Brettsel(e) 
Konstruktion und Bau eines Brett-Seglers ... ohne/mit E-Antrieb
      

Brettsel --> ohne e-Hilfantrieb
Brettsele --> mit e-Hilfsantrieb

Bilder vom fertigen Modell:
      
... Brettsel oder Brettsele ? ... sind selbst am Boden kaum zu unterscheiden ! 

Vorwort:
Nurflügel begeistern mich schon seit meiner Kindheit ... ob als Delta, Brett, Horten, Drachen, etc ... mit oder ohne Antrieb !
Mein erster Nurflügel entstand aus einer Dandy-Fläche welche mit Querruder modifiziert war ... gut ich war 10 Jahre alt und die Aerodynamik 
des Fliegens war noch ein Fremdwort. Eine Clark-Y-Tragfläche als Brett brauchbar zum Fliegen zu bringen war natürlich nicht möglich ... aber recht belustigend.
Ich wurde dann von älteren Vereinskollegen am Hang entsprechend aufgeklärt, dass aufgrund des fehlenden Leitwerkes zwingend zur Stabilisierung um die Nickachse 
ein Profil mit S-Schlag von nöten ist ... damals dachte ich nur 'alles alte Klugscheisser'  !
Kurz darauf bekam ich zum 11. Geburtstag einer 'Geier von Robbe' als Baukasten geschenkt ... der war natürlich ratz-fatz gebaut und siehe da, der flog super (mit S-Schlag-Profil) 
schon bei etwas Thermik recht passabel und bei Wind sowieso perfekt ... der bekam dann später noch nen letztendlich 'tötlichen' Pusher-Antrieb, ist aber ein anderes Thema !
Es folgten dann die nächsten Jahre weitere Nurflügel-Modelle ... z.T. gebaut nach Bauplänen aber auch Eigenkonstruktionen.
Auch bei der später manntragenden Fliegerei entschied ich mich fürs schwanzlose fliegen ... verschieden Drachen-, Gleitschirme- und Trikes ! 

Und kurz vor der Rente (mit 55) hat mich schon wieder ein Nurflügel-Bakterium erwischt.
Angefangen hat es vor funf Jahren mit dem Bau eines vergrößerten Turbinen Jett-Bretts, gefolgt von einem 90er-Impeller-Jett-Brett ... beide fliegen übrigens 'Hammer' !
Dann eine 4cc-Verbrennerscheibe mit lediglich 60cm-Durchnmesser... gut, die hat natürlich nichts wirklich mit nem Nurflügel sondern mehr mit ner 'Hummel' was zu tun ... aber fliegt geil ;-) 
Dann wurde die Robbe-Lanzet 'original' nachkonstruiert und gebaut ... nach eigenem bzw. neu gezeichneten Plan ... eine Lanzet wurde von mir schon als 14-jähriger zwanghaft durch die Luft geprügelt. 
Zuletzt baute ich dann den Mullisch (FMT-Plan von Tim Weisbach) ... eine 4cc-Pylon-Nurflügel der feinen Klinge ... gefolgt von einer verkleinerten Eigenkonstruktion, dem Mullisch-Mini ...
dann noch als Zweimot den Mullisch-Twin.
Nun musste was nurig-segelndes für den Wanderurlaub her ... ein kompakter Brett-Nurflügel soll's werden ... aber kein so Styro-Müll ala Zagi o.ä. ... schon was richtiges und schickes !

Vorgaben:
thermiktauglich / steckbare bzw. teilbare Fläche / abnehmbare Seitenflosse / Flächenbelastung 22-25gr/dm² / 
Möglichkeit der Auflastung / optional mit 'Notantrieb' / Spannweite um 170-180cm

Profil:
Nach den ersten Flügen mit des Mullisch sind mir die eigentlich recht ordentlichen Segeleigenschaften bei stehendem Prop aufgefallen ... 
und das trotz der extrem hohen Flächenbelastung und dem bremsenden Verbrennerprop.
Bei der Recherche zu dem eingesetzten PW51-Profil des Mullisch fand ich im Netz den Slopegrinder ... ein im FMT veröffentlichter Nurflügelsegler, bei welchem
auch das PW51 eingesetzt wurde. Da der Slopegrinder schon irgendwie dem Modell entspricht, was es werden soll, wurde die FMT inkl. Plan bestellt.
Der Slopegrinder hat mir jedoch zu wenig Spannweite, ein Speed-Profil (PW51) und die Fläche ist 'recht interessant' ohne D-Box aufgebaut.
Alles Punkte die zwingend angepasst werden müssten ... also wurde was Neues konstruiert ! 

