Mittelschule Scheinfeld schullogo ms 08 im Schulverbund mit Iphofen und Marktbreit


Beitrag:

Flugmodellbau an der Mittelschule Scheinfeld 


A. Minigleiter "Cloud" 

Spannweite: 400 mm

Material: Balsaholz, 3mm Stärke


Balsaholz ist ein sehr leichtes und doch relativ stabiles Holz, das sich gut für den Holz-Flugmodellbau eignet. Es lässt sich mit dem ungiftigen Weißleim (Tischlerleim) fügen ...

Info zum Balsabaum 


Gleiter 1 30 proz

Alle Bilder: Ms-Sef

Der fertige Gleiter - Bild Ms-Sef

Materialien: Balsaholz, Holzleim, kleine Stahlkugeln zum Austarieren des Schwerpunkts,Tesaband

Werkzeuge: Balsamesser, 150er Schleifpapier


Als weiteste Flugstrecke konnten wir nach ungefähr 40 Wurfversuchen die ganze Turnhalle, also die Strecke von einem Handballtor zum anderen, erreichen.

Die kleinen Wurfgleiter haben eine Flügelspannweite von 40 cm und werden mit der Hand geworfen. Sie gleiten dann in einem bestimmten Gleitwinkel langsam abwärts und legen dabei eine möglichst große Flugstrecke zurück.

Die Strecke kann man verlängern, indem man

  - den Schwerpunkt genau austariert

   - den Flugzeugrumpf stromlinienförmig verschleift, um den  

      Luftwiderstand zu verringern

    - das Höhen- und das Seitenruder nach vielen Flugversuchen

       genau einstellt

      - das Flugzeug im richtigen Winkel wirft

An der Verlängerung der Flugstrecke und der Verringerung des Gleitwinkels arbeiten wir ...

In der Werkstunde am 12. Juni haben wir ein Flugzeug am Hang hinter unserer Schule ausprobiert. Es hielt sich lange in der Luft und es verschwand bei einem strammen Westwind in Richtung Osten auf Nimmerwiedersehen...

bau des hoehenleitw 30 proz

Bild Ms - Sef

Am Höhenleitwerk sind die Höhenruder bereits vorbereitet. Diese kann man einstellen und den Gleiter damit mehr aufwärts oder abwärts fliegen lassen


 gleitflgzg bau 2 30 proz    

Bild Ms-Sef

               Rumpf und Flächen sind hier noch getrennt                       

Handwerkliches Geschick und gutes Augenmaß sind Pflicht

Gleitflgzg bau 30 proz

Bild Ms-Sef

Das Flugmodell ist fast fertig. Jetzt fehlt noch der Verschliff. Er gehört zum Finish und ist für die Windschnittigkeit ganz wichtig!

Kanten und eckige Stellen sind Gift in der Fliegerei. Sie erzeugen Wirbel und Widerstand und bremsen das Flugzeug und den Auftrieb. Der Gleitwinkel wird dann leider größer und die Flugstrecke kleiner.

Hier müssen windschnittige Profile her!

tafelbld lami 1 50 proz

Bild Ms-Sef

Die Formen 1 und 2 erzeugen Wirbel und Widerstand. Profil 3 ist windschnittig und optimal in der Luftfahrt. Im PCB-Unterricht nennt sich  ein solcher Körper mit geringem Strömungswiderstand "stromlinienförmig" .


LO 100

Bild: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/57/Lo100kamenheeren.JPG

Bei dem Kunstflugsegler LO-100  sieht man besonders die Wertlegung auf Rundungen in allen luftumströmten Teilen


tafelbld lami 2 30 proz

Bild Ms-Sef

Das ist auch interessant:

Modellflugplatz Scheinfeld

Am Taubenfeld (vorbei am Adidas Hochlager Richtung Westen)

Flugbetrieb in der warmen Jahreszeit in der Regel am Sonntagmorgen / Mittwochabend / Samstagnachmittag

Jugendliche und Schüler sind besonders gern gesehen - am besten `mal zuschauen und dann mitmachen ...

Infos bei Herrn Bayer


Links zum Thema Flugzeuge:

Alles über Flugzeuge 

Amelia Earhart im Pazifik verschollen

Amelia Welt Online


Charles Lindbergh fliegt 1927 fast 6000 Kilometer allein über den Atlantik von New York nach Paris ...

