Werk-Anleitung als PDF laden

Leichte Flieger
Bereich: Technisches Werken im Fächerverbund mit Biologie und Physik/
Mensch, Natur, Technik • Ab Klasse 6 • Arbeitszeit: ca. 6 bis 8 Doppelstunden
Aufgabe und Motivation
Immer wieder bricht in unseren Klassen die Flugbegeisterung aus und der Schulhof
wird zum Landeplatz ganz unterschiedlich gefalteter Papierflieger. Wer kann sich der
Faszination entziehen, wenn so ein einfaches Fluggerät aus Papier im eleganten Gleitflug den ersten Stock des Schulgebäudes verlässt und wohlbehalten am Boden
ankommt?
1
Die Beobachtung des unterschiedlichen Flugverhaltens führt die Schüler zu ständigen
Verbesserungen ihrer Eigenkonstruktionen und eröffnet den Zugang zum Thema
„Fliegen“. Bald entsteht der Wunsch, einen richtigen Modellflieger zu bauen. Ziel der
Unterrichtseinheit ist es, dass die Schüler durch den Nachbau bekannter Modelle Erfahrungen sammeln und anschließend eigene Gleiter aus Hartschaumplatten entwickeln.
Lernschwerpunkte
• Grunderfahrungen für den Bau von Flugmodellen sammeln
• Die Bauteile eines Segelflugzeuges kennen lernen
• Voraussetzungen für den Gleitflug kennen lernen
• Ein Flugmodell einfliegen und trimmen
• Aus verschiedenen Materialien flugfähige Modelle bauen
Material und Hilfsmittel
Papier, Fotokarton, Kohlepapier, Kugelschreiber, Hartschaumplatten in 3, 4 und
6 mm, verzinktes Stahlblech,
1 mm, verschiedene Nägel,
35 – 65 mm, Acryl-Fugenmasse in Weiß, UHU flinke
flasche, UHU por, UHU HOLZ
expressleim, Schere, Cutter,
Schmirgelpapier
(120er,
240er), Schleifklotz, Bauvorlagen von einfachen Gleitern
wie GRAUPNER Fun UHU,
Opitec Mini Holli, Opitec
„Cloud“, Opitec Balsa-Gleiter
(siehe Einkaufshinweise)
Sachinformation
Warum Hartschaumplatten und nicht das bekannte Balsaholz?
Dünnes Balsaholz bricht leicht parallel zur Maserung und benötigt zur Verarbeitung
eine gewisse Erfahrung, daneben ist es etwa doppelt so teuer wie die Hartschaumplatten. Das Material lässt sich leicht schneiden und die Modelle lassen sich
einfacher trimmen, indem man die Ruder mit Einschnitten festlegt, durch Verbiegen
kann man sofort ihre Wirkung ausprobieren.
Hartschaumplatten werden in 3 oder 4 mm Stärke als Untertapete, z. B. unter den
Markennamen „Selitron“ oder „Nomaplan“, in Baumärkten verkauft. 6 mm starke
Platten sind als Isolierung für Heizkörpernischen erhältlich. Möchte man später größere Modelle mit Tragflügelprofil bauen, so eignen sich die Hartschaumplatten Styrodur®
(BASF) oder Styrofoam® (DOW Chemicals) hervorragend, denn sie lassen sich
bestens sägen und schleifen. Sie sind ab 20 mm Stärke im Baustoffhandel als
Dämmmaterial erhältlich.
Zum Kleben eignet sich UHU por, wobei die Schüler anfangs Probleme mit dem
Kontaktklebeverfahren haben, denn es erlaubt nach dem Anpressen keine Korrektur.
Doch nach Übungen mit Restmaterial korrigieren sie die Position des aufzuklebenden
Teils vorsichtig, bis sie stimmt, und pressen das Teil dann erst auf die Klebefläche.
