Experimentals, de keuze is reuze. - door Tim Weert -
Link naar Deel 1 | Deel 2 | Deel 3 | Deel 4 | Deel 5 | Deel 6
Deel 7. De afwerking, montage en testvliegen van een zelfgebouwd vliegtuig.
In de vorige edities van deze serie heb ik u meegenomen in het bouwproces van de Vans Aircraft RV-7A. Nadat de kist technisch klaar is, moet het afgewerkt worden en van een verflaag voorzien worden. Henkjan bood aan mij hiermee te helpen. Hij heeft zelf ook een vliegtuig gebouwd, een RV-10, de PH-ZME. Deze vierzitter is in zijn hobbyruimte ook helemaal door hemzelf gebouwd, afgewerkt en gespoten.
In 2020 ontstond er zomaar heel veel vrije tijd als gevolg van de Corona pandemie. Terwijl er geduldig gewacht moest worden op de "firewall forward kit" besloten we om onze tijd nuttig te besteden. Zo ontstond het idee om alvast te beginnen met de afwerking van de vleugels en de empennage-onderdelen (=staart vleugels). Ik had veel fotos van andere RVs op internet bekeken en zodoende had ik inmiddels een goed idee van een kleurenschema die me beviel en waar ook mijn wederhelft zich in kon vinden. Hier heb ik een schets van gemaakt, geprint en op opgehangen in de "spuithok" van Henkjan.
Om te kijken of de kleuren ook echt mooi waren zijn we begonnen met het kielvlak. Eerst in de primer gezet, daarna een grondlaag overheen en uiteindelijk de kleurlaag. De uitgekozen witte metallic lak bleek in werkelijkheid totaal anders uit te vallen dan we in gedachten hadden. Nadat dit was aangepast, waren we overtuigd van het ontwerp; "dit" moest het worden.
De standaard kleuren hebben we gemixt met 10% zilver om een metallic effect te krijgen. Op de RV-10 van Henkjan heeft dat ook een prachtig resultaat opgeleverd. Nadat er twee lagen blanke lak over heen waren gespoten zag het eind resultaat er naar onze bescheiden mening best professioneel uit.
Nadat het kielvlak en het richtingsroer gespoten waren hebben we de vleugels naar de werkplaats gebracht. Eerst werden de huidplaten met een fijne korrel flink opgeruwd. Daarna zijn de platen met thinner helemaal vetvrij gemaakt. Vervolgens is daar een laag primer overheen gespoten, gevolgd door een laag witte grondverf. Deze moet na uitharden met behulp van heel fijn schuurpapier geschuurd en stofvrij gemaakt worden voor de eerste kleurlaag. Deze eerste kleurlaag bestaat uit een gebroken witte RAL kleur gemengd met 10% zilver. Nadat deze laag droog is geworden ontstaat er een mat oppervlak. De volgende stap bestaat uit het afplakken. Hiervoor is speciaal tape van 3M te verkrijgen. De blauwe tape variant is heel flexibel, daarmee konden we mooie gekromde lijnen maken. De rode is voor de rechte lijnen. We zijn zeker een halve dag bezig geweest met het aftapen voordat iedereen, ook de dames, echt tevreden waren.
De truc is dan het kopiëren van dit patroon op de onderzijde en de andere vleugel. Eerst zijn we gaan meten vanaf het midden van klinknagels en de gemeten punten hebben we met kleine stukjes schilderstape als markering afgeplakt.
