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
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.

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.

Die Darstellung der Arbeiten ist chronologisch. Die aktuellsten Arbeiten befinden sich am Ende dieses Berichts.

Arbeiten des ersten Studentenjahrgangs

Das Kick-Off der Arbeiten zur Do X Nachkonstruktion erfolgte im Oktober 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
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.
Screenshot des Konstruktionswerkzeugs mit den eingebetteten 3-Seitenbildern der Modellzeichnung
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.
Status der Strack-Arbeiten
Im April 2015 finalisierten die Studierenden die Arbeiten am Do X Strak mit einer Flächenanalyse des vorhandenen Designs.
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.

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.
Vorkonstruktion der Heck-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
Am 18. Juni 2015 stellten die Studierenden die Ergebnisse der ersten studentischen Arbeitsgruppe vor.
Gesamtansicht des Stands der Arbeiten am 18. Juni 2015
Peter Kielhorn bedankt 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

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.

Arbeiten des zweiten Studentenjahrgangs

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.
Kickoff der Arbeiten des zweiten Studentenjahrgangs zur Do X Nachkonstruktion (v.r.n.l. Herr Prof. Nutzmann (DHBW), Herr Tobias Heemann (DHBW Student), Herr Simon Jesser (DHBW Student), Herr Jan-Wolfgang Gruca (DHBW Student), Herr Carsten Schremser (DHBW Student), Herr Joschua Morgenroth (DHBW Student), Herr Tobias Buck (DHBW Student) und Herr Peter Kielhorn.
Die Studenten des zweiten Studentenjahrganges stellten zu Beginn Ihrer Tätigkeit an der Do X Nachkonstruktion Probleme mit dem Strak fest. Eine Überprüfung des Rumpfes und des Tragwerkes, mittels der Bilder aus dem Staatsarchiv St. Gallen, ergaben einen Überarbeitungsbedarf des Straks. Der Grund für die Abweichungen liegt in der Tatsache, dass für die Strak-Erstellung eine Zeichnung eines Do X Modells (1:25) von 1958 verwendet wurde, welches nicht den realen Verhältnissen der Do X entspricht.

Da aber die Güte der Nachkonstruktion ganz wesentlich durch die Qualität und Genauigkeit des Straks bestimmt wird, wurde beschlossen, den Strak noch einmal neu zu erstellen. In der Vorkonstruktion der Spante wurden an den Differenzstellen vorsorglich Korrekturparameter eingeführt, um nach vollendeter Überarbeitung des Straks eine schnelle Korrektur der Spante zu gewährleisten. In der Zwischenzeit erhielt das Do X Projekt vom Staatsarchiv St. Gallen Kopien von Originalzeichnungen der italienischen Do X2/3. An dieser Stelle möchten wir dem Staatsarchiv St. Gallen für die unentgeltliche Nutzung der Do X Zeichnungen und des Bilderarchivs danken.
Beispiele der Abweichungen zwischen Strak und Spant-Bildern
Beispiel der Abweichungen zwischen Strak und Tragwerk-Bild
Damit der neue Strak möglichst genau erstellt wird, wurde für die Überarbeitung auf Kopien der Originalzeichnungen, auf die vorhandenen Bilder und auf bestimmte Datenblätter (z.Bsp. Göttinger Profile) zurückgegriffen und in geeigneter Weise im CAD System kombiniert. Anschließend wurden die Konturen, Verbindungen und Flächen für den Strak aus dem kombinierten Bild herausgearbeitet. Das folgende Bild zeigt die Kombination für die Strak-Ableitung des Rumpfs. In ähnlicher Weise wurde auch für den Tragwerks-Strak verfahren.
Verknüpfung von Bildern und Zeichnungen zur Erstellung des Straks für den Rumpf
Das Ergebnis der Arbeiten war einen neuer, qualitativ guter Strak, der allen Vergleichen mit Bildern der Do X standhält. Basierend auf dieser neuen Grundlage begannen die Studenten des zweiten Studentenjahrgangs mit ihrer eigentlichen Aufgabe: der Fortführung der Vorkonstruktion des Rumpfs, des Tragwerks und des Leitwerks. Ein später hinzugekommener Student hatte die Vorkonstruktion der Motorgondel übernommen. Die folgenden Bilder zeigen den Status der Do X Vorkonstruktion zum Abschluss der Arbeiten des zweiten Studentenjahrgangs.
Sachstand der Vorkonstruktion des Rumpfs nach dem zweiten Studentenjahrgang
Sachstand der Vorkonstruktion des Tragwerks nach dem zweiten Studentenjahrgang
Sachstand der Vorkonstruktion des Leitwerks nach dem zweiten Studentenjahrgang
Sachstand der Vorkonstruktion der Motorgondel nach dem zweiten Studentenjahrgang
Zusammenbau von Rumpf, Tragwerk, Leitwerk und Motorgondeln
Die beeindruckenden Ergebnisse des zweiten Jahrgangs des Do X Projekts wurden auf dem Sommerfest 2016 und den DoDays 2016 der Öffentlichkeit präsentiert. Die Präsentation, die im Museum in der Nähe des Do Wals aufgebaut wurde, zeigte die Ergebnisse als Videos, in Form von Bildern und CAD Zeichnungen sowie in Form eines Laser-Zuschnitts im Maßstab 1:25.
Präsentation des Projekts der Do X Nachkonstruktion auf dem Sommerfest und den DoDays
Die Präsentation fand großes Interesse und nicht wenige Besucher würden es begrüßen, wenn das Projekt zu einem Nachbau der Do X, in Teilen oder als Gesamtflugzeug, führen würde.

