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ALT-Wappen der NASA

Space Shuttle Prototyp

Orbiter Vehicle OV-101 "Enterprise"

Scale: 1:72,
Modell: Monogram, tw. Umbau

Space-Shuttle-Wappen der NASA

Im Jahre 1977 führte die NASA in ihrem Dryden Flight Research Center (DFRC) auf der Edwards AFB, Kalifornien, eine Reihe selbst für dortige Verhältnisse sehr ungewöhnlicher Flugversuche durch. Es handelte sich dabei um den ersten, flugfähigen Prototypen eines Space Shuttle, dem Orbiter Vehicle OV-101 "Enterprise". Das zu erprobende Fluggerät wurde dazu huckepack auf den Rücken eines Trägerflugzeugs, einer modifizierten Boeing 747 Jumbo Jet als Shuttle Carrier Aircraft (SCA), montiert. Diese inneratmosphärischen Flugversuche im Rahmen des Approach and Landing Test-Programms (ALT) dienten zur letzten Überprüfung des Konzeptes zur Entwicklung eines wiederverwendbaren Weltraum-Transporter-Systems, bevor es mit dem Bau der weltraumtauglichen Orbiter fortgesetzt wurde.
Ausführliche Informationen über dieses Erprobungsprogramm sowie das Shuttle Transportation System finden Sie als ALT-Factsheet und STS-Factsheet.

Doch jetzt zum Modell...

Die "Enterprise" im Hangar des DFRC 1977
So wird das Modell des OV-101 "Enterprise" nach Fertigstellung aussehen (NASA-Bildnr. ECN-6820 via Mike Gentry, JSC)

 

Der Bausatz:
Der Nachbau des OV-101 "Enterprise" erfolgt auf Grundlage des Plastik-Modellbausatzes (Spritzguß) von Monogram im Maßstab 1:72. Dieser Bausatz eignet sich sehr gut, zudem habe ich bereits Shuttle-Modelle aus diesem Bausatz gefertigt (siehe auch in der Modell-Galerie). Die "Tücken" sind also wohlbekannt. Da es sich bei der "Enterprise" nicht um ein Space Shuttle für den Orbital-Einsatz handelt sondern um den Prototypen, sind einige Umbau- und umfangreiche Ergänzungsmaßnahmen erforderlich. Die wichtigsten sind:

1. Die "Flight Test Air Data Probe":
Die Flight Test Air Data Probe war integraler Bestandteil des Developmental Flight Instrumentation System (DFI). Es handelt sich dabei um einen konisch zulaufenden Ausleger, der knapp fünf Meter aus dem Bug des Orbiters herausragt. An der Basis beträgt der Durchmesser ca. 30 cm und der Anstellwinkel beträgt ungefähr 3,4° nach unten, gemessen an der X-Achse (Rollachse) des Orbiters. (Diese essentiellen Informationen wurden mir freundlicherweise von Mike Gentry von Johnson Space Center, Texas, via E-Mail zur Verfügung gestellt. Hinzu kommen eine Anzahl von zum Teil von mir bisher noch nie gesehenen originalen NASA-Photographien, die er mir per Post zugeschickt hat und die mir auch beim Nachbau des nachfolgend aufgeführten Elementes sehr hilfreich sind. Vielen Dank dafür!) In der Nähe der Spitze des Auslegers sind zwei Flügelsensoren ('pitch & yaw vanes') angebracht, die die Anstellwinkel des Fluggerätes in Bezug auf die Nick- und Gierachse messen.
Die Flight Test Air Data Probe für das Modell besteht aus einer 100 mm langen Aluminiumstange mit einem Durchmesser von 4 mm. Die vorderen ca. 70 mm laufen spitz zu und sind mit zwei um 90° versetzten 0,3 mm-Bohrungen versehen. Diese Bohrungen dienen später der Befestigung der Flügelsensoren. Das gegenüber liegende Ende des Auslegers ist mit einem M4-Gewinde versehen. Die Fixierung erfolgt mittels einer M4-Mutter, die im Bug oberhalb des Bugfahrwerkschachtes eingebaut ist.

