Viele
meinen, dass mit der Entwicklung und dem Erscheinen der Lithium-Polymer-Akkus
am Markt eine neue Ära des Modellfluges angebrochen ist. Wieweit
sich diese Hoffnungen, Erwartungen oder Befürchtungen bewahrheiten
– und ob das nun wirklich ein solch dramatischer Entwicklungssprung
war - wird die Zukunft weisen, Tatsache ist heute, dass bereits
viele internationale Wettbewerbspiloten - und nicht nur „Spitzenflieger“
- mit diesem Strom (und nicht „gegen den Strom“) fliegen,
und das nicht schlecht.
Die Idee ein Standard – F3A - Modell mit einem E-Antrieb der
neuesten Technologie auszurüsten, ist daher nahe liegend und
wollte bereits in der Saison 2003 unser Spezialist auf dem Gebiet
des Elektrofluges, Franz, in Angriff nehmen. Es sollte ein Gemeinschaftsprojekt
werden, Franz stellte die Antriebseinheit und sein entsprechendes
sehr umfassendes Now-How zur Verfügung, ich sollte das Modell
dazu bauen. Interessant wäre z.B. ein „Smaragd“
oder ein ähnliches erprobtes Wettbewerbsmodell wie z. B. „Synergy“
gewesen, da aber ein fast fertiger „JR“- Spinell gerade
greifbar und die Zeit bereits fortgeschritten war, fiel die Wahl
auf dieses Modell, zumal auch mit dem Vorgänger „Turmalin“
von Ewald Trumpp recht gute Erfahrungen gemacht wurden. Es war zu
hoffen, dass die Konstruktion zumindest brauchbar sein wird.
Das Modell wurde also an einem Sonntag
im März im Original-Auslieferungszustand abgeholt. Er sah auch
sehr fertig aus, alle Teile wie auch der Rumpf fertig mit Folie
bebügelt, die Flächen und das Höhenleitwerk sehr
sauber verarbeitet. Die Steckungen für Flächen und Höhenleitwerk
bereits fertig eingepasst, die Geometrie war also vorgegeben. Wurde
vor dem endgültigen Zusammenbau von mir auch nicht kontrolliert:
„Er baut sie sehr genau“, sagte mein Fliegerfreund,
als er mir das Modell übergab.
Zuerst wurden alle Einzelteile abgewogen und die Gewichte addiert.
Mit der vorgesehenen Antriebseinheit kamen dann unterm Strich deutlich
mehr als die gebotenen 5,000 kg heraus. Gewichtseinsparungen waren
also angesagt.
So wurde der Rumpf zuerst einmal abgehäutet und die Beplankung
überall, wo es möglich war, ausgeschnitten. Das brachte
wahrscheinlich die entscheidenden 45g, die das fertige Modell dann
letztendlich unter dem Maximalgewicht von 5,000 kg geblieben ist.
Weitere überflüssige Holzteile wie der Großteil
des Motorspantes und Teile weiterer Rumpfspanten wurden ebenfalls
entfernt, wie sich später zeigte ohne negative Einflüsse
auf die Festigkeit.
Dann wurde eine Motoraufhängung konstruiert, bestehend aus
3 Kohlerohren mit 6mm Außendurchmesser und einer 2mm dicken
Front-Montageplatte aus CFK, die in die fix zu montierende GFK-Haube
eingeharzt wurde. Einfach, aber stabil und nicht zu schwer, hat
sich bewährt. Der vorgegebene Motorsturz und Motorseitenzug
wurde übernommen.
Die Servos für Höhen- und Seitenruder wurden hinten im
Rumpf knapp vor dem Höhenleitwerk eingebaut.
Ein leichter CFK – Kohlespinner Durchmesser 90 mm wurde nachgebaut,
als Luftschraube wurde ein leistungsoptimierter Klapppropeller 20“x13“
von Freudentaler eingesetzt; die Erstausstattung des Antriebes bestand
aus dem Lehner-Motor 1940 und den Akkus 25,9V / 7500 mAh.
 Das
Modell wieder fertig zusammengebaut ging es an einem – Tag
zum spannenden Erstflug.
Die Zeit war bereits fortgeschritten, es wurde dämmrig und
so konnten nur 2 oder 3 zaghafte kurze Flüge absolviert werden,
mit anschließenden Messungen der Akkus, die alles im grünen
Bereich anzeigten. Immerhin ein erster Erfolg, der mit Sekt begossen
werden konnte.