 Der Slopegrinder ... ein kleiner Brett-Nurflügel für den Hangflug
Quelle: FMT

Das PW51 ist eines der Profile aus der Profilserie von Peter Wick, welches für schnelle Modelle konzipiert wurde ... das PW106 aus der Serie 
ist mehr auf thermischen Segelflug ausgelegt ... somit wurde das PW106 das Profil meiner Wahl. 

Auslegung:
Es gibt eine auf ein A4-Blatt reduzierte Kurzanleitung von Peter Wick ... das ist eine speziell für Brettnurflügel vereinfachte Berechnungsanleitung ... perfekt einfach gehalten & leicht verständlich !
die wichtigsten aerodynamischen Grundsätze um erfolgreich einen Brettnurfügel zu konstruieren.
Für diese A4-Anleitung habe ich mir natürlich ein passendes Excel-Rechenblatt erstellt um schnell verschiedene Auslegungen 'durchzuspielen' zu können.

A4-Kurzanleitung (Peter Wick) + Excel-Rechenblatt


Wer es genauer wissen will, dem kann ich nur Peter Wick's frei im Netz erhältliches Buch 'Design von Nurflügel Modellen' empfehlen.
Über 300 Seiten Informationen zur aerodynamischen Konstruktion von Nurflügelmodellen !
 
Meine Auslegung nach Kurzanleitung von P.Wick:
Profil PW106 / Spannweite 180cm / Wurzelrippe 210mm / Aussenrippe 150mm / Streckung 9 / V-Form +3° / Pfeilung 0° /  Schränkung 0° / Seitenleitwerk 2,4dm² / Hebelarm 23,5cm / Schwerpunkt 40mm

Konstruktion:


Der Rumpf entsteht klassisch im CAD ... natürlich in Holzbauweise aus Spanten, Seitenteilen und entsprechender 1mm-Verstärkung im Flächen- bzw. Nasenbereich.



Bei der Rumpf-Konstruktion wurden auch der Einbau eines kleinen Brushless-Antriebes mit max. 28mm Durchmesser als Flautenschieber berücksichtigt.
Die reine Seglerversion hat dann eine um ca. 50mm längere Nase, um möglichst ohne Zuladung den Schwerpunkt zu erreichen.    
Die Befestigung der Seitenflosse erfolgt abnehmbar mittels 3mm-CFK-Stab und einer 3mm-Kunststoffschraube. 
Flächenbefestigung erfolgt mittels 8mm-CFK-Stab und die Servoanbindung natürlich steckbar integriert.

Die Rumpfteile soweit ready zum Lasern ...
 


Die Tragfläche entsteht in Rippenbauweise ... die Konstruktion erfolgt mittels CAD wobei das Programm Winghelper
zur Generierung der einzelnen Rippen und den Rippenkämmen' verwendet wird.

  
Die DXF-Daten zur Herstellung des CNC-Teilesatzes  


Rumpfbau (Seglerversion)

 ... der CNC-Teilesatz

  ... zuerst werden die 1mm Sperholzverstärkungen auf die Seitenteile geklebt

 ... dann kommen die Holmgurte an ihre Position ...
 ... beim Verkleben werden die Rumpfseiten dabei etwas vorgebogen  

 ... dann werden die Seitenteile mit den Spanten im 'Parallelbereich' verklebt  
... keine Angst, ich habe den Bastellraum im Keller damit man (bei den Kupferbeständen) nicht durch den Boden brechen kann ;-) 

 ... die Holmgurte werden an der Position der Kabinenhaube durchgeschnitten
um später einfacher die Haube heraustrennen zu können

... soweit grob fertig 
 ... kommt noch der Nasenklotz dran und dann wird alles verschliffen  ... 


Die elektrische Kontaktierung der Tragfläche erfolgt mittels doppelten standart Stift- bzw. Buchsenleisten !
Es wird auch die Anbindung eines weiteren Servos pro Seite vorgesehen, falls mal Flächen mit getrennte Rudern am Rumpf werkeln sollen.
      
... die exakte Ausrichtung beim Einkleben der Buchsenleiste in den Rumpf erfolgt mittels Hilfsrippe + Stiftleiste
... auch die beiden 10x4mm Magnete zur Flächenbefestigung werden dabei eingeklebt ... 

... nach dem Verschleifen der Rumpfes wird die Haube und der Hilfsdeckel abgetrennt !