Lindi allein über dem Ozean






B. Gleiter "Kleinsegler"

Spannweite: 700 mm
Material: Sperrholz, Balsaholz

Lehrplanbezug: 
Lehrplan für die bayerischen Hauptschulen - Kapitel II.2. Fachbezogene Unterrichts- und Eruziehungsaufgaben, Fachprofile/Themen: 

Arbeit-Wrtschaft-Technik: Die Schüler lernen technische Prozesse und Verfahren kennen und mit technischen
Objekten umzugehen. Sie setzen sich mit Technikanwendung und Technikfolgen
in der Arbeitswelt auseinander und gewinnen so einen Einblick in
Strukturen und Funktionen, sowie Bedingungen und Folgen von Technik...
... Der Fachlehrplan Arbeit-Wirtschaft-Technik enthält in den Jahrgangsstufen 5
und 6 Lernziele und Lerninhalte, die sich für projektorientierte Arbeitsweisen
besonders gut eignen. In den Jahrgangsstufen 7 bis 9 enthält er Themen, die
jeweils in einem Projekt erarbeitet werden müssen...
... Methodentraining, selbstständige Informationsbeschaffung und -verarbeitung,
arbeitsteiliges Arbeiten im Team, korrekte Ergebnisdokumentation sowie sichere
Präsentationsformen haben im M-Zug einen hohen Stellenwert und sind
Grundlagen eines erfolgreichen Arbeitens ...
Aus den Lehrplanforderungen speziell für den Gewerblich-technischen-Bereich (Technik / Werken):
"Hierbei sollen handwerkliche Fähigkeiten
ebenso wie Flexibilität bei Problemlösungen, systematisches Vorgehen,
Ausdauer, Leistungsfreude, Sachlichkeit und die Fähigkeit zu selbstständigem
und selbstverantwortetem Handeln geweckt und gefördert werden...
...
Das vielfach vorhandene Interesse an technischen Phänomenen wird durch
herausfordernde Aufgabenstellungen, welche Raum für eigenständige und kreative
Problemlösungen lassen, gefördert und verstärkt. Dabei soll im Laufe der
Zeit erreicht werden, dass Schüler ein Problem als interessante Herausforderung
empfinden. In diesem Zusammenhang ist es Ziel des Unterrichts, dass
Schüler von Anfang an Erfolge erleben und den Zuwachs an Kompetenzen
bewusst wahrnehmen. In der altersgemäßen Auseinandersetzung mit technischen
Problemstellungen erarbeiten die Schüler fertigungstechnische Grundkenntnisse
und erweitern ihre Einsichten in Funktionszusammenhänge, in Design
und Ästhetik. Sie lernen Werkaufgaben umfassend zu planen, fachgerecht,
umwelt- und gesundheitsbewusst auszuführen und die Arbeitsergebnisse sachkundig
und selbstkritisch zu bewerten...
... Die Schüler eignen sich anwendungsbezogen
handwerkliche Grundkenntnisse und Grundtechniken an und gewinnen Einsichten
in technische Zusammenhänge. Der Lernbereich Technisches Zeichnen
bildet in der Regel mit den anderen Lernbereichen eine Einheit...
... Die Schüler entwickeln an Werkaufgaben, in Projekten oder als Mitglied einer
Schülerfirma Grundzüge handwerklicher Tugenden, handwerklichen Denkens
und Handelns. Durch exemplarische Auswahl von Lerninhalten und sinnvolle
Vernetzung der Lernbereiche wird Lernen in Zusammenhängen ermöglicht...
Konkreter Lehrplanbezug:
Jgst. 9 und 10: CAD 2-D, 3-Tafelprojektion, Werkskizzen und -zeichnungen (auch in 3-D), Nutzung geeigneter Zeichenwerkzeuge, Holz-Werkaufgabe, bewusstes Einsetzen von Kenntnissen, Halbzeuge und Normteile, Grundaufbau und Umgang mit Arbeitsmaschinen einschließlich Sicherheitsaspekte, Lenksysteme an Fahrzeugen (hier Luftfahrzeugen)
 
 

Der Kleinsegler ist geeignet für die Klassen 9 und 10. Er hat im Gegensatz zum Balsagleiter eine profilierte Tragfläche. Das Profil kommt durch formgebende Flächenspanten zustande:


Faechenspanten
Bild Ms-Sef

Im höheren Flugmodellbau sind dies meist "Low-Reynolds-Profile". Für unsere einfachen Versuche mit kleinen Gleitern nehmen wir ein halbsymmetrisches Profil.

Wir brauchen hier einfache Faustregeln für den Profilentwurf der Schüler: Bei der Tragflächenform setzen wir die höchste Profildicke ins erste Viertel bis Drittel der gesamten Profiltiefe und die Profildicke geben wir mit 5 bis 10% der Profiltiefe an. Wir nennen das die "Dickenrücklage".

Solche Flächenprofile entwerfen unsere Schüler vor der Bauausführung mit dem 2-D-Bereich des Zeichenprogramms "Solid Edge".


solid edge profil

Bild Ms-Sef

Arbeit aus dem Fach Technik, 9bM


Tragflaeche im Rohbau

Bild Ms-Sef


Das Mittelteil der Tragfläche im Rohbau: Das Balsabrett bildet die Deckfläche des Tragflügels und formt sich den Spanten an.

Interessant sind bei gleichen Bauausführungen des Flugmodells und bei verschiedenen Tragprofilen die unterschiedlichen Gleitwinkel beim Ausprobieren des Gleiters.


Rumpfplan
Computerzeichnung aus der Klasse 9a - Bild Ms-Sef

Auch das Rumpfmittelteil planen die Schüler selbst am Computer. Die vordere Kammer dient später der Aufnahme der Trimmkugeln.