Daarna hebben we met de markeringstape over deze punten het patroon proberen te kopiëren. Maar dat kopiëren ging erg traag en het resultaat was te onnauwkeurig. Daarna heb ik iets anders geprobeerd wat buitengewoon goed bleek te werken. Gewoon een groot stuk afplak-papier over de vleugel heen geplakt met schilderstape. De markante punten op de vleugel heel duidelijk met potlood gemarkeerd op het papier. Daarna ben ik met een zacht potlood heel licht, onder een 45 graden hoek over de blauwe tape heen gaan krassen waardoor er een duidelijke afdruk op het papier kwam te staan. Dat deden we vroeger als kind ook, je legde een stukje papier over een munt, door er vervolgens met een potlood overheen te krassen kreeg je een mooie afdruk van de inscripties die op de munt stonden. Door de ontstane patronen nu met een schaar precies langs de lijnen af te knippen ontstond een bruikbare mal om het patroon te kunnen kopiëren op de rest van de vleugels. Nadat de blauwe tape netjes op zijn plek zit, kon begonnen worden met het maskeren van de vlakken om de kleurvlakken te kunnen aanbrengen. Kleur na kleur.
Na elke kleurlaag moet het werkstuk eerst uitgepakt worden en wederom worden afgeplakt voor de volgende kleurlaag. Moderne spuitbedrijven gebruiken hier een masker voor, een soort "stikker" -materiaal. Maar voor mijn zelfbouw project, een eenmalige klus als "vrije oefening", werkt deze methode buitengewoon goed. Nadat de laatste kleurlaag erop zat, kon al het maskeer-materiaal verwijderd worden en werd het kleurenpatroon zichtbaar.
Alle kleurlagen zijn echter nog wel mat. De vleugels moeten nog voorzien worden van twee blanke laklagen voordat de lak haar diepte en glans gaat krijgen.
We hebben met een gerestaureerde Scania truck de romp bij mij thuis opgehaald en naar de werkplaats bij Henkjan gebracht.
Ook de vleugels verhuisden mee, omdat deze nog ingemeten moesten worden op de romp. De achterligger moet ingemeten en vastgezet worden met AN5 bouten aan de romp. Ook deze gaten worden volgens de beschrijving door de bouwer zelf gemaakt. Daarvoor is het belangrijk dat het vliegtuig waterpas staat in de X-, Y- en Z-as. De bouwbeschrijving met aanvullende bulletins en horror verhalen op internet zorgde ervoor dat ik hier enorm tegenop zag. De vleugels worden eerst met de hoofdbouten door de liggers vastgezet aan de romp.
Alle vier punten van het schietlood lagen precies in één lijn. De tippen moeten natuurlijk ook een gelijke afstand hebben met het middelpunt van de middelste- achterste klinknagel in de staart. Tot mijn stomme verbazing klopte dit tot op het streepje van de millimeter! Als laatste moeten de instelhoeken van beide vleugels gelijk zijn aan elkaar. Ook dat bleek allemaal exact te kloppen. De "edge distances" voor het te boren gat had ik thuis al afgetekend. Nadat we alle afstanden driedubbel gecontroleerd hadden, werd het tijd om het gat in de achterligger te boren voor de bout die de achterligger moet bevestigen aan de romp. Hierna hebben we de spleet afdichtingen op maat gemaakt. Deze vullen de spleet op tussen de vleugelwortel en de romp. Ook deze onderdelen hebben een mooie kleurlaag nodig voordat ze definitief kunnen worden gemonteerd.
De vleugels kunnen er nu af en de romp kan klaar gemaakt worden voor de laklagen. Hiervoor moet de huidlaag eerst ruw gemaakt worden. Deze ruwe laag bevind zich in de Alclad laag, een dun laagje van 100% (zacht) aluminium die de structurele huidplaat beschermt tegen krassen en corrosie.
Daarna tijd gestoken in de afwerking van de wielkappen, fairings, struts, de spleetafdichtingen en een aantal kleinere inspectieluikjes.
Het project nadert nu de eindfase. Toch bleken er nog enorm veel kleine dingetjes gedaan te moeten worden. De gemaakte checklist leek in deze fase ook maar niet korter te worden! Voor elk item wat ik kon afstrepen, kwamen er soms weer twee of meer bij.
