Die Concordia war kein Segelflugzeug, das für eine spätere Baureihe entwickelt wurde. Sie entstand als einzelnes, international getragenes Open-Class-Projekt mit einem klaren Schwerpunkt: Ein Wettbewerbs-Segelflugzeug sollte aus Sicht seiner Initiatoren konsequent auf Leistung ausgelegt werden. Diese Prämisse erklärt sowohl die ungewöhnlich lange Entwicklungszeit als auch die Arbeitsteilung zwischen Konstrukteuren, Wissenschaftlern, Werkstätten und dem späteren Erprobungspiloten Dick Butler.

Vom transatlantischen Open-Class-Projekt zum fliegenden Prototypen

Der Weg von der ersten Vereinbarung bis zum Erstflug dauerte ein Jahrzehnt. Er umfasste aerodynamische Grundlagenarbeit an der Universität Delft, den Einsatz hochmoduliger Kohlen-
Stofffasern, Formen- und Prototypenbau auf beiden Seiten des Atlantiks sowie eine Bauphase, die sich in viele einzelne Arbeitsschritte aufteilt.

Die Ausgangslage: Wettbewerbserfahrung und ein offenes Entwicklungsziel

Am Anfang des Projekts standen Gerhard Waibel und Dick Butler, die 2002 ein Flugzeug für die FAI Offene Klasse entwickeln wollten. Die Initiatoren bezeichneten ihren Ansatz zunächst als New Open Class (NOC). Ihr Ziel war nicht eine Serienfertigung, sondern ein Einzelexemplar, dessen Auslegung für den Wettbewerbsflug optimiert sein sollte.

Butler brachte dafür langjährige Erfahrung als Wettbewerbspilot, aber auch als Modifizierer vorhandener Segelflugzeuge ein. Ein Projektporträt beschreibt seine früheren Arbeiten an einer ASW 22, die er über Jahre weiterentwickelte und an Wettbewerben flog. Diese Vorgeschichte ist für die Concordia wichtig, weil Butler nicht nur als Pilot vorgesehen war: Er übernahm nach der Arbeitsteilung des Teams das Projektmanagement, Teile des Komponenten-Baus, die Endmontage und die Flugerprobung.

Die Aufgabenteilung war früh weit gefasst. Anfang 2003 reiste Butler zu Waibel nach Deutschland, um zentrale Partner zu gewinnen: den Aerodynamiker Loek Boermans, die Unterstützung des traditionellen Flugzeugbauers Alexander Schleicher, mögliche Lieferquellen für hochmodulige Kohlenstofffasern sowie Hanko und Christian Streifeneder für Formenbau und Prototypen-Fertigung. Die Unterstützung durch Alexander Schleicher bei Sonderteilen und hoch beanspruchten Komponenten sowie die Expertise der Streifeneders bei Flügelformen und Harz-Infusion waren wichtige Voraussetzungen für das Projekt.

2002 kam die Vereinbarung zwischen Waibel und Butler und die Entscheidung, ein NOC-Exemplar zu bauen, zustande. Waibel stellte später klar, dass er damals noch bei Schleicher beschäftigt war und am 30. September 2003 in den Ruhestand ging. Der offizielle Beginn des Projekts war im Herbst 2003, als Gerhard und Tilly Waibel sechs Wochen bei den Butlers in Tennessee verbrachten.

Aerodynamik in Delft und die Wahl der Entwurfsgrößen

Die aerodynamische Auslegung begann 2003 an der Universität Delft. Johannes Dillinger arbeitete dort an der Concordia-Aerodynamik; die Entwürfe wurden anschließend mit Waibel in Deutschland und Butler in den USA weiterentwickelt. Dillingers Masterarbeit wurde 2006 als herausragende Ingenieursarbeit der Delft University erwähnt.

Als Grundlage formulierte das Team eine Spannweite von 28 Metern und eine Flächenbelastung von 40 bis 62 kg/m2. Aus einer vorgesehenen maximalen Abflugmasse von 850 Kilogramm und dem oberen Wert der Flächenbelastung ergab sich rechnerisch eine Flügelfläche von 13,7 Quadratmetern. Bei 28 Metern Spannweite entspricht dies einer Streckung von rund 57.

Die Profildicke sollte von 16% an der Wurzel auf 12% an der Flächen-Spitze abnehmen. Für den Flügel-Rumpf-Übergang nutzte das Team 3D-Modellierung und Erfahrungen mit der ASW 27. Die Profile wurden aus Windkanalversuchen und früheren Flugerprobungen abgeleitet. Wasserballast war vor und hinter dem Hauptholm vorgesehen; zugleich sollten die Steuerungen vom Ballastraum getrennt und die Steuerungs-Mischer kompakt ausgeführt werden.

Ein weiterer Schwerpunkt war die Aeroelastik. Dünne, lang gestreckte Tragflächen können sich unter Last verwinden; diese Verformung beeinflusst wiederum die aerodynamische Verteilung. Dillinger entwickelte laut Projektseite gemeinsam mit Professor Z. Gurdal einen Rechencode für ein Laminat-Schema, das die durch Flügelbiegung verursachte Verwindung vermindern sollte. Für die aeroelastisch angepasste Auslegung wurde versucht, die Verwindung bei den Auslegungspunkten für schnelle Fahrt und bestes Gleiten zu minimieren.

Die daraus abgeleiteten Leistungsangaben bleiben Prognosen. Darunter ein erwartetes maximales Gleiten von mehr als 70 sowie eine erwartete Gleitzahl von 50 bei 210 km/h und voller Ballastierung. Für schnellen Flug mit Ballast wird ein Bereich um 255 km/h genannt. Diese Werte basieren auf Berechnungen, Windkanal- und extrapolierten Vergleichsdaten.