2. Die aerodynamische Heckverkleidung:
Der Nachbau des sogenannten "Conical Tail Cone" des Orbiters stellt die größte modellbauerische Herausforderung dar. Dankenswerter Weise hat mir Alan Brown vom DFRC einige historische Bilder per E-Mail zukommen lassen, die mir bei der Gestaltung speziell der Hecksektion um die Haupttriebwerke herum wertvolle Dienste leisten werden. Auch für diese Unterstützung herzlichen Dank!
Abgesehen von diversen Bildern aus den NASA-Internetarchiven und einer "Vorlage" im Maßstab 1:144 vom alten Revell-Bausatz Boeing 747 SCA mit Orbiter "Enterprise" konnte ich bisher leider keine weiteren nützlichen Informationen erlangen, trotz Anfragen bei diversen NASA-Centern. Aber es wird auch so gehen...
Weil wie beim großen Vorbild auch beim Modell die aerodynamische Heckverkleidung abnehmbar ausgelegt ist, müssen auch die drei Haupttriebwerke, die zwei OMS-Triebwerke und die Body Flap abnehmbar sein. Deshalb wurde am "Heckschott" die Body Flap abgetrennt, die Befestigungspunkte für die drei Haupttriebwerke auf 4 mm und die der zwei OMS-Triebwerke auf 1,5 mm aufgebohrt. Entsprechend wurden die Triebwerksglocken ebenfalls aufgebohrt und drei Schloßschrauben mit M4-Gewinde bzw. zwei Senkkopfschlitzschrauben mit 1,5 mm Durchmesser zentral mit Zweikomponenten-Klebstoff eingeklebt. Die Fixierung der Haupttriebwerke erfolgt mittels rumpfinnenseitig eingeklebten M4-Einschlagmuttern, die vorher separat in quadratische Balsaholz/Sperrholzblöcke eingelassen wurden. Die Muttern für die zwei Senkkopfschlitzschrauben mit 1,5 mm Durchmesser wurden direkt mit Zweikomponenten-Klebstoff rumpfinnenseitig auf dem "Heckschott" befestigt.

Die Heckverkleidung erfolgt komplett als Eigenbau. Die Grundstruktur besteht aus Quer- und Längsspanten aus Polystyrolplatten von 1,5 mm Dicke. Die Form und Abmessungen wurden dafür von der "Vorlage" im Maßstab 1:144 abgenommen. Der Bau der Grundstruktur ist noch relativ einfach, schwierig wird es beim Nachbau der heckwärts sich verjüngenden Wölbungen in Verlängerung der OMS-Pods.
Die spätere Befestigung der Heckverkleidung am "Heckschott" des Modells wird durch zwei Fixierstifte im Bereich der Body Flap und durch einen starken Magnet gewährleistet, der anstelle des mittleren Haupttriebwerks in das "Heckschott" eingeschraubt wird. Dazu habe ich einen scheibenförmigen Magnet auf eine M4-Zylinderkopfschraube geklebt. Als Gegenstück dient eine Stahl-Unterlegscheibe, die in der Heckverkleidung eingelassen ist.


3. Das Seitenleitwerk:
Das Seitenleitwerk, genauer das Seitenruder, hat bei den Originalen zwei Funktionen zu erfüllen: Zum einen dient es zur Steuerung des Space Shuttles in Bezug auf die Gierachse (Steuerung nach "links" und "rechts") und zum anderen fungiert das Seitenruder als Luftbremse. Um diese Doppelfunktion ausführen zu können, besteht das Seitenruder aus zwei (eigentlich vier) Seitenruderelementen, die kombiniert seitlich als Seitenruder ausschwenken können oder als Luftbremse auseinander gespreizt werden können. Als Besonderheit können die Seitenruderelemente auch im gespreizten Zustand zusätzlich kombiniert seitlich geschwenkt werden – somit können die Seitenruderelemente gleichzeitig beide Funktionen ausführen.

