Ultraleicht Flugzeugselbstbau, Teil 5

„Keine Technik ist die beste Technik – alte DDR-Agrarbau-Weisheit“. Nein, dieser Spruch kam nicht von Hermann (der „Salpetern“ empfohlen hatte, siehe Teil 3), aber er kam mir gelegen. Ein anderer Vereinskollege gab ihn zum Besten, als er mich im Itzehoer Werkstatthangar an der Elektrik arbeiten sah.

Elektrik war wirklich nicht mein Ding. Umso mehr kam nur Bewährtes in Frage, zum Beispiel Kabel in Luftfahrtqualität und hochwertige Verbindungstechnik. Die Querschnitte der einzelnen Kabel hängen davon ab, wie viel Strom die jeweiligen Verbraucher ziehen. Wie groß der Querschnitt bei wie vielen Amperestunden sein muss, erklärte mir Karsten Büscher von Büscher Flugversand.

Keine Technik ist die beste Technik

Bei meinem UL reichten viererlei Kabel zwischen 0,8 und 16 Quadratmillimeter. Am dicksten sind die Massekabel von Batterie, Motor und Anlasser sowie das Pluskabel zwischen Batterie und Anlasser, am dünnsten die Instrumenten-Kabel. Was Elektrik betraf, war Karsten genau die richtige Quelle: Ihm konnte ich ein Loch in den Lötkolben fragen.

„Löten? Gelötet wird nichts mehr!“ – hätte ich auch nicht gewusst. Steckverbindungen sind zuverlässiger. Die Teile dafür und professionelles Werkzeug gibt’s zum Beispiel bei Conrad Electronic.

Da ich nichts im Flugzeug haben wollte, das ich nicht verstand, komplizierte Elektrik sich aber meinem Verständnis entzog, musste die Elektrik schlicht sein. Also zeichnete ich einen Schaltplan, wie Kinder eine Lokomotive zeichnen – sehr rudimentär. Die Idee: Alles was Strom braucht, muss drauf sein, ebenso alles, was Strom erzeugt. Und dann noch alles, was mit der Bedienung zu tun hat.

Funkgerät, GPS, Drehzahlmesser, Öltemperatur- und Öldruckanzeige – das sind die Verbraucher an Bord. Stromlieferanten sind Lichtmaschine und Batterie. Als Bediener brauche ich Schalter, um die Verbindung zwischen Stromerzeugern und -verbrauchern herzustellen oder zu trennen und um den Motor in anlassfähigen Zustand zu versetzen oder abzustellen. Wo nötig, müssen Sicherungen dazwischen, falls durch einen Defekt irgendwo mehr Strom durch ein Kabel geschickt wird, als es selbst oder das angeschlossene Gerät verträgt.

Schlichte Elektrik, die Jedermann versteht

„Du brauchst eine Ladekontrollanzeige! … Und mindestens eine Lampe! … Außerdem Sicherungen für …!“ Hätte ich all die gut gemeinten Ratschläge berücksichtigt, hätte meine Elektrik so viel gewogen wie das ganze UL. Das ist mir bei diesem Projekt immer wieder passiert, zum Beispiel beim Bespannen: Jeder weiß irgend etwas, das in einem bestimmten Zusammenhang richtig ist („Du musst die Bespannung vernähen!“ – was man bei einem Flugzeug wie der Tulak eben nicht muss). Aber wenn man alles berücksichtigt, was einem empfohlen wird, summiert sich das jeweils Richtige zu einem falschen Ganzen, weil Kosten, Zeitaufwand, Komplexität und Gewicht ins Uferlose steigen.

Am Ende verließ ich mich auf die Philosophie und das Know-how eines befreundeten Ingenieurs, der schon zwei Flieger gebaut hatte: „Zwei Schalter und zwei Sicherungen, mehr brauchst Du nicht“. Damit war der ganze Elektrosmog verflogen. Ein Schalter als Masterswitch fürs Bordnetz und einer für die Zündung; eine Sicherung für Funk plus GPS und eine für den Rest – so einfach kann Elektrik sein. Wenige Teile, wenige elektrische Verbindungen, wenige Fehlermöglichkeiten: Das war mir wichtiger als zu wissen, ob die Lichtmaschine Strom erzeugt.

