination für ein bestimmtes Flugzeug. Alle bautechnischen Schwierig- keiten und Probleme werden bei der Begeisterung für einen Modellnachbau zu Herausforderungen, die Freude und Erfolgserlebnisse bei ihrer Bewältigung mit sich bringen.

Wenn der „Fafnir“ in der Thermik kreist und das filigrane Flugbild die sonnendurchfluteten Tragflächen zeichnet, bin ich sicher, dass sich die über 200 Arbeitsstunden in der Werkstatt gelohnt haben. Und die Freude und Begeisterung über das Modell beginnt jetzt jeweils beim Öffnen der Kabinenhaube, der Kaffeeduft ist nämlich im Modell geblieben.

Stefan Maß

 


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