Projekt

Projekt Do X - Nachkonstruktion des Dornier Do X Flugboots

Eines der eindrucksvollsten Flugzeuge der Luftfahrtgeschichte ist bis heute das Dornier Wasserflugzeug Do X.

Die Geschichte dieses frühen Giganten der Lüfte beeindruckt noch heute Massen, egal ob es Luftfahrtfachleute sind oder Normalbürger.

Dornier Do X
Dornier Do X
Die Do X wurde im Zeitraum von 1926 bis Juli 1929 auf einer Flugwerft im schweizerischen Altenrhein am Bodensee gebaut. Am 12. Juli 1929 fand der Erstflug des „Flugschiffes“, wie es auch genannt wurde, statt.

Insgesamt wurden drei Flugzeuge von der Dornier Do X gebaut. Dorniers erste Maschine, die Do X1, mit welcher der berühmte weltumspannende Repräsentationsflug durchgeführt wurde und zwei Maschinen, Do X2 und Do X3, für die italienische Marine.

Alle drei Flugzeuge endeten allerdings unrühmlich. Do X1 wurde ins Deutsche Technikmuseum nach Berlin verbracht und ist dort durch einen Bombenangriff im November 1943 zerstört worden. Das Schicksal der beiden italienischen Flugzeuge ist weitestgehend unbekannt. Am wahrscheinlichsten ist allerdings die Verschrottung beider Flugzeuge im Jahre 1935 in La Spezia.

Mit den Flugzeugen sind im Laufe der Zeit leider auch die meisten Pläne und Dokumentationen verloren gegangen.

Um die Möglichkeit zu eröffnen, eventuell das Do X Flugzeug in 1:1 Teilen oder als begehbares 1:1 Sichtmodell aufzubauen, ist es notwendig, neben den noch vorhanden Zeichnungen, Fotos und Beschreibungen, ein Computer Aided Design (CAD) 3D-Model und detaillierte  Konstruktionsunterlagen vorliegen zu haben.

Daher hat der Freundeskreis begonnen, in Zusammenarbeit mit der Dualen Hochschule Baden-Württemberg (DHBW) ein möglichst umfassendes CAD Model der Dornier Do X Flugzeuges zu erstellen. Dieses CAD-Modell soll im finalen Zustand möglichst exakt die Konstruktion des Originalflugzeugs wiedergeben. Das Kick-Off der Arbeiten erfolgte im Oktober 2014.

Parallel zu den CAD-Arbeiten wird derzeitig ein Konzept erarbeitet, wie ein Teil- oder Gesamtaufbau im Hinblick auf die Finanzierung, die Komponentenherstellung, den Aufbau und des Aufstellungsortes realisiert werden könnte.

Kickoff der Arbeiten am 14.10.2014

v.r.n.l. Herr Prof. Nutzmann (DHBW), Herr Sauseng (DHBW Student), Herr Wahl, Herr Krause, Frau Wolpert (DHBW Studentin), Herr Hägele (DHBW Student), Herr Notz (Diehl Aircabin GmbH, CAD Betreuer der Studierenden), Herr Prof. Mannchen (DHBW), Herr Kielhorn (Freundeskreis Dornier Museum)
Team Nachkonstruktion Do X

Do X Nachkonstruktion

Screenshot des Konstruktionswerkzeugs mit den eingebetteten 3-Seitenbildern der Modellzeichnung
Screenshot des Konstruktionswerkzeugs
Status der Strack-Arbeiten
Status der Strack-Arbeiten
Die Studierenden begannen die Nachkonstruktion  auf der Basis von einer vorhandenen Zeichnungen mit einer 3-Seiten-Ansicht eines 1:25-Modells. Diese Zeichnungen des 1:25 Modells wurden eingescannt, aufbereitet und für die weitere Bearbeitung skaliert.

Die so aufbereiteten Zeichnungen und Bilder wurden als 3-Seiten Ansicht in das CAD-Werkzeug  übernommen und dienen der Erstellung des sogenannten „Straks“, also der äußeren Hülle des Objekts.

Bis zum Ende des Jahres 2014 wurde eine erste Version des sogenannten Stracks, also die äußere Hülle der Do X, fertig gestellt. Die Bilder vermitteln den Status der Strack-Arbeiten zum Ende Dezember 2014.