Installation des Rettungsgerätes im Kitplane

Da der Limbach-Motor mit Magnetzündung läuft, würde ich schlimmstenfalls nicht mehr funken können, wenn die Batterie leergesaugt ist. Okay, die drei auf Strom angewiesenen Motorinstrumente wären ebenfalls tot (die Anzeige der Zylinderkopftemperatur funktioniert autonom), und das GPS würde nur noch so lange funktionieren, wie die eingebaute Batterie Saft hätte. Zu einer Notlandung wäre ich aber nicht gezwungen.

Beim Rettungssystem gab’s wenig Spielraum, was mir recht war. Laut Tulak-Kennblatt kamen das BRS-5-UL 4 Softpack oder das USH 520 in Frage. Aus Gewichtsgründen und weil die Wartungsintervalle größer sind, entschied ich mich fürs BRS. Auch bei der Installation: keine Experimente – das Ding muss auf jeden Fall funktionieren!

Für die vier Tragegurte, an denen das Flugzeug im Ernstfall hängt, hat der UL-Hersteller ohnehin die Befestigungspunkte festgelegt: im Kabinenbereich oben vorn und hinten, jeweils links und rechts. Hier mussten die Gurte eingeschlauft werden. Ihre Längen sind so gewählt, dass die Längsachse des Flugzeugs, wenn es am Fallschirm hängt, um zirka zehn Grad nach unten weist. In dieser Lage nehmen Fahrwerk und Zelle den Landestoß am besten auf.

Der Einbau der Rakete des UL-Rettungsgerätes erfolgt nach festen Regeln

Die Rakete war im Gepäckraum hinter dem Piloten so einzubauen, dass sie die Rumpfhaut fast berührt, und zwar nahezu im rechten Winkel. So ist die Durchschlagskraft am größten und die Gefahr der Ablenkung minimal. Auch eine solide Befestigung des Raketenköchers war wichtig: Der Rückstoß darf die „Abschussrampe“ nicht in eine falsche Richtung drehen – es sind schon Raketen neben der Ausschussöffnung am undurchdringbaren Rumpf gescheitert. Darüber hinaus mussten die Tragegurte so verlegt werden, dass sie nichtseitlich an der davonzischenden Rakete zerren und dadurch deren Flugrichtung beeinflussen.

Da der Rumpf über der Rakete – sie schießt senkrecht aus – bei der D-MQOP im Gegensatz zum Serienflugzeug nicht bespannt, sondern verglast ist, musste ich die Verglasung so auslegen, dass Rakete und Fallschirmcontainer möglichst widerstandsarm ins Freie gelangen. Dafür sorgt zum einen der serienmäßige dünne hölzerne Längssteg über dem Gepäckraum, optisch nicht unterscheidbar von den Stahlrohren des Rumpfes, zum anderen die rückwärtige Auflage der Dachverglasung aus Kiefernleisten, die bloß punktuell zwischen die Rumpfrohre geklebt sind. Außerdem erhielt das an dieser Stelle nur einen Millimeter starke Makrolon keine Befestigungsbohrungen, sondern U-förmige Ausschnitte, sodass die Verglasung herausspringen kann, ohne von den Nieten groß daran gehindert zu werden.

Flügel am Rumpf anbringen: passt das Selbstbauflugzeug-Puzzle?

Motor, Leitwerk und Fahrwerk am fertigen Rumpf zu montieren, war keine große Sache – immer wieder hatte ich im Laufe der Jahre Teile und Baugruppen ans Rumpfgestell schrauben und wieder abnehmen müssen, um voranzukommen. Jetzt aber waren die Flügel dran. Zum ersten Mal würde das Ganze wie ein Flugzeug aussehen!