2
Gestaltungsablauf
Bau eines Kartonmodells
Beim Falten von Papierfliegern gewinnen die Schüler spielerisch Erkenntnisse, die sie
beim Bau eines Kartonmodells in Theorie und Praxis erweitern und vertiefen: Die
Funktion von Höhen- und Seitenleitwerk; Anstellwinkel und Form der Tragflächen;
Trimmung bei Kopf- oder Schwanzlastigkeit. Als Vorbild dient der Opitec Mini Holli, der
sich gut eignet, um mit der Steuerung eines Flugmodells zu experimentieren.
Der nächste Schritt ist der Bau verschiedener Hartschaum-Gleiter, bei denen der
GRAUPNER Fun UHU oder die Balsa-Gleiter von Opitec als Vorbild dienen.
Anleitung Nachbau GRAUPNER Fun UHU
Es ist hilfreich, die Kartonhelling in Sperrholz nachzubauen, wobei die Einschnitte für
den Rumpf auf 6 mm erweitert werden. Die vorgestanzten Balsateile werden mit
Kohlepapier erst auf Karton übertragen, danach kopiert man die Umrisse der
Kartonschablonen auf eine 3 mm starke Hartschaumplatte. Für den Rumpf benötigen
wir zwei Teile, die wir mit UHU por zusammenkleben. Mithilfe der Helling kann das
Modell fertiggebaut werden. Besondere Sorgfalt beim Bau benötigen die Tragflächen
und das Leitwerk.
Anleitung Nachbau Opitec „Cloud“
Der insgesamt vierteilige Rumpfkopf besteht aus Hartschaum,
den Rumpf bildet ein 3-mmVierkantholz (Fichtestab).
Höhen- und Seitenleitwerk erhalten Einschnitte. Damit die
Ruder beweglich sind, werden
sie an der Ober- und Unterseite
leicht eingeritzt. Alternativ können sie ausgeschnitten und
durch Einkleben in der gewünschten Position fixiert werden.
3
Anleitung Nachbau Opitec Balsa-Gleiter
Der Rumpf wird aus zwei Lagen zusammengefügt, es ist jedoch auch möglich, eine
6-mm-Hartschaumplatte zu verwenden. Diese Materialstärke lässt sich nur mit einem
Cutter sauber ausschneiden, wobei immer scharfe Klingen zu verwenden sind, sonst
reißt das Material faserig aus. Das Höhenleitwerk wird unter das Rumpfende geklebt,
die V-Form der Tragfläche erreicht man mit entsprechend hohen Stützen. Das Seitenleitwerk wird senkrecht auf den Rumpf geklebt.
Nach erfolgreichem Auswiegen – der GRAUPNER Fun UHU benötigt zwei verzinkte
Stahlblechstreifen, bei den Opitec-Modellen ist der Schwerpunkt angegeben – können
nach dem Einfliegen die ersten Wettbewerbe in der Turnhalle stattfinden. Die Schüler
entwickeln großen Ehrgeiz, dass ihr Flieger möglichst weit segelt. Es wird auch bald
erkannt, dass exakt gebaute Modelle besser fliegen.
Bau von Eigenkonstruktionen
Mit dem erworbenen Grundwissen können die Schüler eigene Gleiter entwerfen und
herstellen. Die Schüler tendieren zu schnittigen Modellen, die mit ihren Dreiecksflügeln
einem Düsenjäger ähneln. Diese Modelle sind jedoch wegen ihrer Schwerpunktlage
schwierig zu trimmen und benötigen in der Regel ein Gewicht am Heck. Der abgebildete „Vulkan“ (Seite 1 und 5: links im Bild) gehört zu dieser Modellform. Er ist bis auf
die Seitenbeplankung des Rumpfkopfes aus 6-mm-Hartschaumplatten gebaut.
Verwendet man für die Tragflügel 6 mm starken Hartschaum, so muss die Vorderkante
rund oder schräg nach oben angeschliffen werden, sonst hat die Tragfläche einen zu
großen Luftwiderstand.
