Artikel im FMT 10/2000

Ergänzend möchte ich noch vorausschicken das inzwischen die Motoren umgebaut wurden in "liegende Lage" und das eine Bordglühung eingebaut wurde. Das "ersäufen" der Motoren, beim Sprit ansaugen vor dem Anlassen, wurde dadurch minimiert und das hantieren mit dem Kerzenkabel zum Anlassen ist nicht mehr nötig (Unfallrisiko beim Abziehen des Kerzensteckers wenn die Motoren laufen). Gleichzeitig stieg dadurch die Sicherheit gegen das Abstellen eines Motor in der Luft, was bisher nur einmal passiert ist (bis Ende 2004).

MILLENIUM

Ein erfolgreiches Experiment

Ein Wunsch entsteht. Während einer Südamerikareise, bei der ich unter anderem auch zweimal in einer Dash 8 flog, flammte der Wunsch auf, eine Dash 8 als Modell zu bauen. Bereits vorher hatte ich schon mit diesem Flugzeugtypen geliebäugelt? Um ein Gefühl für die Probleme zu bekommen, die dieses ungewöhnliche Flugzeug als Modell aufwerfen wird, wollte ich zuerst ein einfacheres Modell bauen, das die wesentlichen Merkmale einer Dash 8 aufweist: den Millenium.

Der Entwurf 

Markant war von Anfang an der Flügel, der auch einem F3A- Modell nicht schlecht zu Gesicht stünde. Mit dem Programm Tmodell 2.1 optimierte ich dann die Flügelform, das Leitwerk und die Länge des Leitwerkhebelarms. Anschließend legte ich das Abfluggewicht fest für die Komponenten Flügel, Rumpf, Höhen- und Seitenleitwerk, Motorgondeln mit Hauben, Antrieb, Fahrwerk und Fernsteuerung. Bei den „technischen" Elementen kommt man so rasch zu einem recht genauen Resultat, wobei sich als hilfreich erwies, dass ich seit mehreren Jahren die Verteilung der Einzelgewichte meiner selbst gebauten Modell protokolliere. 
Bei Flügel und Rumpf sah die Sache anders aus. Hier berechnete ich anhand der voraussichtlich verwendeten Materialien und zuvor einzeln festgestellten Materialdichten die jeweiligen Massen und kam so auf ein Gewicht von 1139g für die Tragfläche. Das Gewicht für ein Einziehfahrwerk liegt bei mindestens 500g für ein mechanisches (Giezendanner) und bei etwa 700-800g bei einem pneumatischen (Robart). Im Gegensatz dazu schlägt ein starres Fahrwerk mit einem GFK-Bügel nur etwa mit 440g zu Buche, und das bei deutlich geringerem Realisierungsaufwand. So fiel die Entscheidung zu Gunsten einer starren und stabilen Ausführung, dafür kam jetzt aber der Gedanke an ein gebremstes Hauptfahrwerk, sozusagen als Ausgleich, ins Spiel. 
Alles in allem kam ich auf ein vollgetanktes Abfluggewicht von 5712g, das ergab eine Flächenbelastung von gerade mal 88 g/dm². 
Nach diesem doch erfreulichem Resultat zeichnete ich den endgültigen Bauplan (CAD) und berücksichtigte auch die zu erwartende Verteilung der einzelnen Gewichte. Insbesondere hatte ich Angst davor, dass ich den Schwerpunkt nicht einhalten könnte, wenn die Motorgondeln zu kurz ausfallen. Ein T- Leitwerk ist ja bekanntlich schwerer als ein normales, da die zusätzlichen Belastungen, hervorgerufen durch das Höhenleitwerk, eine Verstärkung des Seitenleitwerks nötig machten. So habe ich mit den zuvor errechneten Gewichten die um den Schwerpunkt zu erwartenden Momente berechnet. Mit der Position des Empfängerakkus und der Motoren legte ich die Dimensionen der Motorgondeln und auch die Rumpflänge vor dem Flügel fest. Es zeigte sich, dass ich damit ohne ein Gramm Blei den Schwerpunkt genau getroffen hatte. Die vorgesehene bewegliche Masse in Form der Empfängerakkus genügte am Ende, um den Schwerpunkt einzuhalten. 