Der Aufwand, diese Doppelfunktion im Modell nachzuahmen, erscheint mir zu groß und somit habe ich mich entschieden, mittels einer Nut-Steckverbindung zwei Versionen der Seitenruderelemente nachzubauen.
Für den Einsatz als Luftbremse habe ich die Seitenruderelemente mit einem Skalpell aus beiden Seitenleitwerkbauteilen herausgetrennt und die Hohlformen anschließend mit 0,5 mm starken Platten aus Polystyrol und passend gearbeiteten Polystyrol-Vierkantstäben zu einer ebenen Innenfläche aufgefüllt. Die auf den jeweiligen Außenseiten vorhandene Gravierung zur Andeutung eines oberen und unteren Teils eines Seitenruderelementes wurde auf den Innenseiten exakt wiederholt. Der Öffnungswinkel wird im Modell 30° betragen. Beide Seitenruderelemente werden zu einem auswechselbaren Bauteil zusammengefügt.
Als "normales" Seitenruder habe ich aus 1 und 1,5 mm starken Polystyrolplatten einen Rohling mit oben und unten etwas größeren Abmessungen angefertigt. Um eine hohe Stabilität und gute Nachbearbeitung zu gewährleisten, sind die oberen und unteren Enden des Rohlings mit Zweikomponentenkleber ausgefüllt. Die exakte Passung und Nachbildung der abgeschrägten Kanten oben und unten erfolgt durch vorsichtiges nassschleifen. Als zweites auswechselbares Bauteil wird das Seitenruderduplikat mit einem Polystyrol-Vierkantstab versehen, der exakt in die Nut des entsprechend umgearbeiteten Seitenleitwerks passt. Die Fixierung des "Luftbremse"-Bauteils erfolgt auf die gleiche Weise. Das Seitenleitwerk selbst ist nicht mit dem Rumpf verklebt sondern nur aufgesteckt.


4. Die Farbgebung:
Jedes einzelne der sechs gebauten Space Shuttles weist jeweils ein individuelles Farbschema auf. Während die Farbschemata der fünf weltraumtauglichen Orbiter nur relativ geringe Unterschiede zeigen, besitzt die "Enterprise" ein deutlich abweichendes Farbschema. Hauptgrund dafür ist, dass das aufwändige Hitzeschutzschild (Thermal Protection System, TPS) technisch noch in der Entwicklung war und somit nicht zur Verfügung stand. Weil die Flugerprobung ohnehin ausschließlich innerhalb der Erdatmosphäre und bei niedrigen Geschwindigkeiten durchgeführt werden sollten, wäre ein einsatzfähiges Hitzeschutzschild auch nicht erforderlich gewesen. Somit beließen es die Entwicklungsingenieure bei einem simulierten TPS bestehend aus Kacheln aus Polyurethanschaum und Fieberglasselementen. Ebenso bestanden die OMS-Pods beiderseits des Seitenleitwerks, die zwei OMS-Triebwerke und die drei Haupttriebwerke aus Dummies. Diesen Nachbildungen der Haupttriebwerke fehlten die Kühlleitungen der späteren funktionsfähigen Aggregate und somit müssen die 'Rippen' auf der Oberfläche der Haupttriebwerke beim Modell vorsichtig entfernt/abgeschliffen werden.

5. Das Fahrwerk:
Wieso das Fahrwerk? Unterscheidet sich das Fahrwerk der "Enterprise" von den nachfolgend gebauten Orbitern? Nein, zumindest nicht in einem Umfang, der im Modell berücksichtigt werden müsste.
Der Grund für die aufwändigen Umbaumaßnahmen liegt darin, dass ich das fertig gestellte Modell später in drei Konfigurationen präsentieren will: Mit ausgefahrenem Fahrwerk nach der Landung mit ausgefahrener Luftbremse, als Ständermodell im Gleitflugmodus und irgendwann einmal huckepack auf dem Rücken des Shuttle Carrier Aircraft, SCA. Der (Vacu-)Bausatz der Boeing 747-100 in 1:72 und der zugehörige SCA-Umbausatz, beides von der Firma 'Aircraft in Miniature', sind bereits vorhanden.
Diese Variationsmöglichkeiten in der Präsentation erfordern den Umstieg in die modulare Bauweise des Fahrwerkes oder der alternativen Fahrwerkschacht-Abdeckungen.