Toch kwam er zowaar medio Mei 2022 een moment dat de onderdelen klaar waren voor de eind assemblage op Lelystad Airport en "de Maiden Flight".
Anton kwam op 12 Mei samen met Henkjan rond de koffie de onderdelen ophalen met de antieke Scania. Deze heeft Anton als hobby project zelf als hobby project gerestaureerd. Na aankomst bij de Hangaar op Lelystad kwam al vrij snel Berend-Jan Floor even poolshoogte nemen en foto's maken voor zijn eigen Aironline.nl weblog. In de dagen die volgde heeft hij er een prachtig verslag van gemaakt:
Na het uitladen hebben we de romp op de speciaal hiervoor gemodificeerde lift geplaatst en begonnen wij met het monteren van de vleugels. Daarbij had ik de fantastische hulp van Henkjan en zijn neef Rick.
De vleugels worden nu eindelijk definitief vastgezet. Hiervoor heeft Vans bouten die heel precies passen (tight-fit bolts) meegeleverd. Deze gaan moeilijk door de gaten van de onderdelen. Daarom heb ik een paar paspennen met conische voorkanten gemaakt die wel makkelijk door de gaten heen gaan. Zo kun je dan relatief eenvoudig, nadat de vleugel op zijn plaats zit, met behulp van "anti-seize" pasta en een kunststof hamertje de pasbouten plaatsen. Elke vleugel heeft vier grote dikke en vier iets dunnere bouten. Daarna zitten er ook nog een aantal normale bouten door de liggers van vleugels en romp. Daarna is het belangrijk om deze allemaal met een momentsleutel aan te draaien. Eindelijk kunnen nu ook de elektrische bedrading (AMP-MIL-Spec stekkers) en brandstof leidingen gemonteerd en getest worden.
Nadat alle onderdelen samen getransformeerd worden tot een echt vliegtuig, worden de instrumenten en de besturing gecontroleerd onder leiding van GWK-er en eigenaar Luuk van Wings Over Holland. Slechts een week later was het al mogelijk om de motor voor de eerste keer proef te draaien volgens de procedure uit het Lycoming manual.
Nadat alle testen, het wegen, diverse inspecties en uiteindelijk ook het noodzakelijke papierwerk van mijn bouwchecklist afgestreept was, had ik geen excuses meer om het invliegen nog verder uit te stellen. Na ongeveer 10 en een half jaar bouwen en uitvoerige voorbereiding was het op 7 Juni 2022 tijd geworden om de eerste vlucht uit te voeren. Ook hierbij waren de manuals van Vans Aircraft wederom een mooi hulpmiddel. Er staan heel beknopt veel praktische tips in. Deze zorgen ervoor dat ook de eerste vlucht een probleemloze en onvergetelijke ervaring kan worden. Naast deze tips had ik diverse boeken, die ik nog had liggen uit de periode dat ik mijn Europa 20 jaar geleden aan het testvliegen was, nogmaals aandachtig doorgelezen. Ook had ik mezelf al uitvoerig voorbereid op alle mogelijke scenario's die ik kon bedenken. Vooraf uitvoerig bedacht wat ik zou gaan doen "in geval van....", en "hoe" ik dan zou handelen.
Harry Altena, zelf ook eigenaar van een RV-7 (De PH-PLP) heeft mij enorm geholpen met deze eerste vlucht. Samen hebben we het proces besproken en omdat Harry de RV al redelijk kent, was het voor mij niet echt spannend om in een vliegtuig te gaan vliegen dat ik nog niet ken.