Bei den anschließenden Flügen wurde das Modell nun etwas
härter heran genommen und einige Figuren aus dem F3A Programm
P05 geflogen, dabei zeigte sich leider, dass das Gelingen einer
halbwegs harmonischen Figur doch eher Glückssache ist. Das
lag nicht nur am Piloten, das Modell hat dabei auch seinen wesentlichen
Anteil: Sackt durch, weicht in alle Richtungen von der Geraden ab,
dreht im Messerflug weiter auf den Rücken, und benötigt
für einen geraden Flug einen erheblichen Höhenruderausschlag
nach oben.
Nun
wurde zum ersten Mal die Geometrie des Modells doch etwas näher
unter die Lupe genommen, dabei zeigte sich unter anderem, dass die
vorgegebene EWD – nicht Null, sondern sogar geringfügig
negativ war. Die Flächen waren absolut gerade, ohne jegliche
V-Form, nach der Devise „wenn alles absolut gerade ist muss
das Modell auch gerade fliegen“.
Die Nasenleiste der Flächen durchgehend fast „messerscharf“.
Es flog wie der bekannte „nasse Schwamm“. An dieser
Stelle muss ich doch erwähnen, dass diese negativen Erscheinungen
sicherlich nicht auf Unzulänglichkeiten oder Fehler des Konstrukteurs
und Weltklassepiloten Ewald Trumpp zurückzuführen sind,
ich habe sowohl ihn selbst bei einem F3A-Bewerb in Schärding
exzellent als auch andere Wettbewerbspiloten gut mit dem Modell
fliegen gesehen. Es liegt wahrscheinlich teils daran, wie die Konstruktion
schließlich vom Hersteller meiner konkreten Ausgabe „interpretiert“
wurde, als auch am hohen Gewicht und der niedrigen Geschwindigkeit,
mit der ich das  Modell
bewegte, dafür war es einfach nicht vorgesehen.
Die EWD konnte mit einem geringen Eingriff und mit Hilfe einer EWD-Waage
auf das Maß von ¼ Grad positiv korrigiert werden, das
Modell war aber noch immer weit von einer Wettbewerbstauglichkeit
entfernt. Eine Korrektur der V-Form der Flächen war nicht möglich,
da es sich um Steckflächen handelt. Es flog auch nach wie vor
sehr labil um die Längsachse und drehte im Messerflug weiter.
So wurde das Modell in der Saison 2004 zum Testen der Antriebseinheit
und der Akkus verwendet.
Die Motorleistung war zwar vorhanden, aber für F3A noch nicht
ausreichend, ein gerader senkrechter Steigflug mit integrierter
gerissener Rolle, wie es im damaligen Programm gefordert ist, gelang
nicht wirklich, nach der gerissenen Rolle stand das Modell praktisch
still in der Luft.
Bei einer etwas härteren Landung, hervorgerufen durch einen
abrupten Abriss bei einem zu langsamen Landeanflug, verdrehte sich
das Fahrwerk mitsamt dem im Rumpf „befestigten“ Spant,
der, wie sich herausstellte, mit der Rumpf-Seitenwand gar nicht
verklebt war. Der Schaden wurde repariert und der Rumpf im Bereich
der Fahrwerksaufnahme mit Kohle verstärkt, seither hat er auch
weitere nicht ganz sanfte Landungen unbeschadet überstanden.
In
der
für das Fliegen zwar „toten“, für das Bauen
aber sehr aktiven anschließenden Wintersaison 04/05 wurde
radikal umgebaut: Neue Flächen mit geänderter Geometrie
und leichter V-Form wurden konstruiert, die Nasenleiste zumindest
an der Wurzel recht rund und stumpf, das schwere Alu-Steckrohr D
= 30mm durch ein leichtes Kohlefaserrohr D = 24 mm ersetzt. Der
Rumpf wurde der Länge nach „gespalten“ und durch
Einsetzen von Zwickel und Passstücken im mittleren Bereich
um 34 mm erhöht. Ein wesentlich größeres Seitenruderblatt
wurde verpasst. So wurde aus der „Spinell“ die „Spin“.
Als Antrieb wurde nun die von Franz rechnerisch als optimal ermittelte
Kombination Lehner-Motor 2230 und 6:1 Getriebe eingesetzt. Die Energie
lieferten 12 in Serie geschaltete Kokam 3200 Zellen. Propeller nach
wie vor Freudentaler 20/13. Nun ging es wieder einmal an einem späten
Nachmittag zu einem neuen Erststart.