6. Weitere (kleinere) Umbaumaßnahmen:
Bei genauere Betrachtung von Fotos, die die Cockpit-Fenster detailliert zeigen, fiel auf, dass die Radien in den abgerundeten Ecken der Fenster nicht mit dem Bausatz übereinstimmen. Die Fenster des Bausatztes sind zu "eckig". Deshalb habe ich die vier Mittelstege herausgetrennt, neu gefertigt und jetzt bündig mit der Außenhaut verbunden. Damit hatte ich auch die Möglichkeit geschaffen, die Glasfenster des Bausatzes nach geringen Anpassungsmaßnahmen von der Cockpit-Innenseite her einzukleben. Somit ist auch der Fensterbereich realistischer gestaltet.
Die Rendezvous-Fenster wurden von innen mit Silberpapier aus Zigarettenschachteln blickdicht gemacht und jeweils mit einem gebogenen, rohrförmigen Air Inlet versehen.
Die Ein- und Ausstiegsluke, die im Modell lediglich angedeutet ist, wurde herausgetrennt und so umgearbeitet, dass diese einsteck- und herausnehmbar ist. Um ein Modell mit geöffneter Ein- und Ausstiegsluke präsentieren zu können, habe ich eine neue Luke gebaut, die genau in die Einstiegsöffnung passt. Die Aufhängung erfolgt durch zwei kleine Metallbügel, die im Rumpf unterhalb der Einstiegsöffnung eingesteckt werden. Weil nun bei offenem Einstieg Einblicke in das Innere des Modells möglich sind, wurde der Einbau eines passenden Mid Decks notwendig. Die dafür erforderliche Vorlage fand ich als Zeichnung in einem meiner Bücher. Sowohl das Cockpit als auch das Mid Deck sind im Modell nur eingesteckt und herausnehmbar.
Damit der Zugang zum Cockpit und Mid Deck gewährleistet ist, sind beide Ladebuchttüren zu einem großen Bauteil zusammengeklebt. Dieses Bauteil wird nur auf die Ladebucht aufgesteckt.
Im Heckbereich mussten die zwei OMS-Triebwerke ersetzt werden. Die im Bausatz enthaltenen sind viel zu glockenförmig. Die OMS-Triebwerke des OV-101 waren nur Dummies und von konischer Form. Von einem alten Shuttle-Bausatz in 1:144 hatte ich noch die Haupttriebwerke und glücklicherweise passten diese sehr gut in Form und Dimensionen. Nur die Kühlrippen mussten abgeschliffen werden, die Oberfläche geglättet und jeweils eine Senkkopfschlitzschraube mit 1,5 mm Durchmesser zentral eingeklebt werden.
Desweiteren wurden diverse Gravierarbeiten am Modell durchgeführt.



Bild der Orbiter-Bugsektion
Die Air Data Probe des DFI-Systems, ein wichtiges Merkmal des OV-101

Heckschrägansicht ohne Anbauteile   Heckschrägansicht mit Anbauteilen
Heckschott ohne Triebwerke und Bodyflap


  Heckschott mit Triebwerken und Bodyflap

Orbiter-Rumpfrohbau mit Tail Cone-Rohbau   Vergrößerung des Tail Cone-Rohbaus
Die Grundstruktur der aerodynamischen...

  ...Heckverkleidung am Heck des Orbiters,...

Der Tail Cone-Rohbau von hinten   Der Tail Cone-Rohbau seitlich von rechts
...provisorisch aus sechs Hauptbauteilen...
  ... zusammengesteckt. Was noch fehlt...