Omdat de eerste vlucht ook plaats vindt met een nieuwe motor, hebben we besloten de wielkappen nog even niet te bevestigen. Dit genereert extra weerstand. Tijdens de eerste 5 minuten is het volgens het Lycoming manual belangrijk om met maximaal motor vermogen te vliegen. Daarna een voorgeschreven tijd met maximaal continious vermogen te vliegen om daarna de rest van de invlieg periode af te ronden met hoge vermogens. Dit op een juiste manier laten inlopen van de motor is belangrijk voor de betrouwbaarheid en levensduur. Nieuwe cilinder wanden hebben een patroon van krasjes onder een hoek van ongeveer 60 graden. Het maken van deze krasje doet men met speciaal gereedschap en noemt men het "honen" van de cilinder wanden. Deze krasjes zorgen ervoor dat er een mooie egale oliefilm ontstaat tijdens het bewegen van de zuiger over de cilinderwand, welke optimaal is voor de koeling en smering. Bij afwezigheid van deze krasjes zou de olie gaan kralen zoals waterdruppels op een net in de was gezette auto.
Tijdens het inlopen van de motor moeten de scherpe toppen van de krasjes inslijten door middel van de bewegende zuigerveren. De zuiger is zo ontworpen dat door de druk in de verbrandingskamer, de bovenste zuigerveer van binnen naar buiten wordt gedrukt. Als de druk in de verbrandingskamer hoog genoeg is, zal deze druk in de verbrandingskamer voldoende zijn om dit inslijtproces in gang te zetten. Door te lang op lage (stationair en net erboven) power settings te draaien, voordat het inlopen klaar is, zou het nieuw gehoonde kras patroon zich gaan opvullen met een vieze bruine harde koolstof laag, die niet meer verdwijnt. Dat is nadelig voor de smering, compressie en het olieverbruik. Als dit gebeurt is er maar één oplossing, opnieuw de cilinders honen. Tijdens deze inloopfase moet ook een iets andere motorolie gebruikt worden zonder dopes. Deze eerste vlucht moest dan ook minstens 2 uur duren. We verwachten dan ook iets hogere CHT's (cilinder kop temperaturen) tijdens deze eerste takeoff. Daarna duurt de indraaifase totdat het olieverbruik afneemt tot bijna niets en de CHT's dalen. Volgens de procedure van Lycoming duurt het gehele inloop proces van de motor 50 uur.
Eigenlijk wil je met een nieuw vliegtuig eerst taxiproeven doen, daarna snelle taxi runs op de baan en uiteindelijk de eerste takeoff maken. Maar dit is in strijd met de inloop procedure van Lycoming. Daarom hebben wij ervoor gekozen om na warmdraaien tijdens het taxiën en de engine check meteen te vertrekken. Van ATC mochten we na takeoff op baan 23 een rechter bocht maken naar een rechter downwind. Vervolgens kregen we toestemming om via crosswind de threshold van baan 23 te kruisen en aan de dode zijde van het circuit een half uur te holden op 2000 ft. Hierbij hebben we de tijd genomen om de motor volgens de procedure die in het handboek van lycoming staat in te laten draaien met 5 minuten lang maximaal vermogen zonder dat we door Vne (Maximaal toelaatbare snelheid) heen schoten.
De eerste takeoff ging alsof het de normaalste zaak van de wereld was. Het vliegtuig accelereerde veel sneller dan ik had verwacht. Bij de voorgeschreven 55 KIAS ging ik roteren en vloog de RV zichzelf keurig van de baan. De kist luisterde netjes naar de controls. Vlak boven de baan heb ik haar laten accelereren naar 100 KIAS om te beginnen aan de klim met iets grotere snelheid om de motor voldoende koeling te geven. De kist klom met meer dan 1800 ft/min en trok daarbij totaal niet naar rechts of links, was helemaal niet neus of staart lastig maar bleek juist heel goed in balans te zijn met rolroer en pitch trims in de neutrale stand. Daarbij was ik zelf heel druk bezig met het monitoren van de CHT's en EGT's van de nieuwe Lycoming IO-360. Alle waarden bleven ruim binnen de limieten en daarbij ook nog eens redelijk gelijk. Tijdens de eerste rechter bocht tikte Harry, die rechts naast mij zat, op mijn schouder en zij enthousiast door de intercom: "Tim, kijk eens over je rechter schouder naar de baan !". Dat deed ik en zag de baan van Lelystad, veel sneller dan ik gewend was in andere kisten, achter ons weg zakken. Wat een prachtig onbeschrijfelijk mooi moment was dat. En de kist vloog en klom gewoon verder alsof ze dat nooit anders had gedaan, keurig in balans en heel goed luisterend naar de controls. Bij mij verdween voor het eerst de spanning.