„Das haben die im Werk alles schon mal montiert“, wurde ich seinerzeit bei Anlieferung der Rohbauteile beruhigt, als ich wissen wollte, ob Rumpf, Flügel und Streben am Ende auch zusammenpassen würden, mit der richtigen V-Stellung und Flügelschränkung. Und jetzt passte nichts! Die Flügelhälften konnten einfach nicht so dicht an den Rumpf geschoben werden, dass sich die Befestigungsschrauben einstecken ließen. Vorher stieß die Flügelbeplankung gegen den Rumpf.

Die Verglasung! Du hast die Scheibendicke nicht berücksichtigt! Nein, daran konnte es nicht liegen – auch die obere Flügelbeplankung war zu lang, und dort war kein Makrolon im Weg. Wie auch immer: Die ganze Aktion musste abgeblasen und vertagt werden. Erstmal galt es, an beiden Flügelwurzeln ringsrum die Beplankung um drei Millimeter zu stutzen. Zum Glück hatte mein Club eine „Powerfeile“. Als diese Arbeit erledigt und die Schnittflächen versiegelt waren, klappte die Flächenmontage einigermaßen problemlos – weil mir Clubkollegen halfen, die bei der Aktion so viel Spaß hatten wie früher, als es um Flugmodelle ging.

Das fertige Bausatzflugzeug darf nicht über 305 Kilo wiegen

Bei der Abnahme des fertigen Flugzeugs durch einen Prüfer Klasse 5 – in meinem Fall war das Musterbetreuer Rainer Hückel – gab es nur einen Punkt, der mich nervös machte: Wie schwer würde die Kiste sein? Bei allen Arbeiten – bei allen! – hatte ich aufs Gewicht geachtet. Jetzt durfte es mit allem drum und dran, samt Motoröl, aber ohne Sprit, höchstens 305 Kilogramm betragen (die Tulak ist nach den Bauvorschriften von 1995 musterzugelassen; seit 2003 gelten 297,5 Kilo als maximales Leergewicht).

Drei Waagen unter die Räder … 302 Kilo! Geschafft – und trotzdem: Insgeheim hatte ich mit 285, 290 Kilo gerechnet. Der Motor? Die Bespannung? Revanche für den gemeinen Flugzeugnamen? Egal – ich lag im grünen Bereich.

Auch beim Schwerpunkt. Zu dessen Ermittlung musste der Flieger unter dem Spornrad so weit aufgebockt werden, dass die Längsachse, die parallel zur Ober- und Unterkante der Höhenleitwerksflosse verläuft, exakt horizontal ausgerichtet war (siehe dazu „Massen- und Schwerpunkt-Berechnung“ in fliegermagazin 2/08). Dann stieg ich ein, denn erst mit Pilotengewicht stellt sich bei der von hinten geflogenen Tandem Tulak der Betriebsschwerpunkt ein.

Zur Schwerpunktbestimmung eines Selbstbauflugzeugs muss der Pilot sich hineinsetzen

Da der Gepäckraum hinter dem Pilotensitz ist, wäre mir ein Schwerpunkt im vorderen Bereich recht gewesen, statt in der Mitte, wo er de facto lag: Damit das hintere Limit nicht so schnell erreicht wird, sollte mit jedem Kilo Gepäck eine Schwerpunktverlagerung über nahezu den gesamten zulässigen Bereich möglich sein. Deshalb montierte ich die zunächst hinter dem Pilotensitz befestigte Batterie vor dem Passagiersitz. Es war die einzige Änderung, die sich aus der Endabnahme ergab. Jetzt brauchte ich nur noch eine Halter-Haftpflichtversicherung abzuschließen, dann konnte die Vorläufige Verkehrszulassung beantragt werden (siehe unten).

Nachdem das Dokument vom DAeC eingetroffen war, stand dem Erstflug nichts mehr im Weg.