Werkstoffe, Formen und ein Bauprogramm über mehrere Jahre

Die konstruktiven Ziele verlangten nicht nur aerodynamische Spitzenarbeit, sondern auch ein belastbares Fertigungskonzept. Hochmodulige Kohlenstofffaser galt als grundlegender Werkstoff. Zwei deutsche Hersteller sagten nach der Projektgeschichte zu, das Material in Teilmengen über zwei Jahre bereitzustellen. Schleicher unterstützte mit Sonderteilen und kritischen Bauteilen, darunter hochbeanspruchten Flügelholm-Flanschen. Die Streifeneders brachten Formenbau und Harzinfusion für den Flügelholm-Bau in das Projekt ein.

Die Bauchronologie macht die Dimension des Vorhabens erkennbar. Im Winter 2004 begann bei Schleicher der Bau des Cockpitbereichs und des Vorderrumpfs; anschließend ging dieser Rumpfteil in die USA. Für den Rumpf wurde ein sechs Millimeter starker Balsakern verbaut. Im hinteren Rumpfbereich wurde ein kleines Hilfstriebwerk oder einen zusätzlicher Ballasttank eingeplant.

2006 wurden die Flügelformen inspiziert und im Herbst in die USA verschifft. Danach folgten die Arbeiten an Holm, Schubfeldern, Flügelschalen und Steuerung. Im Herbst 2007 wurde in den USA erstmals Harz in die Holm-Schubfelder eingelegt. Im Frühjahr 2010 war die linke innere Flügelplatte geschlossen und am Rumpf montiert. Solche Schritte standen nicht für eine unmittelbare Fertigstellung, sondern für den fortlaufenden Übergang vom Formenbau zur Montage großer Strukturbauteile.

Die Steuerung war wegen der Flügelgeometrie und der Ballastintegration ein separater Konstruktions-Bereich. Erwähnenswert sind miniaturisierte Mischer, voneinander getrennte Steuerungs- und Ballasträume sowie Aktuatoren, die mit dem 1,25-Fachen der CS-22-Grenzlast geprüft wurden. Nach der Montage wurde der Flügel bei 40 Grad Celsius zwölf Stunden lang ausgehärtet. Vorgesehen waren Landeklappen mit bis zu 50 Grad Ausschlag, ein Satz Störklappen und ein Bremsfallschirm im Rumpfbauch. Auch das Leitwerk wurde mit Fokus auf Gewicht und Bauweise gestaltet. Das Seitenleitwerk sollte bei einem Maximal-Gewicht von zehn Kilogramm einen vier Millimeter starken Balsakern haben.

In Butlers Werkstatt lagen zu dem Zeitpunkt die Flügelhälften auf mobilen Formstützen; die inneren Flügelpaneele waren geschlossen, die zweiten Außenpaneele lagen noch offen. Rumpf, Seiten- und Höhenleitwerk waren bereits fast fertig.

Die Schlussphase vor dem Erstflug

Im Februar 2012 war der Bau noch nicht abgeschlossen. In einem Interview berichtete Butler über offene Arbeiten an Flügelteilen, Winglets, Nasenleisten, Oberflächenfinish, Seitenruder, Massenausgleich und Störklappen. Er plante vor einem damals erhofften Wettbewerbseinsatz in Uvalde mehrere Wochen Flugerprobung: zunächst zur Überprüfung von Lufttüchtigkeit, Sicherheit und möglichem Flattern, danach zur Abstimmung des Leistungspotenzials. Im Herbst 2011 bis Frühjahr 2012 erfolgte die Fertigstellung von Flügeln, Leitwerken, Rumpf, Steuerungen und Oberflächen.

Der Erstflug fand am Freitag, 25. Mai 2012, gegen 9 Uhr in Tullahoma im US-Bundesstaat Tennessee statt. Dick Butler saß dabei im Cockpit. Nach dem ersten Testflug führte er am selben Tag weitere Flüge durch: Der zweite F-Schlepp führte auf etwa 2.000 Meter, der dritte Flug dauerte rund vier Stunden. Butler verglich das Handling mit seiner früheren Glasflügel 604 und einer ASW 22.

Anfang Juni kehrte die Concordia nach Falcon Field zurück. Dort setzte das Team die Erprobung fort und erhöhte schrittweise die Wasser-Ballast-Menge. Damit begann die praktische Prüfung eines wichtigen Entwurfs-Parameters: der enormen Spanne zwischen niedrigster und höchster Flächenbelastung.

Bedeutung als dokumentiertes Einzelprojekt

Die Concordia steht vor allem für eine bestimmte Art des Segelflugzeugbaus: Ein einzelnes, nicht auf Serienproduktion gerichtetes Wettbewerbsmuster verband wissenschaftliche Aerodynamik, aeroelastische Strukturbetrachtung, hochmodulige Faserverbunde und eine über Jahre hinweg verteilte Prototypen-Fertigung. Die Entwicklung war nicht das Werk einer einzelnen Werkstatt. Sie beruhte auf dem Zusammenspiel von Butler als Organisator, Bauverantwortlicher und Pilot, Waibel als Konstrukteur, Boermans und Dillinger in der Aerodynamik sowie traditionellen Industrie- und Fertigungs-Partnern in Deutschland und den USA.

Zwischen der ersten Vereinbarung 2002, dem Beginn der aerodynamischen Arbeit 2003, den Flügel-Formen von 2006 und der Erprobung im Jahr 2012 lagen mehrere Entwicklungs-, Fertigungs- und Integrations-Schritte. Das Projekt verlieft nicht als gradlinige Industrialisierung, sondern als sorgfältige Zusammenführung eines Einzelstücks aus unterschiedlichen Baugruppen und Verantwortungsbereichen.