Es
war jetzt wirklich ein ganz anderes Modell. Der Messerflug ging
in beiden Richtungen schnurgerade, die Motorleistung ließ
absolut nichts zu wünschen übrig, die Figuren konnten
trotz noch immer hohem Gewicht groß und kraftvoll geflogen
werden und wurden auch halbwegs ansehnlich, wenn sich der Pilot
nicht „verkofferte“. Die Leistung blieb auch über
die gesamte zeitlich voreingestellte Flugzeit uneingeschränkt
erhalten und stand den vergleichbaren Hochleistungs-Verbrennern
um nichts nach; wenn sie nicht etwas höher war. Lediglich beim
Abfangen aus dem Sturzflug zeigte sich nach wie vor eine gewisse
Tendenz zum seitlichen wegkippen, es musste also bereits in der
Endphase der senkrechten Passage vorsichtig Gas hinein geschoben
werden um diesen Effekt zu vermeiden. Die Labilität um die
Längsachse beim langsamen Geradeausfllug mit wenig „Gas“
war auch noch spürbar, besonders bei unruhigem Wetter, und
war ein bis zuletzt nicht zu beseitigendes Manko –Begleiterscheinungen
des hohen Gewichtes von nur ganz knapp unter 5 kg und möglicher
weise noch immer die Aerodynamik der Flächen, die nicht zu
dem hohen Gewicht passte.
Jetzt sollte
das Modell mit Antrieb also im Wettbewerbseinsatz getestet werden.
Vorher gab es noch bei Testflügen einige kleine Pannen, so
wurde der Kohlespinner einmal im Flug abgeworfen (und erstaunlicherweise
unversehrt sogleich wieder gefunden) – und unmittelbar darauf
beim nächsten Start vom Propeller zerfetzt, weil das nur klemmbare
Propellermittelstück der Klappluftschraube auf der 6 mm Antriebswelle
einfach zu wenig Halt hatte und durchdrehte – und somit auch
die Antriebswelle des Getriebes zerstörte, die danach tiefe
Einkerbungen zeigte. Die Luftschraube wurde daraufhin samt Mittelstück
mit einem massiven (und leider auch schwereren) Spannkonus auf einer
neuen getauschten Welle befestigt, diese Konstruktion hielt bis
zuletzt allen Belastungen stand.
Der Wettbewerbseinsatz erfuhr
die Taufe im wahrsten Sinne des Wortes in einem Regenflug im ersten
Durchgang des RC III – Bewerbes in Bockflies. Die Wertungen
waren dementsprechend schlecht, die beiden anderen Durchgänge
aber doch um ein Wesentliches besser, Platzierung letztendlich an
6. Stelle von 13. Die Konzeption hat sich also durchaus als tauglich
erwiesen.
Der nächste Einsatz war der
F3A-Bewerb in Schärding. In dieser Klasse ist das Leistungsniveau
doch um eine Kategorie höher. Auch hier war ein Durchgang verregnet,
in der Gesamtwertung an 16. Stelle von 22 Teilnehmern. Es zeigte
sich bei diesem Bewerb, dass die Antriebseinheit einer der stärksten
war. - Aber leider nicht dem gültigen Reglement entsprach:
Mit 12 Zellen in Serie lagen wir mit der Spannung von 50,4 Volt
im voll geladenen Zustand um einiges über den zulässigen
42 V. Also musste umdisponiert werden. Geflogen wurde ab nun mit
10 Zellen in Serie, Kapazität 3200 mA, und mit einem anderen
Motor der 2230 Klasse jedoch geringerer Windungszahl.
Die
Leistung 
war in dieser Konfiguration die gleiche wie vorher, das um 2 Zellen
geringere Gewicht machte sich deutlich positiv bemerkbar. So konnte
der nächste RC III- Bewerb in Laa an der Thaya recht erfolgreich
absolviert werden, in der Gesamtwertung 4. Platz, in der herausgewerteten
NÖ Landesmeisterschaft konnte diesmal „mit
Strom“ der erste Platz erreicht werden.
Der Motor wurde bei den hohen Lufttemperaturen von über 35
Grad aber sehr heiß und lief teilweise doch über seinem
Limit, das wurde auch einmal deutlich, indem sich das auf der Motorwelle
aufgeklebte Ritzel aufgrund der hohen Temperaturen löste.