Zum Bau des Leitwerkes gibts eigentlich nichts zu sagen ... ist halt ein 4mm-Brett, welches hinten ein 3mm-CFK-Stäbchen zum Einstecken
in den Rumpf hat ...  vorne wird dieses mittels einem 1,5mm Sperholzhalter und einer 3mm-Schraube fixiert.
Im Rumpf ist hierfür eine 3mm-Mutter und ein Kunststoffröhrchen vorgesehen.

  ... die fertige Seitenflosse wird ausgerichtet und das Heckröhrchen + vorderes Schraubbrettchen werden verklebt 

... somit ist bis auf das Bespannen der Bau des Rumpfes + Leitwerk fertig

Flächenbau:
Der Bau einer Tragfläche in Rippenbauweise ist eigentlich immer fast identisch, daher hier nur mehrer Bilder entsprechend
dem Bauvortschritt
 
  ... der Teilesatz entsteht

Rippen, Holme und die 9mm-Röhrchen werden positioniert & verklebt
   
Die untere zugeschnittene Beplankung wird mit Hilfe eines dünnen Schaumstoffstreifens verklebt
   

... auch der hintere Beplankungsstreifen kommt an Ort und Stelle ...
     
... dann alles schön aushärten lassen ... das Baubrett sollte natürlich verzugsfrei sein und viel Gewicht hilft viel ;-) 

Die vorgefertigte Servosteckung wird eingeklebt und die Leitung verlegt ...
  ... zur Ausrichtung kann der Rumpf 'angesteckt' werden ;-)

Nun kommt die obere/vordere Beplankung drauf ... dann die hintere ! 
   

Nachdem der Randbogen verklebt ist wird die Fläche verschliffen und darf dann auch gleich mal Probesitzen
  ... der Rohbau ist fertig ... schick, oder ?

Nach dem Bespannen kommen die Servos an Ihren vorgesehen Platz ... 
CORONA DS-843MG ... schmal, schnell, stark und tolle Qualität bei einen akzeptablen Preis ... sind für unter 10€/Stck. zu bekommen !
Klasse sind auch die dem Servo beiliegenden Adapter zur Seitenmontage ... 
    
... oben schaut nur das Ruderhorn heraus und unten kommt wieder Folie drauf ...

Die Ruderanlenkung ist recht einfach gestaltet ... aber vollkommen ausreichend !
 

Hier sieht man nochmal die Steckung mit den Servokontakten, den 'Fangzapfen, dem Kohlestab und dem 8mm-Balaststab
 ... 8mm-Gewindestangen passen klemmfrei in die 8mm-Rohre
... das Balastrohr ist natürlich genau am Schwerpunkt ;-) 

  ... dei beiden 'M8-Balaststangen' haben zusammen knapp 70gr
 ... könnte sicherlich auch ein bischen mehr sein !

FRSKY ARCHER GR6 ... der Empfänger meiner Wahl !
 ... 6-Kanal / winzig klein / full-range und inkl. Telemetrie-Vario ! 
... drüber sieht man das kleine Step-Up-Wandlerplatinchen ... kommt zwischen die LiIo-Zelle und
dem Empfänger ... die sorgt für stabile +5V aus der einen LiIo-Zelle :-)
Mehr Info zum 1S-RC-Betrieb mittel Step-Up findet der Interessierte hier ... 1S-RC-Supply !

... die Zellen stehen zur Wahl ... 
  1000 / 1600 / 2650mAh
... aber die grüne Fette wird's vorerst werden ... da aktuell eh noch Gewicht in der Nase fehlt !

Mein 'Wandersender' ... Taranis X-Lite von FrSky ... superhandlich und kann eigentlich sogar 'mehr' als meine JETI DC16 / GRAUPNER MC22 
 ... alles was es im Feld braucht passt somit in nen Puppenkoffer !
... die blauen Endkappen sind Tuning ... damit passen die gängigen 18650-LiIo-Zellen rein ... 
zwei Ersatzzellen sind im Koffer mit dabei ... fliegen ohne Ende !

  ... soweit startklar für den Erstflug !

!!! BRETTSEL hat fertig !!!  a

... weiter geht's mit nem Elektrorumpf ... Seitenflosse und Tragflächen können ja für beide Versionen verwendet werden ;-)

Rumpfbau (E-Seglerversion)
Der Bau erfolgt prinzipiell identisch zur Seglerversion ... der CNC-Teilesatz des Rumpfes kann für beide Versionen verwendet werden.
Der Unterschied liegt lediglich darin, dass der doppelte Motorspant verbaut wird und die Seitenteile an entsprechender Position 
abgeschnitten werden. Auf ein detailierte Baubeschreibung wird daher hier verzichtet.

