Bauprojekt "Jodel Robin"

Eigenkonstruktion Jodel Robin DR400/180 im Massstab 1:2.8 von Rolf Schenk

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1. Ausgangslage, Vorgeschichte

Nachdem ich die Waco von FMBB fertig gestellt hatte, konnte ich mich nun wieder meiner Eigenkonstruktion widmen.
Die notwendigen Konstruktionsarbeiten, die Pläne, alle Spanten, Rippen, Holme waren ja bereits gefräst. Ebenso war bereits das Fahrwerk gebaut und vorhanden. Alles war eigentlich bereit für den Beginn dieser grösseren Variante, eine Jodel Robin.

Aber alles der Reihe nach ...

Im Jahr 2011 hatte ich an der Messe in Friedrichshafen eine schöne Jodel Robin DR400/180, ein wenig versteckt in einer Ecke gesehen. Sie war auf dem Stand von Modellbau Kruse ausgestellt. Modellbau Kruse war (die Firma gibt es mittlerweile nicht mehr) ein bekannter Hersteller von diversen Modellsegelflugzeugen.
Ich suchte noch am Stand das Gespräch mit Herrn Kruse und erkundigte mich nach dem Flugzeug. Die Dimensionen erschienen mir geradezu prädestiniert, um meine Idee umzusetzen. Ich hatte mit der «kleineren Jodel Robin» bereits sehr gut Erfahrungen gemacht.
Das Modell wurde nur als Komplettbausatz angeboten. Sprich GfK-Rumpf und Motorhaube und styrobeplankte Flächen. Eigentlich war ich nur an der Motorhaube und an der Kabinenhaube interessiert, da ich den Rest nach meinen Vorstellungen entwickeln und bauen wollte. Diese beiden Teile wollte Herr Krause mir nicht einzeln verkaufen.

Als ich gegen Ende 2012 erfahren habe, dass die Jodel Robin von Kruse eigentlich gar nicht mehr verkauft wird, habe ich mich nochmals bei Herrn Kruse gemeldet. Jetzt verlief das Gespräch anders. Er bot mir an, dass ich sämtliche Teile des Bausatzes (er hätte noch genau 1 Stück) erstehen könnte. Dies beinhaltete auch die Schablonen für die Flächenkerne des SR, HLW und der Flächen mit den Ohren.
Da ich so eine Jodel Robin wollte, habe ich mich entschieden auf sein Angebot einzugehen. Ich orderte dann noch zusätzlich zwei Kabinenhauben und eine Motorhaube.

Später habe ich dann alles Material, welches ich selber für mein Vorhaben nicht benötigte, wieder verkauft. Dies war:

  • Rumpf mit Motorhaube und Kabinenhaube
  • Sämtliche Flächenkernen
  • Steckungen für HLW und Flächen
  • Schneideschablonen für die Flächenkerne
  • Bauplan und Konstruktionsplan für das Fahrwerk 

Als Motor hatte ich bereits einen 140er 4-Zylinder gekauft. Einen weiteren hatte ich bereits in Betrieb. Überzeugt von der Laufkultur und der Leistung, war für mich von Anfang an klar, dass es wieder ein 4 Zylinder Motor sein soll.
Das Fahrwerk, war ja auch bereits (wiederum von HAWE) vorhanden.

2. Planerische Rahmenbedingungen

Ich wollte keinen GfK-Rumpf und Styroflächen. Ich wollte die gemachten Erfahrungen aus dem Bau der «kleinen Variante» einfliessen lassen. Schliesslich war ich mit der «kleinen Jodel Robin» sehr zufrieden gewesen.

Folgende Leitgedanken prägten die Konstruktion:

  • Es soll eine reine Holzkonstruktion gebaut werden.
  • Der Zusammenbau auf dem Flugplatz muss allein möglich sein. Bei der «kleinen» Jodel Robin musste das Modell auf dem Rückenliegend zusammengebaut werden. Dies galt ebenso für den Zugang zu den Einbauten.
  • Sämtliche Einbauten müssen von oben, durch eine abnehmbare Kabinenhaube, zugänglich sein.
  • Das Fahrwerk soll wiederum die gleichen Eigenschaften wir bei der «kleinen» Variante aufweisen.
  • Es soll ein gedämpftes Höhenleitwerk, kein Pendelleitwerk, gebaut werden.
  • Es soll ein profiliertes Seitenleitwerk gebaut werden.
  • Die bei der «kleinen» verwendeten Flächenprofile sollen wiederum verwendet werden.
  • Dies Mal soll ein richtiger Bauplan erstellt werden und nicht nur «Handskizzen auf Notizpapier».
  • Die Konstruktion soll so gemacht werden, dass einzelne Teile nachproduziert werden können. Daher hat sich eine CAD-Konstruktion in den Vordergrund gedrängt. 