Der Tail Cone-Rohbau seitlich von rechts-vorne   Vorderseite des Tail Cone-Rohbaus
...sind die sich verjüngenden Wölbungen...
  ...in Verlängerung der OMS-Pods.
Der Tail Cone-Rohbau von oben   Der Tail Cone-Rohbau von unten
Der Oberseite wird der schwierigste Teil
  Von unten ist der Tail Cone schon fast fertig
Heckschott mit Bauteilen beider Präsentations-Varianten   Komplette Eigenanfertigung: Der Tail-Cone-Rohbau
Tail Cone, Triebwerke und Heckschott

  Die sechs Hauptbauteile des Tail Cone
Seitenleitwerk, Seitenruder und alternative Luftbremsklappen   Die exakte Formgebung fehlt noch
Das Seitenleitwerk mit allen Bauteilen

  Der neu angefertigte Seitenruder-Rohling
So exakt wird sich der Seitenruder-Rohling später einfügen   Umbauten im Seitenleitwerks-Bauteil
Rechtes Seitenleitwerk und Luftbremse

  Linkes Seitenleitwerk mit Stecknut
Der Umbau bietet jetzt zwei Optionen:   Das Seitenruder im Steuer- und SCA-Transportmodus
Der fertige Rohbau des Seitenleitwerks...
  ...mit eingestecktem Seitenruder
Der Seitenrudernachbau passt exakt   Der Öffnungswinkel beträgt 30°
Das Rudder Speed Brake als Seitenruder...
  ...und geöffnet als kombinierte Luftbremse
Die spätere Form läßt sich bereits erahnen...   Der Tail Cone-Rohbau von hinten
Der Rohbau des Tail Cone ist nunmehr...
  ...so gut wie abgeschlossen
Am oberen Teil fehlen noch die Wulstformen   Die Teile außen werden zu den Wulstformen aufgebaut
Beide Hauptbaugruppen des Tail Cone

  Die obere Baugruppe in Einzelteilen
Die Vorarbeiten sind abgeschlossen   Hier ist die Symmetrie gut erkennbar
Der Tail Cone ohne Wulstformen

  Der Tail Cone von hinten
Beide Wulstformen müssen genau gleich sein!   Noch sind die Wulstformen nur aufgesteckt
Die abnehmbaren groben Wulstformen

  Die obere Baugruppe mit groben Wulstformen
Der Tail Cone von schräg rechts vorne   Der Tail Cone seitlich von rechts
Die ungefähre Form des Tail Cone ist vor...

  ...Beginn der Schleifarbeiten deutlich erkennbar
Wichtig ist die absolute Symmetrie   Das Ergebnis übertrifft die eigenen Erwartungen!
Die noch "rohen" Wulstformen in der Aufsicht

  Die Wulstformen nach den Schleifarbeiten
Der Tail Cone von hinten   Der Tail Cone seitlich von rechts
Die endgültige Form des Tail Cone ist nach...

  ...Abschluß der Schleifarbeiten deutlich erkennbar
Der Tail Cone von schräg rechts vorne   Blick in den Tail Cone hinein
Die sehr komplizierte Randschlußlinie des...

  ...Tail Cone ist von vorn gut nachvollziehbar
Die obere Baugruppe von hinten oben   Jegliches überflüssige Material wurde entfernt
Die exakt symmetrische obere Baugruppe

  Die Innenseite der oberen Baugruppe
Die Wulstformen sind zur Gewichtsreduktion ausgefräst!   Diese fünf Bauteile werden noch verklebt
Die aufwändig gebauten Wulstformen

  Der Tail Cone mit seinen jetzigen Bauteilen
Der erkennbar gute Randschluß des Tail Cone   Der Tail Cone ist abnehmbar und aufgesteckt
Das Ergebnis kann sich sehen lassen:...

  ...Der fast perfekt passende Tail Cone


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