Der rohbaufertige E-Rumpf im Vergleich zur Seglerversion
a a a a 
Die Nase des Seglers ist prinzipiell schmaler, da kein Motorspannt/Motor verbaut wird ... könnte aber
Schwerpunkttechnisch auch noch länger sein !
Der EMAXX 2822 mit 28mm Durchmesser passt noch perfekt rein ... großer darf der Motor aber nicht sein.

Die Tragflächen und die Seitenflosse der Seglerversion passen natürlich an beide Rumpf-Versionen.
a a ... der rohbaufertige Rumpf bei der 'Anprobe'
Der 3S800mAh-Lipo muss ganz nach vorne ...
 ... aber auch ein 3S1000mAh-Typ würde reinpassen 

Beide Versionen im Gewichtsranking ... 
a a ... oha ... die E-Version ist sogar noch 30gr leichter als der Segler !.
Der Segler braucht aufgrund der 'noch' zu kurzen Nase vorne ca. 80gr Blei ... der
nächste Seglerrumpf wird 50mm länger ... dann hat der Segler gewichtstechnisch wieder 'die Nase vorn'
!!! BRETTSELE hat fertig !!! 
1

 

Einfliegen
Das war recht unspektakulär ... Schwerpunkt kontrolliert ... Ruder um 3mm nach 'oben' und bei leichtem Hangaufwind mit einem Schubs rausgeworfen ... es fliegt.
Zwar noch etwas hecklastig und mit zu großen Ruderausschlägen ... aber das wurde bei den weiteren 'Hangplatzrunden' korrigiert.
Der Schwerpunkt wurde dabei 'Centweise' nach vorne geschoben, bis das Fliegerchen um die Nickachse ruhig und stabil vorwärts ging.
Die Ruderausschläge wurden auf +/-5mm mit 70% (!) Expo verringert ... dann passte auch das 'Fluggefühl' !
Beim 4. Flug des Tages gelang sogar Dank des empfängerseitigen Telemtrie-Varios eine 300 Meter Überhöhung ... genial !
Auch die Auflastung mittels 8mm Gewindestangen wurde getestet ... die Thermikempfindlichkeit nimmt
etwas ab, aber die Flugdynamik im Bezug auf Durchzug nimmt deutlich zu.

Fazit 
Einfach und schnell zu bauen, kleines Transportmaß, ruck zuck startklar, geniales Flugbild und sehr gute Flugeigenschaften !
Von  leichtem Thermik- bis recht flotten Hangflug (bei Auflastung) ist alles möglich.
Die 10€ Mehrkosten des FRSKY ARCHER GR6 zum ARCHER R6 für das integrierte Vario sind jeden Cent wert.

Verbesserungen
- Nase der Seglerversion um ca. 5cm länger umkonstruieren ... dann spart man die ca. 80gr. Schwerpunkt-Blei
- in der Fläche eine zweites Balaströhrchen vorsehen ... oder die Rohre entsprechend länger vorsehen 
   --> mehr Gewicht bei stärkerem Wind kann nicht schaden
- steckbarer Hochstart. bzw. Flitschenhaken vorsehen ... in der Ebene fliegt sich's ja auch spaßig und die Fläche ist dafür sicherlich stabil genug 
- Anordnung / Verschraubung des Motors um 45° drehen ... dadurch können die Mot.-Leitungen evtl. besser am Motor vorbeigelegt werden 
- die 1mm Rumpfverstärkung bis zum Motorspant bauen ... durch den Haubenausschnitt ist es in dem Bereich etwas zu 'bruchempfindlich.
   --> Das ist beim Bau des Brettsele (E-Rumpf) schon so umkonstruiert und gemacht 

Erweiterung:
- evtl. mal ne Starkwindfläche mit 140cm Spannweite bauen  


Technische Daten	
Spannweite:      1750mm  
Fluggewicht:     Segler Brettsel 616gr  /  E-Segler Brettsel(e) 584gr 
Profil:                  PW 106 mod
Gesamtflächeninhalt: 29dm² 
Flächenbelastung: Segler Brettsel 21,2gr/dm²  /  E-Segler Brettsel(e) 20,1gr/dm² 
RC-Funktionen:      Quer/Höhe über Delta-Mischer  
Servos:                    Corona DS843G o.ä. (9mm-Klasse)
Empfängerakku (Seglerversion): 1x LiIo-Zelle 18650 + +5V-Step-Up-Wandler
Antrieb (E-Version) : Brushless ca. 60gr-Klasse (max. 28mm Durchmesser) z.B. EMAXX 2822 
/ LiPo 3S800mA/h / 12A-Regler / 8x4-Klapp-Prop 


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