Das hohle Mittelteil wird vom "Prinzip der Leichtigkeit" gefordert: Hier lernen die Schüler den Begriff der "Dimensionierung" am praktischen Beispiel: Ein Flugzeugteil muss möglichst leicht sein, muss aber noch so viel Material enthalten, dass es den Belastungen beim Flug standhält.

Aus der Metalltechnik kennen die Schüler das Prinzip der Kerbwirkung. Es verlangt Rundungen, auch im Innenteil des Rumpfes. 
An Eckteilen verlaufen die Spannungslinien bei Belastungen so ungünstig, dass Brüche unvermeidlich sind.
Rundungen hingegen helfen Brüche eher vermeiden.

Zum Thema Kerbwirkung und Materialermüdung - Mysteriöse Abstürze der "De Havilland Comet" :

Rumpf verschliffen
Werkarbeit aus der 9. Jahrgangsstufe - Bild Ms-Sef

Auf dem verschliffenen Rumpf aus Sperr- und Balsaholz wird der Schwerpunkt S gekennzeichnet. Hier wird das Modell im fertigen Zustand unterstützt und muss die Waage halten.

Natürlich ist mit dem Baufinish im Werkraum die Arbeit an einem Flugmodell nicht zu Ende.

In der Sporthalle, auf der Wiese oder an einem Hang geht die geduldzehrende Einstellarbeit weiter: Der Erstflug geht meist daneben. Hier müssen der Schwerpunkt mit Hilfe von kleinen Metallkugeln noch nachgetrimmt und die Höhen- und Seitenruderstellungen noch nachjustiert werden.

Auch kommt es auf die empfindlich wirkende Einstellwinkeldifferenz (EWD) zwische Höhenleitwerk und Tragfläche an.
Die Schüler spüren am "Wippen" (auch "Pumpen" genannt) oder am zu großen Gleitwinkel des Modells bei den ersten Flugversuchen schnell den Zusammenhang zwischen Schwerpunktlage und EWD.

Beim Ausprobieren im Freien kommt die Einstellung des Höhen- und des Seitenruders als dritter Faktor dazu.

Jetzt gilt es, nach vielen Wurfversuchen je nach Windstärke eine optimale Abstimmung zwischen Schwerpunkt, konstruktiver EWD und Rudereinstellung zu finden.

Ist das Regelsystem optimiert, so ist es erst jetzt möglich, einen geringen Gleitwinkel zu erzeugen (=Winkel zwischen Boden und Gleitbahn des Modells).

Bei einem solchen Wettbewerb zeigt sich, ob die wichtigsten Bauprinzipien eingehalten wurden:

1. "Leichtigkeit" (Masse)
2. Stabilität
3. Auftrieb durch Profilform und Anstellwinkel
4. Schwerpunktlage
5. EWD
6. Stromlinienform

Bezug zu den Unterrichtsanforderungen:
Die Werkschülerinnen und -schüler können jetzt ein einfaches funktionierendes Gleitflugzeug bauen.
Mit Hilfe von Skizzen, der 3-Tafel-Projektion und eines CAD-Programms bringen sie ihre Gestaltungsideen unter Einhaltung verschiedener Bauprinzipien zur Darstellung.

rumpf u flaeche klein proz
CAD-Arbeit aus der 9a - Bild Ms-Sef

Sie wählen geeignete Baumaterialien (Sperr- und Balsahölzer etc.) und Halbzeuge (Metallhaken, Rundstäbe, Kiefernleisten etc.) aus und bauen ihr Modell mit Hilfe eingeübter Werktechniken und der fachgerechten Anwendung schultypischer Handwerkszeuge und verschiedener Werkmaschinen.

In der Projektprüfung, einer Kombinationsprüfung aus den Fächern Arbeit-Wirtschaft-Technik und dem Fach GtB/Werken/Technik, wird verlangt, dass Schüler im Stande sein sollen, als Konsumenten auch von der Industrie angebotene Produkte wie etwa Werkbausätze oder im weiteren Sinn auch fertiges Spielzeug auszuwählen, auszuprobieren und zu bewerten.

Wir meinen, dies kann ein junger Mensch erst, wenn er ein Werkobjekt bewusst selbstständig erstellen und optimieren kann.

Dazu bietet der Flugmodellbau ein ganzheitliches Angebot mit ausreichendem Tiefgang.

In Bezug auf das Fach AWT arbeiten sich die Werkschüler in verwandte Themen ein:
Holzarten, Halbzeuge, fachgerechter und sicherheitbewusster Umgang mit Werkmaschinen, Kostenfaktoren bei der Materialbeschaffung, Stücklisten, historische Aspekte zum Werkthema, die Bewertung verschiedener Angebote an Bausätzen oder berufskundliches Wissen zu möglichen Ausbildungsberufen im Holzbau, Fahrzeugbau oder der Kunststofftechnik.

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Bericht: Rainer Bayer

Lage: Mittelschule Scheinfeld - 91443 Scheinfeld, Lerchenbühlstraße 19 - 800 m im Norden des Stadtzentrums - GPS: 49.67283548650958 ,  10.462782382965088