Konstruktion

d-43dreiseitenAerodynamische Auslegung

1995 wurde eine erste Studienarbeit zur aerodynamischen Tragflügelauslegung abgeschlossen. Unter anderem wurde die Pfeilung in Abstimmung mit der Länge des Leitwerkshebelarms zur Optimierung des zulässigen Schwerpunktbereichs festgelegt.

Auf eine Schränkung wurde verzichtet um zu vermeiden, dass das Aussenflügelprofil im Schnellfug aus der Laminardelle fällt.

Bei der Flügelprofilierung wurde besonderes Augenmerk auf die Flugeigenschaften gelegt. Als Schulflugzeug soll die D-43 zwar ein gutmütiges Verhalten im Langsamflug zeigen, sich aber durch gezielte Ruderausschläge dennoch zum Abkippen und Trudeln bringen lassen. Dieses Verhalten soll zur gezielten Gefahreneinweisung in der Ausbildung genutzt werden. Bei den Flugleistung ist es für ein Schulungsflugzeug deutlich wichtiger als absolute Gleitzahlen, eine harmonische Polare zu erzielen.

Es wurde daher davon abgesehen, ein auf Leistung „überzüchtetes“ Profil, wie es einige Standardklasseeinsitzer haben, auszuwählen, das im langsamen Thermikkreisen keine Fahrtschwankungen verzeiht. Mit einem Flügelprofil, das sich gegenüber Anstellwinkelschwankungen sehr intolerant verhält, würde sich die Dauer der Ausbildungsflüge verkürzen. Schwächere Aufwinde können nicht mehr ohne häufiges Eingreifen des Fluglehrers genutzt werden.

In enger Zusammenarbeit mit Professor Eppler wurde ein Profil ausgewählt und angepasst, das den Anforderungen eines Schulflugzeuges weitestgehend gerecht wird. Dennoch liegt der berechnete Bereich des besten Gleitens über 40.

Ein neues Verfahren zum Flügelbau

Eine Machbarkeitsstudie über den Bau der Tragflächen in Positivbauweise mit vertikaler Teilung wurde durchgeführt. Dazu wurden zunächst Kerne aus Styrodur bzw. Roofmate gefräst und aufgebaut. Diese wurden mit Trennfolie überdeckt und fixiert. Dann wurde in einem ersten Schritt Abreis- und Innenlaminat aufgelegt, die angeschäfteten Conticell Platten mit Spax Schrauben fixiert und das ganze unter Vakuum ausgehärtet.

Im zweiten Schritt wurden Nasen- bzw. Endleistenbänder und Aussenlaminat aufgelegt und wiederum unter Vakuum aushärten lassen. Ein Holmprobestück wurde gebaut und mit den Schalensegmenten verklebt.

Abschliessend wurde die Naht zwischen den Schalenelementen mit 2 Streifen diagonalem UD Kohlefasergewebe geschlossen und so der Kraftschluss im Torsionsverband des Aussenlaminates hergestellt. Abschliessend wurden Endleistenanformungen angeklebt, abgespachtelt, geschliffen, Füller aufgespritzt, Füller eingeschliffen, Acryllack gespritzt und aufpoliert.

Bei diesem neuen Verfahren wurde zwar eine Profilgüte, die als konkurenzfähig einzustufen ist, erreicht, allerdings ergaben sich insbesondere bei der Holmintegration Probleme. Auch beim Abspachteln ergaben sich einige Probleme: So war der Anteil von Spachtel, Füller und Lack am Gesamtgewicht mit fast 27 % zu hoch. Einzig die Handhabung der offenen Schalensegmente vor und beim Verkleben des Holms stellte sich als sehr unproblematisch heraus. Aufgrund der Erfahrungen beim Bau dieses Probestückes wurde davon abgegangen, die neue Bauweise zu benutzen und eine konventionelle Negativbauweise mit horizontaler Teilung wie bereits bei D-38 und D-40 angestrebt.

Strukturauslegung des Rumpfes

Für die D-41 wurde in Windkanaluntersuchungen eine Rumpfgeomerie entworfen, deren Widerstand nicht größer als bei vergleichbaren Tandemrümpfen ist. Da in der D-43 ebenfalls nebeneinander gesessen werden soll, lag es nahe, die Rumpfgeometrie der D-41 zu übernehmen.

1997 wurde eine Studienarbeit zum Abschluss gebracht, die neben Eckdaten und Hinweisen zur Verwirklichung des D-43 Cockpits den Laminataufbau der Schale und die Position von Beulspanten festlegt.

Beim Laminataufbau wurden Forschungsergebnisse des TÜV RHEINLAND berücksichtigt und der Werkstoff Dyneema im Cockpitbereich vorgesehen. Bei einem Unfall nimmt dieser Energie auf und soll die Piloten vor Verletzungen schützen. Die Ratschläge zur Unterteilung von kleineren Beulfeldern Cockpitbereich und dem Einbau von Stringern sollen anhand eines Models, verifiziert und konkretisiert werden.

Strukturauslegung des Tragflügels

Bis 1999 wurde der Festigkeitsnachweis für die primäre Tragflügelstruktur gerechnet und die Ergebnisse dieses Strukturentwurfs in Form werkstatttauglicher Belegepläne festgehalten. Im Rahmen dieser Arbeit entstanden die Flügelformen für die Unterschalen.

Allerdings konnte der gesamte Flügel-Rumpf-Krafteinleitungsbereich darin nicht fertig konstruiert werden, da zu diesem Zeitpunkt die Entwicklung des Rettungssystems noch nicht weit genug fortgeschritten war, um Aussagen über die bestmögliche Integration treffen zu können.

Cockpit

Die Gestaltung des Cockpitbereichs ist um einiges schwieriger als ursprünglich erwartet. Der sehr breite Rumpf stellt in Punkto Crashsicherheit eine echte Herausforderung dar. Im letzten Jahr konnte allerdings eine Lösung erarbeitet werden, welche in einem Crashtest üeraus zufriedenstellende Ergebnisse liefern konnte.