Zulassung eines selbstgebauten ULs

Wer ein musterzugelassenes UL selbst baut, muss gesetzliche und bürokratische Vorgaben berücksichtigen. Zunächst ist ein Bauantrag zu stellen, und zwar bei dem UL-Verband (DAeC oder DULV), über den das Muster zugelassen ist. Ein weiterer Antrag beim gleichen Verband dient der Vormerkung eines Kennzeichens. Im Bauantrag wird ein Prüfer Klasse 5 benannt. Der führt eine Rohbauabnahme durch und bei Fertigstellung des ULs eine Endabnahme. Mit der Endabnahme stellt der Prüfer eine Unbedenklichkeitserklärung für den Erstflug aus. Diese wird zusammen mit dem Nachweis einer Halter-Haftpflichtversicherung für das betreffende Luftsportgerät an die Zulassungsstelle (DAeC oder DULV) geschickt. Daraufhin erteilt der UL-Verband die Vorläufige Verkehrszulassung.

Bis zur VVZ gibt es einige Hürden – dann geht es aber endlich an den Erstflug

Jetzt darf der Erstflug stattfinden. Die anschließende Flugerprobung wird mit einem Flugbericht abgeschlossen, den der Halter verfasst. Nun hat ein Prüfer Klasse 5 noch eine Stückprüfung vorzunehmen. Flugbericht und Stückprüfschein sind die Voraussetzung dafür, dass der UL-Verband die Verkehrszulassung erteilt.

Bei Änderungen gegenüber dem zugelassenen Muster – zum Beispiel Einbau eines anderen Motors – muss beim UL-Verband ein Antrag auf ergänzende Musterzulassung oder auf Änderung am zugelassenen Muster (Einzelstück) gestellt werden. Die notwendigen Nachweise – etwa über einen erfolgreich absolvierten Motorträger-Test – sind beim Verband einzureichen. Der leitet sie an eine Prüfstelle weiter. Das kann eine verbandseigene sein oder eine kooperierende wie das Steinbeis Transferzentrum Aerodynamik Flugzeug- und Leichtbau in Stuttgart. Zu den Aufgaben der Prüfstellen gehören beispielsweise Schwingungsuntersuchungen oder Lärmmessungen. Letztere sind bei Änderungen am Antrieb (Motor, Propeller, Schalldämpfer) obligatorisch. Per Gutachten – zum Beispiel durch ein Lärmzeugnis – segnet die Prüfstelle die Änderungen ab. Auf dieser Basis stellt der Verband ein Lufttüchtigkeitszeugnis aus und erteilt die Verkehrszulassung.

Amateur- oder Selbstbau?

Nach deutschem Luftrecht gibt es den Amateurbau und den Selbstbau – was nicht dasselbe ist. Unter der Herstellung eines Luftfahrzeugs im Amateurbau versteht man in Deutschland den Nachbau eines hierfür musterzugelassenen Luftfahrzeugs nach festgelegten Musterunterlagen. Diese Art des Nachbaus ist bei fast allen ULs möglich, die auch als Bausatz zu kaufen sind. Abweichungen von den Bauunterlagen erfordern eine Ergänzende Musterzulassung oder eine Änderung am Stück, die ins Kennblatt des Musters eingetragen wird (nur gültig für eine Werknummer).

Änderungen sind bei ULs leichter durchzuführen als bei anderen Amateurbau-Luftfahrzeugen, da die Bauvorschrift (LTF-UL 2003) einfacher ist und viele Freiheiten zulässt. Es gibt aber auch „richtige“ (Motor-)Flugzeuge, die für den Amateurbau zugelassen sind, so zum Beispiel einige Typen der Jodel-Baureihen, die Emeraude oder die Pitts S-1S.

