Veröffentlicht am 4.01.2021 von FVA
Aufgrund der Fahrwerksanordnung der FVA 30 ist ein Spornrad erforderlich. Die spezifischen Anforderungen an dieses sind eine präzise Ansteuerbarkeit für das Rollen am Boden, eine ausreichende Dämpfung und eine Bauform, die Widerstandswerte möglichst geringhält. Das Einfahren und Verstauen während des Fluges sind allerdings nicht zwingend notwendig.
Die Entwicklung des Spornfahrwerkes begann zunächst damit, ein Gesamtkonzept für den Aufbau zu erstellen. Die Auswahl des aktuellen Konzeptes basierte auf Inspirationen von anderen Flugzeugen dieser Klasse, dem Motorsport und auf eigenen Überlegungen. Umrahmt wurde die Entwicklung von Grenzwerten, Sicherheiten und Mindestanforderungen aus anderen Projektteams. Dazu gehören Gewichtsgrenzen aus der Weight & Balance, vertikale Bauteilmaße zur Realisierung des erforderlichen Anstellwinkels am Boden sowie grundsätzliche Minima aus der Bauvorschrift JAR-22 der EASA. Laut JAR-22 können beispielsweise dynamische Spornlasten bei einer Spornlandung (JAR-22.481) für verschiedene Massen ermittelt werden. Diese Werte stellen die höchstmögliche Belastung dar, die das Bauteil unter grenzwertigen, nicht als ”abnormal“ klassifizierten Bedingungen erfährt.
Auch stellen die Kräfte bei Drehlandungen eine Mindestanforderung dar. Das aktuelle Konzept besteht aus einem mehrteiligen Fahrwerksaufbau bestehend aus einer unteren Gabel mit der Radachse, einem oberen Träger, in dem die Steuerung integriert ist, und einer Aufhängung, in dem die drehbare Lagerung der Ansteuerung, sowie die Befestigungselemente zur Verbindung mit der Luftfahrzeugstruktur untergebracht sind. Selbstverständlich ist auch ein Dämpfungssystem im Aufbau zu finden. Dies befindet sich zwischen dem oberen Träger und der unteren Gabel. Zum aktuellen Zeitpunkt steht noch die Entscheidung aus, ob eine Gummihohlfeder oder ein hydraulischer Dämpfer verwendet werden soll. Die Ansteuerung des Spornfahrwerkes soll über Seile realisiert werden, die ein reines Seitenrudersignal führen. Diese Seile werden mit einer Kausche und einem Bolzen (mit Splint oder Drahtsicherung) an den Ansteuerungspunkten befestigt. Somit ist eine einfache Demontage zu Wartungs- oder Instandsetzungsarbeiten möglich. Die Entwicklung des Spornfahrwerks hat seit ihrem Beginn Höhen und Tiefen durchlaufen. Es wurden Konzepte entworfen, die dann wieder verworfen wurden, da sie für diesen Lastfall der FVA-30 ungeeignet waren. Es gab aber auch Bauteile, die im ersten Anlauf in das Gesamtsystem FVA-30 passten. Insgesamt stellt das Spornfahrwerk nicht nur ein wichtiges Element des Flugzeugs dar, sondern ist durch die Position mit dem größten Abstand zum Schwerpunkt ein einflussreicher Faktor für viele andere Gewerke am Flugzeug und muss daher möglichst genau auf alle abgestimmt sein.
Erster Entwurf des Spornrads
Spornrad- und Seitenrudersteuerung
Die Gestaltung des Flugsteuerungssystems begann im April 2020 auf Basis einer Bachelorarbeit, in der ein Steuerungsschema für die V-Leitwerkseinstellung der FVA-30 vorgeschlagen wurde. Ein mechanischer Mischer ist zwischen dem Cockpit und dem Leitwerk positioniert, um die Eingaben des Piloten in die korrekte Bewegung der Steuerflächen umzusetzen. Bis Ende September hatte das Konstruktionsteam das Schema in ein grobes CAD-Modell übertragen, das die Anordnung der Side-by-Side-Sitze ermöglicht.
Für die Konstruktion wurde eine Skizze der gesamten Seitenruderansteuerung erstellt. Die Skizze bietet eine Struktur für alle Bestandteile der Steuerung, welche erst ausgelegt und dann konstruiert werden, beginnend mit dem Mischer. Dieser soll unter dem Range Extender positioniert werden. Der Mischer wurde im Rahmen einer wissenschaftlichen Arbeit ausgelegt. Diese Auslegung wurde für die Konstruktion des Mischers verwendet und soll demnächst in das Modell zusammen mit dem Gestänge eingefügt werden.
Steuerungsskizze und Mischer