We hebben na een half uurtje holden de CTR in zuidelijke richting verlaten. Daarna zijn we tussen de CTR's van Rotterdam en Schiphol naar de kustlijn gevlogen. Vervolgens hebben we een rondje om het oude vliegveld van Bergen (N-H) gemaakt om koers te zetten naar Ed en Mike op Texel. Daar hebben we een circuitje op hoogte gevlogen. Via Middenmeer en Heerhugowaard zijn we terug naar Lelystad gevlogen. Op Lelystad hebben we nog een circuit met touch en go gemaakt om de kist iets beter te leren kennen.
Nadat we terug kwamen in de Hangaar was het tijd voor een inspectie van de motor en daarna een feestje.
Eerst hebben we de motorkappen verwijderd om alles te inspecteren en te kijken of er geen onderdelen zijn los zaten. Alles zat nog keurig op zijn plaats, er waren geen lekkages of andere rare dingen te zien. Nadat de kappen er weer op zaten hebben we de RV-7A officieel gedoopt als PH-TEM (Tim En Monique) met een mooie fles Champagne.
(Foto: Berend- Jan Floor)
Berend-Jan Floor heeft van deze speciale dag een prachtig blog gemaakt op zijn weblog.
Een week later hebben we de eerste vlucht gemaakt met de wielkappen erop. Harry heeft mij hierbij helemaal vertrouwd gemaakt met mijn nieuwe RV
Inmiddels heb ik 75 blokuren gemaakt in het afgelopen half jaar. Daarbij horen ook tripjes naar onder andere Duxford en Peenemunde. Genoeg materiaal inmiddels om nog eens iets over te schrijven.
Tijdens de eerste inspecties zijn er geen technische issues aan het licht gekomen. De bouw van een eigen vliegtuig is een prachtige ervaring met hoogtepunten en vele uitdagingen voor mij geweest. Het is een mooi leerproces geweest waarbij doorzettingsvermogen, focus, maar ook af en toe het project kunnen laten rusten, belangrijke ingrediënten waren.
Door de support van mijn vrouw Monique en een netwerk van kennissen, vrienden en nieuwe vrienden is het heel leuk om van begin tot eind door te blijven gaan. Daarbij moet wel "het bouwen zelf" het hoofd doel zijn. Het eindresultaat, hoe mooi ook, is slechts de beloning. De olifant eet je in kleine hapjes op, in grote happen zal het niet lukken.
Als u ooit overweegt om er zelf aan te beginnen, kijk eens op de website van Vans Aircraft. Inmiddels is er voor iedereen wel een model te vinden. Begin gewoon eens met de empennage kit (Staartvleugels) van je droomvliegtuig om te ervaren wat het bouwen voor jou persoonlijk betekent en of je het wel leuk genoeg vindt om mee door te gaan. Dan kun je daarna altijd besluiten te stoppen zonder dat je een ontzettende grote investering hebt gedaan. Maar als je het leuk vindt heb je echt een nieuwe hobby met bijna grenzeloze mogelijkheden. De kwaliteit van de Vans Aircraft bouwdoos en de technische ondersteuning vond ik zelf heel waardevol. Maar er zijn nog veel meer mogelijkheden, niet voor niets bestaat de Nederlandse GA vloot voor een substantieel deel uit door gewone mensen gebouwde vliegtuigen.
"Experimental Aircraft, de keuze is reuze !".
Tim Weert.