Daraufhin wurde der Motor ersetzt durch einen Lehner 2240, der bis
zum Schluss der Saison anstandslos lief, hohe Leistung brachte und
nicht überhitzte. Negative Begleiterscheinung waren das höhere
Gewicht von 637g von Motor mit Reisenauer-Getriebe 6:1 und die geringere
Laufzeit mit nur 10 Zellen mit 3200mA. Das Gesamtgewicht der Maschine
lag nun wieder nur mehr ganz wenige Gramm unter 5 kg. Nach knapp
7 Minuten Flugzeit war unbedingt Landen angesagt um eine Tiefentladung
des Akkus zu vermeiden. Das reichte zwar für das RC III –
Programm, war aber für F3A zu wenig. Immerhin konnte die Saison
so mit dem 5. Platz von 16 Teilnehmern beim letzten RC III –
Bewerb in Neusiedl gut abgeschlossen werden.
Eingesetzt wurden 2 gleiche Akkupacks 10S-1P mit mit 3200 mA; Gewicht
fertig verkabelt mit Einbauschlitten ca. 1020g. Davon hat das ältere
bisher ca. 90 und das später zusätzlich eingesetzte ca.
60 Ladezyklen erfahren. Beide Packs sind nach wie vor voll leistungsfähig
und wurden nicht weiter als ca. 3,3 Volt Restspannung je Zelle entladen.
Es ist bisher kein deutlicher Kapazitätsabfall bemerkbar, allerdings
sind bei dem älteren Pack im entladenen Zustand manchmal doch
erhebliche Spannungsunterschiede zwischen den einzelnen Zellen zu
registrieren. Die Ladung erfolgte mit Balancern der Type Hyper B5.
Bei einem F3A-Wettbewerbseinsatz
in Kraiwiesen wurden jedoch die Akkus einmal überfordert, der
Steigflug der vorletzten Figur konnte kaum mehr bewältigt werden.
Unmittelbar nach der Landung war eine einzelne Zelle sehr heiß
und begann sich aufzublasen, Ursache war möglicherweise ein
Kurzschluss durch ein vorher durchgebranntes Kabel von der entsprechenden
Zelle zum Balancer-Stecker. Sofort wurde die Zelle an Ort und Stelle
abgeschlossen und aus dem Pack herausgenommen. Sie wurde später
durch eine andere ersetzt, seither ist das Akkupack ohne Probleme
wieder einsetzbar.
  Es
kann also auf eine recht gute Saison zurückgeblickt werden;
im Vergleich zu einem „Smaragd“ mit 23 cm3 Viertaktmotor
„Yamada lmited“, der ebenfalls parallel geflogen wurde
und bei einem einzelnen Bewerb eingesetzt wurde, schneidet der „E-Spin“
von der Leistung her sicherlich nicht schlechter ab, nachteilig
bemerkbar machen sich das höhere Gewicht und die kürzere
Flugzeit, die Flugeigenschaften sind noch in gewisser Weise unterlegen.
Für den Umstieg von Verbrenner auf Elektroflug sind erhebliche
Investitionen erforderlich, ein Umstand, der zumindest in Österreich
noch die meisten Wettbewerbspiloten davon abgehalten hat. Über
die Haltbarkeit der Lipoly-Zellen kann noch keine Aussage gemacht
werden, bei sorgfältiger Behandlung dürfte diese jedoch
wesentlich höher sein als die so genannten 40 Zyklen, die gerüchteweise
genannt werden.
Der allerwesentlichste Vorteil liegt im Wegfall der lärmbedingten
Flugzeitbeschränkungen, denen sich die meisten Klubs –
so auch unserer – unterwerfen müssen. In den Sommermonaten
kann also bis zur Dämmerung geflogen werden, es kommen wesentlich
mehr Flüge zustande, das macht sich schon am Knüppel positiv
bemerkbar. Und für die nächste Saison ist bereits eine
komplette Neukonstruktion geplant, in die die gemachten Erfahrungen
einfließen und bei der die registrierten Nachteile (hoffentlich)
beseitigt sind.
Anmerkung: über die spezifischen Bepowerungsanforderungen in
der F3A Klasse sowie die damit verbundene richtige Auswahl und Dimensionierung
des Antriebstranges, wird Franz im Laufe der Wintermonate 2005 /
2006 einen gesonderten Bericht verfassen.
Michael Mann
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