Strak-Basis für die weiteren Arbeiten an der Nachkonstruktion

Im April 2015 finalisierten die Studierenden die Arbeiten am Do X Strak mit einer Flächenanalyse des vorhandenen Designs. Um die Qualität des erzeugten Straks sicherstellen zu können, wurden nach jedem Arbeitsschritt und nach der Fertigstellung noch einmal abschließend alle Teilflächen auf ihre Stetigkeit überprüft. Hierzu bietet das verwendetet CAD Tool die Möglichkeit, durch „Spiegelungen“ verschiedener Bilder auf das Flächenmodell des Straks die Oberflächenbeschaffenheit auf z.B. Knicke  und Wellen (d.h. Krümmungs-Unstetigkeiten) hin zu überprüfen Im Bereich des Rumpfs ergaben sich durch die Art und Weise der Erstellung der Flächen Wellen und Knicke in den Oberflächen, die so entdeckt und behoben werden konnten. Das Ergebnis ist eine optimale Strak-Basis für die weiteren Arbeiten an der Nachkonstruktion.
Wellen, Knicke und Beulen in einer Fläche
Wellen, Knicke und Beulen in einer Fläche
Für die weitere Vorgehensweise wurde beschlossen, für die wesentlichen Strukturkomponenten zunächst eine Vorkonstruktion durchzuführen. Dies hat den Vorteil, frühzeitig vorzeigbare Ergebnisse zu erhalten, die für Animationen und Präsentationen herangezogen und genutzt werden können. Nach der Vorkonstruktion soll dann mit der Feinkonstruktion begonnen werden. Das folgende Bild verdeutlicht die geplante Vorgehensweise.
Geplante Vorgehensweise bei der Do X Nachkonstruktion
Geplante Vorgehensweise bei der Do X Nachkonstruktion
Für die Vorkonstruktion wurden, wie bei der Strak-Erstellung, damit begonnen geeignete Bilder von der Do X Struktur (z. Bsp. Spante, Mittellängsträger, Holme) herauszusuchen und für die Vorkonstruktion aufzuarbeiten (Skalierung, Bildoptimierung). Von annähernd allen Strukturkomponenten der Do X gibt es entsprechende Detailfotos.

An dieser Stelle möchten wir dem Staatsarchiv St. Gallen für die kostenfreie Nutzung des Do X Bilderarchivs  bedanken. Das Staatsarchiv ST. Gallen ist im Besitz einer umfangreichen Sammlung von Do X Bildern des ehemaligen Do X Produktionsstandortes Altenrein.

Zur Vorkonstruktion einer Komponente wurde das entsprechende Foto elektronisch an die richtige Position und lagerichtig in den Strak eingefügt und Strak-füllend skaliert. Nach dieser Aufbereitung konnte die Kontur der Strukturkomponente abgegriffen und erfasst werden. Bei den Spanten lag der Fall vor, das mehrere Spanten gleichförmig (Spant-Gruppen) sind. In solchen Fällen wurde nur ein Spant der Gruppe (Master-Spant) nach der obigen Vorgehensweise erfasst und die restlichen Spante der Gruppe durch die sogenannte „Axis-to-Axis“ Funktion des CAD Systems kopiert und angepasst. Auf diese Weise konnten die Spanten in der Heck-Sektion in zwei große Gruppen eingeteilt werden und bereits 14 Spanten durch die Axis-to-Axis-Funktion vorkonstruiert werden.
Des Weiteren wurden Schottspanten im Heck und weitere Spanten in der Bug-Sektion erstellt. Hier konnte die Axis-to-Axis-Funktion nicht verwendet werden, da ein Gruppieren aufgrund der zu großen Unterschiede nicht möglich war. Die Spanten wurden also alle einzeln angefertigt und ebenfalls mit der Strak-Außenhülle über Parameter verknüpft.
Prinzip der Axis-to-Axis-Funktion
Prinzip der Axis-to-Axis-Funktion
Vorkonstruktion der Heck-Sektion des Rumpfs
Vorkonstruktion der Heck-Sektion des Rumpfs
Vorkonstruktion der Bug-Sektion des Rumpfs
Vorkonstruktion der Bug-Sektion des Rumpfs
Der Mittellängsträger ist ein Trägergerüst, welches sich durch das gesamte Flugzeug zieht und für die nötige Stabilität in Längsrichtung sorgt. Auch hier dienten wieder Fotografien aus der Zeit des Baus der Do X als Grundlage für die Nachkonstruktion. Nachdem die Kontur des Mittellängsträgers ermittelt wurde, wurden die Mittelpunkte der kreuzförmigen Verstrebungen des  Trägergerüsts an die Spant-Stationen angepasst.  So wurde sichergestellt, dass Mittellängsträger und Spanten später auch zueinander passen und gut einander greifen können.  Aus all diesen Informationen konnte schließlich eine Skizze erstellt werden, die alle Streben des Mittellängsträgers beinhaltet. Im letzten Schritt wurden den Elementen des Mittellängsträgers ihre Dicken zugewiesen, die ebenfalls, wie auch bei den Spanten, parametrisiert wurden und so ggf. eine schnelle Änderung des Trägers zulassen.
Seitenansicht des Mittellängsträgers mit den vorderen und hinteren Spanten
Seitenansicht des Mittellängsträgers mit den vorderen und hinteren Spanten