Erkenntnisse, Verbesserungen an der Konstruktion, welche aufgrund des Baus gemacht wurden, flossen laufend ein. So musste zum Beispiel im Bereich des vorderen Rumpfbereiches an 3 Spanten Anpassungen gemacht werden. Zudem wurde eine doppelte Schalldämpferhalterung und die Tunneldimensionen berücksichtigt. Insgesamt flossen etwa 20 Optimierungen ein.

3. Die Bauphase

Aufgrund der zu erwartenden Dimensionen der einzelnen Teile, habe ich wenig parallel gebaut. Einzig im Bereich des Rumpfhecks mit den Aufnahmen für die HLW-Steckungen, habe ich parallel das HLW begonnen zu bauen.

3.1 Motordom

Ich begann mit dem Bau des Motordom am Motorspann. Die Motorhaubenverschraubung sollte wiederum «verdeckt» erfolgen. Sprich, keine Schrauben, welche den Haubenrahmen zieren. Der Zugang zur Verschraubung sollte von vorne, mittels einem langen Schraubenzieher erfolgen. Da ich den Motor bereits hatte, konnte ich so auf einfache Weise den Motordom mit dem von mir definierten Seitenzug bauen und anpassen. Das ging flott von der Hand …

3.2 Rumpf, SLW und HLW

Als nächstes habe ich mit dem Aufbau des Rumpfes angefangen. Hierzu benötigte ich die gefrästen Spannten und den Motorspant. Die Konstruktion ist so gemacht, dass die meisten Komponenten in vorgefräste Schlitze zusammengesteckt werden können. Der Bau schreitet somit recht zügig voran. Vor allem ist damit eine symmetrische und eine verzugsfreie Bauweise sichergestellt.

Der Rumpf ist vollständig beplankt. Dies habe ich mit 2,5mm Balsaholz gemacht. Im vorderen Bereich, bis Ende Kabinenhaube, ist zudem ein Sandwich aus 4mm Balsa und 2mm Flugzeugsperrholz unter der Beplankung.
Bevor alles beplankt wurde, hatte ich so genügend Platz und guten Zugang für die notwendigen Aufnahmen und Halterungen der späteren Einbau der entsprechenden Komponenten.

Im Vorderen Rumpfbereich (vor dem Cockpit) sind die Zündungen, der Zündschalter, sowie das Bug- und Gas-Servo untergebracht. Ebenso sind die beiden Schalldämpferverkleidungen vorhanden. Diese sind aus 3mm Balsaholz gefertigt und beinhalten zudem (je Tunnel) zwei Halterungsringe für die Schalldämpfer.
Alles ist so angeordnet und konstruiert, dass jederzeit ein guter Zugang gewährleistet ist. Der Zugang ist so dimensioniert, dass man nach der Demontage des oberen Cockpitpanels, mit beiden Händen Zugriff zu den Einbauten hat. Die Zündungen und der Zündschalter sind auf einem demontierbaren Brett installiert. Durch lösen von zwei (durch das Cockpitpanel verdeckt) Schrauben, kann das Brett vollständig ausgebaut werden.

Ein entsprechender Kabelkanal führt dann in den hinteren Teil des Cockpits zur Stromversorgung und zu den Empfängern.

Die Schleppkupplung, entsprechend abgestrebt, und das SR-Servo habe ich direkt hinter dem Cockpit platziert. Die Schleppkupplung ist eine von Mario Bachmann gefertigte Eigenkonstruktion, welche er in seinem Piper auch einsetzt. Die Schleppkupplung basiert auf einem Linearkugellager. Dies stellt sicher, dass unter allen Umständen immer geklinkt werden kann.