Arbeiten des dritten Studentenjahrgangs

Am 11.10.2016 begann der dritte Studentenjahrgang mit der Fortführung der Arbeiten an der Nachkonstruktion der Do X. Diese dritte Gruppe besteht diesmal aus acht Studenten der Dualen Hochschule Baden Württemberg und wird die Vorkonstruktion der Do X weitestgehend komplettieren, d.h.

  • hinsichtlich des Rumpfs einige Strak- und Spant-Komplettierungen sowie die Vorkonstruktion des Mittellängsträgers und der restlichen Stummelspante durchführen,
  • hinsichtlich des Tragwerks die Komplettierung der inneren Verstrebungen und die Vorkonstruktion der Flügelnase, der hinteren Struktur/Ruder sowie der Struktur der Tragwerksspitzen durchführen
  • und hinsichtlich des Leitwerks einige Fehlerkorrekturen an der Struktur des Leitwerks sowie die Vorkonstruktion der Hilfshöhenruder durchführen.
Kickoff der Arbeiten des dritten Studentenjahrgangs zur Do X Nachkonstruktion (v-l-n-r. Herr Joschua Morgenroth (DHBW Student), Herr Sebastian Wesner (DHBW Student) ), Herr Elias Troll (DHBW Student) ), Herr Marius Weissenrieder (DHBW Student) ), Herr Christoph Legner (DHBW Student) ), Frau Mirijan Liebchen (DHBW Studentin) ), Herr Peter Hepp (DHBW Student), Herr Prof. Nutzmann (DHBW), Herr Peter Kielhorn)
Im Bereich des Rumpfs wurde zunächst noch einmal der Mittellängsträger überarbeitet, denn es stellten sich noch einige falsche Verstrebungen heraus. Mittels eines hochauflösenden Fotos vom Mittellängsträger wurden die Probleme gelöst. Im Folgenden wurde die Vorkonstruktion der Stummelspanten realisiert. Hierzu wurde zunächst eine Konturzeichnung der Stummelsektionen (mit Maßen) mit Strukturfotos der Stummel zur Deckung gebracht. In dieser verknüpften Darstellung wurden dann stück für stück die Konturen der Struktur nachgezogen und anschließend die Dicke der Struktur erfasst und angepasst. Die Vorgehensweise wurde für alle Stummelspante wiederholt. Das folgende Bild zeigt den Vorgang der Konstruktion für einen Stummelspant.
Vorgehensweise bei der Konstruktion der Stummelspante
Beim Tragwerk waren die inneren Verstrebungen zwischen den Holmen erst in einer Hälfte des Tragwerks realisiert. Die zweite Hälfte der inneren Verstrebungen wurde durch Spiegelung realisiert, was noch eine einfache Übung war. Kniffliger wurde es bei der Struktur der Tragwerksspitzen. Hier gab es weder Frontal- oder Seitenbilder noch eine Zeichnungen. Bei der Konstruktion der Tragwerksspitzen müssten zunächst die verfügbaren Bilder genau ausgewertet werden und eine Hilfszeichnung der Struktur erstellt werden. Anschließend wurde die Vorkonstruktion anhand der Hilfszeichnung und des Straks realisiert. Aufgrund der Komplexität der Tragwerksspitze konnte diese im Rahmen des dritten Studentenjahrgangs nicht vollständig fertig gestellt werden. Das folgende Bild zeigt den Stand der Arbeiten an der Tragwerksspitze zum Ende des dritten Studentenjahrgangs. Auch bei der Konstruktion der Flügelnase gab es weder Zeichnungen noch Fotos mit exakten Draufsichten. Demzufolge musste auch hier die Konstruktion anhand der verfügbaren Fotos abgeleitet und unter Verwendung des Straks durchgeführt werden. Ein Bild der Vorkonstruktion der Flügelnase finden Sie weiter unten. Aufgrund der Komplexität der Flügelnase, besonders im, besonders im Bereich der Flügelspitze, konnte auch diese im Rahmen des dritten Studentenjahrgangs nicht vollständig fertig gestellt werden.
Tragwerksspitze am Ende des dritten Studentenjahrgangs
Flügelnase am Ende des dritten Studentenjahrgangs
Gesamtansicht des Tragwerks am Ende des dritten Studentenjahrgangs
Im Bereich des Leitwerks wurden einige Konstruktionsmängel identifiziert die zu Beginn der Aktivität korrigiert wurden, so wurde die Hilfshöhenflosse verlängert, das Hilfsseitenruder in der Position korrigiert und die Ruderanbindung verändert. Im weiteren Verlauf der Konstruktion wurden die Hilfs-Höhenruder anhand von Bildern und Zeichnungsmaterial erstellt. Das folgende Bild zeigt den Stand der Arbeiten am Leitwerk zum Ende des dritten Studentenjahrgangs.
Leitwerk (1) am Ende des dritten Studentenjahrgangs
Leitwerk (2) am Ende des dritten Studentenjahrgangs
Gesamtansicht 1 der Do X Vorkonstruktion am Ende des dritten Studentenjahrgangs
Gesamtansicht 2 der Do X Vorkonstruktion am Ende des dritten Studentenjahrgangs
Abschlußbesprechung des dritten Studentenjahrgangs
Mit diesem Sachstand ist die Vorkonstruktion und damit die Nachkonstruktion der Do X abgeschlossen

Freundes- und Förderkreis Dornier Museum
für Luft- und Raumfahrt e. V.
Claude-Dornier-Platz 1
88046 Friedrichshafen

Tel.: 07541 487 36 720
Fax: 07541 432 25
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