4
Ein Modell nach dem Vorbild klassischer Segelflugzeuge ist der „Sirius“ (Seite 1 und
unten: rechts im Bild). Er ist ebenfalls aus 6-mm-Hartschaumplatten gebaut, sein
Rumpf besteht aus zwei identischen Teilen, die mit UHU por zusammengeklebt sind.
Diese Modellform ist ohne Gewicht meist zu hecklastig und muss mit einer vorderen
Gewichtzugabe getrimmt werden. Hier sollte man Nägel in die Spitze stecken und
deren Köpfe mit Acryl-Fugenmasse kaschieren.
Die Schüler entwickeln Modelle mit verschiedenen Tragflächen wie V-Form, Doppel-VForm oder mit Tragflügelohren. Auch die Leitwerke können unterschiedlich sein: V- oder
T-Leitwerk oder auch die traditionelle Ausführung mit rechtwinkliger Anordnung von
Höhen- und Seitenleitwerk.
Für den Bau der Eigenkonstruktionen sind Bilder und Maße von echten Flugzeugen
sehr hilfreich, auch können größere Flugmodelle verkleinert werden, wobei auf das
Verhältnis von Länge und Spannweite zu achten ist.
Die optische Gestaltung der Flugmodelle erfolgt mit farbiger Klebefolie oder durch
Bemalen mit Acrylfarben. Die Farbränder sollten freihändig vorgezeichnet werden,
denn trotz Abkleben mit Klebeband zieht die Farbe auf der porösen Oberfläche des
Hartschaums unter das Band und ergibt unschöne Übergänge. Auch Buntpapier, mit
UHU flinke flasche aufgeklebt, eignet sich für die Dekoration.
Weiterführende Projekte
Das nachfolgende Projekt ist der GRAUPNER Mini UHU, der schon einen profilgefrästen Tragflügel mit 470 mm Spannweite besitzt. Alternativ dazu kann auch der Opitec
Kleinsegler gebaut werden. Er ist mit 660 mm Spannweite ein Modell, das in MixedBauweise entsteht (stabile Holzleiste als Rumpf, Tragflächen und Rumpfkopf aus
Hartschaumplatten) und größere Flugweiten ermöglicht.
Eine weitere Vertiefung des Themas besteht in der Herstellung von Tragflächen mit
einem Oberflächenprofil. Dies geschieht mithilfe einer Styropor-Thermosäge, wobei
zwei Tragflügelrippen als Führung des Heißdrahtes dienen.
5
Einkaufshinweise
• GRAUPNER Fun UHU, Best.-Nr. 4008
• Opitec Mini Holli, Artikelnummer 102.076 (www.opitec.de)
• Opitec „Cloud“, Artikelnummer 102.698 (www.opitec.de)
• Opitec Balsa-Gleiter, Artikelnummer 102.021 (www.opitec.de)
• GRAUPNER Mini UHU, Best.-Nr. 4047
• Opitec Kleinsegler, Artikelnummer 102.032 (www.opitec.de)
• Hartschaumplatten, z. B. bei opitec (www.opitec.de):
- Hartschaum, weiß, 6 x 210 x 300 mm, Artikelnummer 870.539
- Hartschaum, weiß, 6 x 250 x 500 mm, Artikelnummer 870.540
- Hartschaum, weiß, 3 x 210 x 300 mm, Artikelnummer 870.034
- Hartschaum, weiß, 3 x 250 x 500 mm, Artikelnummer 870.0454
Literaturhinweis
Martius, Andreas: Modellflieger leicht gemacht. Mit 2 Vorlagebögen. Christophorus im
Verlag Herder, ISBN-10: 3-419-56789-8, ISBN-13: 978-3-419-56789-0
Dietmar Rudolph
© 2006 UHU GmbH & Co. KG, Bühl (Baden) und Elke Fox.
Foto Seite 2: Dietmar Rudolph. Redaktion und übrige Fotos: Elke Fox.
6