Als nächstes waren nun der Aufbau und spätere Einbau des Seitenleitwerkes an der Reihe. Der Übergang von SLW zu Rumpf erwies sich beim Beplanken als eine richtige (aber zu erwartende!) Knacknuss. Viel Geduld und noch ein wenig mehr Spachtel, liessen aber ein gutes Ergebnis zu.

Bei dieser Gelegenheit wurden dann auch gleich die Steckungsrohre für das HLW verbaut. Dank der präzisen Plangrundlage und der gefrästen Teile, passte das Ganze bestens zusammen. Somit war die EWD und die Distanz zwischen den Rohren «gegeben». Selbstverständlich habe ich dies mehrmals während dem Bau nachgeprüft.

Parallel dazu habe ich die Höhenleitwerke gebaut. Diese wurden, wie später auch die Flächen in den speziell geschnittenen Negativformen aus Styropor gebaut. Pro Seite ist ein Servo der Standardgrösse verbaut. Die Ruder sind in Hohlkehle erstellt.
Als Scharniere sind Stiftscharniere der Firma Robart verbaut.

3.3 Bau der Flächen

Die Flächen waren als nächstes an der Reihe. Diese wurden, wie die Höhenleitwerke auch, in Negativformen aus Styropor gebaut. Besonderes Augenmerk legte ich dabei auf die Krafteinleitung der Halterung für das Fahrwerk. Ich habe die gleiche konstruktive Vorgehensweise wie bei der «kleinen Jodel Robin» gewählt. Dies hatte sich bestens bewährt.
Die gefrästen Fahrwerksaufnahmen aus Delrin wurden von einem Kollegen gemacht. Diese Kunststoffteile sind maximal ausgefräst, so dass möglichst wenig Gewicht verbaut wurde. Diese weissen Kunststoffteile sind zwischen zwei Rippen (Flugzeugsperrholz 3mm) verschraubt und verkeilt. Das Fahrwerk selber wird mit je zwei Schrauben (M4) befestigt.

Die Beplankung und Rippenaufleimer sind aus 2,5mm Balsaholz. Der Ruderbau mit den Aufnahmen für die Servos und Anlenkungen, sowie das Beplanken mit anschliessendem Verschleifen beenden den Bau der Flächen.
Die Kabel für die Servos und die Scheinwerfer und Randbogenbeleuchtung sind in längeren «Partytrinkhalmen» geführt.

3.4 Kabinenhaube

Da die Kabinen abnehmbar gemacht werden soll, musste ich nun noch einen entsprechenden Rahmen bauen. Diesen habe ich aus mehrlagigen Streifen aus Flugzeugsperrholz (1.5mm plus 1x1.0 mm plus 1x 0.5mm), der Rumpfkontur nach aufgebaut. Die Kabinenhaube ist mit dem Rahmen mittels 2.2mm Holzschrauben befestigt. Vorne greift die Kabinenhaube, im montierten Zustand, in einem am Rumpf angeschraubten und an die vordere Haubenform anlaminierten Rahmen gehalten.

Die Haube wird mittels 4 Schrauben (M3) seitlich am Rumpf verschraubt. Die Schraubenköpfe sind versenkt und durch eine Aluhülse geführt. Die Hülse ist gerade so tief und breit, dass der Kopf der Inbusschraube gerade so platzt findet. Damit sich die Schraube nicht lösen kann, wird ein O-Ring verwendet. Beim Anziehen der Schraube presst es den O-Ring vom Schraubenkopf her an die Hülsenwand und «verklemmt» so die Schraube. Diese Variante hatte ich schon bei einigen Modellen verwendet.