Amateurbau heißt, Nachbau nach festgelegten Musterunterlagen

Ob der Amateurbau eines Musters zulässig ist, steht im Kennblatt des Musters. Für den Erbauer wird der Amateurbau dadurch einfach gemacht, dass er sich nicht um Nachweise der Lufttüchtigkeit, wie Festigkeitsnachweise oder Flugeigenschaftsnachweise, kümmern muss: Er baut ja ein geprüftes Muster nach. Eine Baubetreuung durch einen Prüfer für Luftfahrtgerät genügt. Dieser stellt bei Abschluss des Baus einen Stückprüfschein aus, und der Erbauer hat ein musterzulassenes Flugzeug ohne Betriebsbeschränkungen.

Unter „Selbstbau“ hingegen wird in Deutschland die Herstellung eines Einzelstücks verstanden. Darunter fallen alle Luftfahrzeuge, die nicht musterzugelassen sind und selbst entworfen wurden oder für die es Pläne oder Bausätze gibt. Solche Einzelstücke gibt es auch bei den Ultraleichtflugzeugen, allerdings nicht sehr viele, da der Aufwand einer Musterzulassung vergleichweise gering ist und diese für einen UL-Anbieter Vorteile bringt: Mit Musterzulassung können Bausätze natürlich leichter verkauft werden.

„Selbstbau“ ist die Herstellung eines Einzelstücks, das nicht musterzugelassen ist

Die meisten von Privatpersonen gebauten „richtigen“ Flugzeuge, wie Lancair, Kitfox oder die RV-Typen, fallen unter die Kategorie Selbstbau. Hier muss für jedes Einzelstück gegenüber dem Luftfahrt-Bundesamt per Gutachten gezeigt werden, dass das Luftfahrzeug hinreichend betriebssicher ist. Dazu hat der Erbauer gemäß der für das jeweilige Flugzeug relevanten Lufttüchtigkeitsforderung (JAR-VLA, JAR-23, CS-VLR etc.) Nachweise zu erbringen, zum Beispiel Festigkeitsnachweise und Flugerprobungsergebnisse. Außerdem muss der Erbauer für die Verkehrszulassung sein eigenes Flug- und Wartungshandbuch erstellen sowie eine Schallpegelmessung durchführen. Dafür kann er sein Flugzeug aber sehr individuell gestalten.

Selbstbau-Flugzeuge werden in der Beschränkten Sonderklasse (als „Experimental“) zum Verkehr zugelassen und unterliegen somit einigen Beschränkungen im Betrieb (eingeschränktes Fliegen über dicht besiedeltem Gebiet, Grenzüberschreitung nicht in alle Länder genehmigungsfrei, keine gewerbliche Fliegerei oder Schulung, derzeit Limitierung auf VFR-Tag). Dies ist der Preis dafür, dass kein vollständiger Nachweis nach den jeweiligen Lufttüchtigkeitsforderungen existiert. Die so gebauten Luftfahrzeuge fallen übrigens unter den Annex II, werden also nach wie vor nach nationalem Recht behandelt, auch bei der Instandhaltung.

Die OUV begleitet gern bei Flugzeugselbstbau

Die Oskar-Ursinus-Vereinigung (OUV, Deutsche Gesellschaft zur Förderung des Selbstbaus von Luftfahrtgerät e. V., www.ouv.de) hilft mit ihrem Projektausschuss dem Erbauer dabei, Nachweise zu erstellen und die für eine Flugzulassung sowie endgültige Verkehrszulassung erforderlichen Gutachten anzufertigen. Darüber hinaus unterstützt der OUV-Projektausschuss bei Bedarf die Flugerprobung. Die OUV hat auch eine eigene anerkannte Schallpegel-Messstelle und einen dezentralen Luftfahrttechnischen Betrieb, in dem endgültig zugelassene Selbstbauflugzeuge relativ einfach ihre Jahresnachprüfung machen können. (Jürgen Fecher, Vorsitzender des OUV-Projektausschusses)

Text: Peter Wolter; Fotos: Christina Scheunemann, P. Wolter; fliegermagazin 12/2009