Ergebnisse der ersten studentischen Arbeitsgruppe

Am 18. Juni 2015 stellten die Studierenden, Anja Wolpert, Jan Hägele und Daniel Sauseng die Ergebnisse der ersten studentischen Arbeitsgruppe vor.
Gesamtansicht des Stands der Arbeiten am 18. Juni 2015
Gesamtansicht des Stands der Arbeiten am 18. Juni 2015
Der Freundeskreis, vertreten durch Herrn Kielhorn, Mitglieds des Vorstands, bedanken sich bei den Studierenden (v.l.n.r.) Jan Hägele, Anja Wolpert und Daniel Sauseng.
Der Freundeskreis, vertreten durch Herrn Kielhorn, Mitglieds des Vorstands, bedanken sich bei den Studierenden (v.l.n.r.) Jan Hägele, Anja Wolpert und Daniel Sauseng.
Stand der Arbeiten am 18. Juni 2015 in der Basiszeichnung 1
Stand der Arbeiten am 18. Juni 2015 in der Basiszeichnung 1
Stand der Arbeiten am 18. Juni 2015 in der Basiszeichnung 2
Stand der Arbeiten am 18. Juni 2015 in der Basiszeichnung 2

Durchbruch für die Nachkonstruktion des Do X Flugmotors

Ein großes Problem für die Nachkonstruktionsarbeiten war die Tatsache, dass relativ wenig detailliertes Fotomaterial der Curtiss Conqueror V-1570 Flugmotoren verfügbar ist, was als Basis für die Nachkonstruktion dienen könnte. Eine Recherche in Europäischen Archiven brachte keine Resultate zustande. Auch das Material des Staatsarchivs St. Gallen ist eher ungeeignet für den vorgesehenen Zweck.

Den Durchbruch für die Nachkonstruktion des Do X Flugmotors (allerdings lediglich nur die äußere Kontur) erbrachte die Auffindung von zwei Rollen Mikrofilm mit Konstruktionszeichnungen des Curtiss Conqueror V-1570 Motors im Archiv der Wright State University. Curtiss Wright und die Wright State University werden dem Do X Projekt zwei Kopien der Mikrofilm-Rollen und die digitalisierten Bilder von diesen Rollen für den Herstellungspreis zur Verfügung stellen. Damit ist die Basis für die Nachkonstruktion eines Sichtmodels des Motors möglich.           

Fortführung der Arbeiten an der Nachkonstruktion der Do X

Am 12.10.2015 begann der zweite Studentenjahrgang mit der Fortführung der Arbeiten an der Nachkonstruktion der Do X. Diese zweite Gruppe besteht aus sechs Studenten der Dualen Hochschule Baden Württemberg und wird die Vorkonstruktion komplettieren, d.h. die Rumpfsektion weiterentwickeln und mit dem Tragwerk, dem Leitwerk und den Motorgondeln beginnen.
v.r.n.l. Herr Prof. Nutzmann (DHBW), Herr Jan-Wolfgang Gruca (DHBW Student), Herr Simon Jesser (DHBW Student), Herr Tobias Heemann (DHBW Student), Herr Carsten Schremser, Herr Joschua Morgenroth (DHBW Student), Herr Tobias Buck und Herr Peter Kielhorn (Freundeskreis Dornier Museum)
v.r.n.l. Herr Prof. Nutzmann (DHBW), Herr Jan-Wolfgang Gruca (DHBW Student), Herr Simon Jesser (DHBW Student), Herr Tobias Heemann (DHBW Student), Herr Carsten Schremser, Herr Joschua Morgenroth (DHBW Student), Herr Tobias Buck und Herr Peter Kielhorn (Freundeskreis Dornier Museum)
Kickoff der Arbeiten des zweiten Studentenjahrgangs zur Do X Nachkonstruktion 


Wir berichten demnächst weiter ........

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