3.5 Innenausbau

Der Cockpitausbau mit Pilotensitze und Bänke runden den Einblick durch die sehr grosse Haube ab. Die Einbauten sind, bis auf das Cockpit, selbst gebaut. Das Rohmaterial ist Wärmedämmmaterial vom Baumarkt. Diese lässt sich gut bearbeiten und wiegt zweimal nichts. Die hintere Bank ist mit Magneten gehalten. Die vorderen zwei Sitze sind mit je 3 Schrauben (M3) gehalten. Alles ist sehr schnell aus- und wieder eingebaut.
Das Cockpitpanel lies ich wiederum bei der Firma Noll in Deutschland anfertigen. Fotos vom Vorbild und die Cockpitform reichen aus. Der Rest macht Herr Noll innerhalb weniger Wochen zu einem sehr vernünftigen Preis. Das Cockpit besteht aus zwei Panels.
Die Kartentasche und das «Betriebshandbuch» habe ich wiederum aus dem Bastelbereich des Baumarkt, selbst gemacht. Auf der Ablage, hinter dem Sitzbank, ist noch ein selbstgebauter Reisekoffer, welche die Sicht auf das Schleppkupplungsservo ein wenig verdecken soll. Der Pilot stammt von Andys Piloten.

4. Die Endarbeiten und der Finish

Beim Finish war ich zwischen zwei verschiedenen Varianten im Klinsch. Eigentlich müsste die Jodel Robin wiederum die Farbgebung der HB-EMQ in Thun haben.
Vorsicht, jetzt kommt meine Ausrede, warum ich nicht diese Variante wählte:
Da es sich bei meiner Konstruktion nicht um eine DR 300/180, sondern um eine DR 400/180 handelt, wäre diese Farbgebung nicht «Vorbildgetreu». Immerhin muss man mir zu Gute halten, dass ich auch noch zu einer anderen Designvariante schon fast genötigt wurde…  

Gewählt wurde dann schlussendlich das Design der Jodel Robin welche in Bern stationiert war. Leider ist diese Maschine im Juli 2017 komplett zerstört worden. Bei der Rückkehr nach einem Schlepp ist die Maschine auf einem Mehrfamilienhaus in Bern zerschellt. Details siehe Unfallbericht von der SUST:
https://www.sust.admin.ch/inhalte/AV-berichte/2344_D.pdf

Als Bespannung wählte ich wiederum das Produkt von Solartex. Dies lässt sich sehr gut aufbügeln. Randbögen und enge Radien lassen sich damit sehr gut bearbeiten. Danach habe ich alles mit Spannlack (50% verdünnt) dreimal gespritzt. Zwischen den Spritzdurchgängen habe ich alles mit 800er Schleifpapier leicht (die Betonung liegt auf leicht!) abgerieben.

Als nächstes wurden die Zackenbänder und Nahtimitationen aufgebracht.

Beim Lackieren wählte ich wiederum das bewährte zweischichtiges Vorgehen.
Die erste Schicht besteht aus wasserlöslicher Basisfarbe. Die zweite Schicht besteht aus 2K Klarlack. Am Schluss kamen noch die Immatrikulation und die Beschriftungen drauf.
Das alles tönt nach «ich habe mal schnell gemacht …». Dem ist nicht so. Der Finish ist aufwändig Zeit- und manchmal auch Nervenraubend. Insgesamt hatte ich die Spritzkabine 3 Mal etwas mehr als jeweils einen halben Tag belegt.

Die Flammen habe ich freihändig – nach Gutdünken, aber immer wiedermal mit einem schielen auf das Foto des Vorbildes – abgedeckt.

Die Immatrikulation und die Beschriftungen habe ich diesmal wieder bei JR Foliendesign machen lassen.  

Nachdem die ganzen Einbauten und die Kabelstränge verbaut waren, stand die Jodel Robin erstmals Ende April 2019 zusammengebaut auf eigenen Beinen.

Die Lüftführung und der Motoreneinbau:

Die Schalldämpfer und Krümmer wurden wiederum von PeFa Modelltechnik gefertigt. Die Passung ist sehr präzise und wie auf den Maasszeichnungen und Illustrationen vorgegeben.

Den vermuteten Schwerpunkt (ca. Mitte des Steckungsrohres) konnte ohne Zugabe von Gewichten erreicht werden.

Eckdaten:

Spannweite:   3.18 m
Länge über alles: 2.63 m
Flächenprofil: RG 15 2,5 13%
HLW-Profil: NACA 0012
Flächeninhalt: 2.1m2
Gewicht: 24.73Kg
Motorisierung: 3W140B4
Propeller: Müller 28x12 3 Blatt CfK
Motorseitenzug: 2.5°
Motorsturz in Bezug zur Null-Linie:
Anstellwinkel HLW in Bezug zur Null-Linie: +0.5°
Anstellwinkel Fläche zur Null-Linie:  -0.7°
Schränkung der Ohren:    +4.5° (Original = Schränkung von 6°)
Stromversorgung:  Power Box SRS Competition
Energieversorgung:  3x2S Hacker 4’500mA/h
Beleuchtung: Innoflyer
Servos: FUTABA HV (9 Stk.)
Empfänger: FUTABA S-BUS (2 Stk.)
Benzintank: 2 Liter

5. Erstflug

Das Wetter Anfangs Mai 2019 war nicht besonders gut, so dass wir für den Erstflug vom 7. Mai 2019 einen ausnahmsweise wettertechnisch guten Nachmittag erwischten. Der obligatorische Reichweiten- und ausführliche Funktionstest verlief erwartungsgemäss problemlos

Nach etwa 50 Meter hob die Jodel Robin ab und wurde dem Element übergeben. Ich musst leicht nach oben und nach rechts (Querruder) trimmen. Im Verlaufe der diversen Flüge konnte ich die die Ausschläge der QR und des HR noch reduzieren.
Der Start sowie weitere 10 Landungen, davon 4 Schlepps am gleichen Nachmittag/Abend verliefen ansonsten problemlos.
Zum Starten habe ich nie ganz Vollgas gegeben. Die Motorenleistung ist so gut, dass hier ein wenig mehr als Halbgas völlig ausreichend ist. Diverse Tests, wie Langsamflug- und Abreissverhalten, wurden geprüft.
Gedrosselt und mit voll gezogenen Höhenruder beginnt der Flieger in der Längsachse zu wippen. Ein abruptes Abreissen konnte nicht provoziert werden.

Der Seitenzug und der Motorzug passt schon sehr gut.
Der Schwerpunkt scheint für den Moment zu passen.

6. Fazit und Danksagung

Diese Jodel Robin ist eine vollständige Eigenkonstruktion. Auch wenn von der ersten Idee und Konstruktionsskizze bis zum Erstflug zirka 6 Jahre vergangen sind, konnte der Bau schlussendlich schnell erfolgen.
Für mich persönlich ist es nicht möglich 100%ig alles selbst zu machen. Hierzu fehlt mir die Einrichtung und bei gewissen Themen das notwendige Know-How und die entsprechende Fertigkeit.
Ich war und bin bei solchen Projekt auf die wohlwollende Mithilfe und Mitarbeit von Kollegen oder kleinen Firmen angewiesen.
Die Konstruktion, nach meinen Vorgaben und Wünschen im CAD erfolgte unter Mithilfe von KeiRo (Kurt Eich). Kurt hat auch alle Pläne geplottet und die Fräsarbeiten gemacht. Die Arbeiten hat Kurt zu einem unverschämt günstigen Preis gemacht.
Mechanische Detailarbeiten und Detailkonstruktionen hat Mario Bachmann gegen einen warmen Händedruck und entsprechendem Dank jeweils tadellos ausgeführt.
Leisten und Holme hat Heinz Goepfert geschnitten und gehobelt.
Für all diese Arbeiten möchte ich mich bei allen Beteiligten, ob direkt oder indirekt, recht herzlich bedanken.

Rolf Schenk, Mai 2019

Bezugsquellennachweis:

  • Motor: 3W Modellmotoren Weinhold GmbH, Deutschland
  • Schalldämpfer: PeFa Modelltechnik GmbH, Deutschland
  • Propeller: Müller Propeller, Deutschland
  • Fahrwerk: HAWE, Deutschland
  • Baustoffe, RC-Material und Zubehör: Gloor & Amsler, Rupperswil
  • CAD- und Fräsarbeiten: KeiRo, Rothrist
  • Styroformen für Flächenbau (direkt ab CAD): Styro 3D, Bäretswil
  • Cockpit: Noll Modelltechnik, Deutschland
  • Beleuchtung: Innoflyer, Solothurn
  • Schriften und Immatrikulation: JR Foliendesign, Deutschland
  • Pilot: Andys Pilotenpuppen, Deutschland 

Verwendete Farben für die Malerei von Spiess Hecker:

  • Gelb: Signalgelb (RAL 1003)
  • Rot: Signalrot (RAL 3001)