Aufbau des Modells 

Hier wird die Konstruktion des Flügel deutlich

Der Flügel ist in klassischer Rippenbauweise erstellt, oben und unten bis zum Hauptholm verkästet, mit weiterführenden breiten Aufleimern nach hinten für die Beplankung. Als Profil kam das mir bestens vertraute halbsymmetrische NACA 2415 zur Anwendung. Die Flügel sind mit einem Alurohr, Durchmesser 30mm verbunden, das lang genug ist, um auf jeder Seite über die Motorgondeln zu ragen. Die Verdrehsicherung übernimmt ein in Messingrohren gelagerter 5 mm Stahldraht. Den Hauptholm bilden zwei 5.5mm CFK-Rohre, auf denen die Flügelrippen aufgefädelt wurden. Der Raum dazwischen und bis zur oberen und unteren Beplankung wird von mit Epoxidharz vergossenem Balsaholz aufgefüllt. Vor den Abschlussleisten der Klappen ist ebenfalls noch ein 5,5mm CFK-Rohr eingebaut. 

Die Motorgondeln werden von 4-mm-Sperrholzrippen gebildet, die nach vorne bis auf Höhe der Motorspanten gezogen wurden. Der Motorspant ist mit 2,5° Sturz stumpf angeklebt und mit Glasgewebe zusätzlich nach hinten verstärkt. Mit Balsaholz verkleidet und verschliffen, ergibt das ganz ansprechende Motorgondeln. 
Im Flügel eingebaut sind die Servo- Verbindungen, je ein Gas-, Quer- und Landeklappen- Servo pro Flügel. Dazu verwendete ich die sechspoligen Stecker von Multiplex, mit denen sich drei Servos verdrahten lassen (maximal vier Servos pro Stecker). Im linken Flügel befindet sich noch eine Cinchbuchse aus dem Hi-Fi- Bereich. Darüber verläuft die Verbindung für das Vorglühen der Motoren zum Anlassen. Im Bug auf der unteren Seite, ist eine zweipolige 2,5 mm Buchse eingebaut, um die Motoren anlassen zu können. Die Verbindung zwischen den beiden Motoren stellt wiederum eine sechspolige MPX- Steckverbindung her, dabei werden beide Motoren parallel geglüht. Ein Glühautomat ist nicht vorgesehen, da ich großes Vertrauen in die verwendeten LA 46 von OS setze. 

Viel Sorgfalt wurde auf die Steckverbindungen der Servos verwendet

Die Querruderklappen wurden mit Selbstklebefolie angeschlagen, die großen Landeklappen dagegen mit Scharnieren montiert, die einen außen liegenden Drehpunkt haben. Das hat den Vorteil, dass bei gesetzten Klappen oberhalb der Klappe ein breiter Spalt entsteht, der bewirkt, dass das Flugzeug weniger schnell zum Strömungsabriss neigt. Das Höhenruder ist in gedämpfter Ausführung erstellt, in vollbeplankter Rippenbauweise mit einem NACA 0009 Profil. Die Ruderklappen sind mit Rippen hohl ausgeführt wie auch die Quer- und Landeklappen.
Der feste Teil des Seitenruder ist ebenfalls beidseitig beplankt und zusätzlich innen mit einem CFK- Rohr verstärkt. Durch die Verstrebungen zum Höhenruder ergibt das ein stabiles Leitwerk. Der Rumpf ist als Spantengerüst mit stabilen Balsaleisten in den Ecken ausgeführt und mit 3mm Balsa beplankt. Innen sind alle Zwischenräume zwischen den Spanten ringförmig mit 80g Glasgewebe ausgelegt. 
Zum Schluss habe ich alles mit weißer Folie (Oracover) bespannt und am Ende aller Arbeiten mit Orastic die farbliche Gestaltung in Angriff genommen. 

Die Einbauten 

Als Erstes wurde der Flügel fertig gebaut. Im ganzen Modell kommen Hitec- Servos zum Einsatz, als Empfänger der Zwölfkanal von Multiplex. Quer- und Landeklappenservos schraubte ich in Montagerahmen und lenkte die Klappen mit Kugelköpfen an. Die Gasservos sind normal mit zwei Leisten und den Gummitüllen in den Motorgondeln verschraubt. Die Motoren wurden mit Kunststoffmotorträger mit je vier Gummielementen am Spant verschraubt. Ein 300ml Tank versorgt über ein Ventil den Motor mit Kraftstoff. Die Serienschalldämpfer verlängerte Fachhändler Sigrist Modelltechnik (CH) nach hinten mit einem sehr gut wirkenden zusätzlichen Dämpferteil.
Die Verbindung zum Silikonabweiser vor den Landeklappen erfolgt mit Silikonschlauch, als Adapter fungiert dabei ein Messingrohr. So wird erreicht, dass das Modell im Flugbetrieb nur minimal verölt. 
Die Höhenruderklappe am Leitwerk ist geteilt und jede Seite von einem in der Dämpfungsfläche eingebauten HS81-Servo mit Metallgetriebe direkt angelenkt. Das Seitenruder wird über Stahllitzen angelenkt, wobei das Servo die Kraft über ein Kugelgelenkgestänge auf einen kugelgelagerten Hebel überträgt - eine spielfreie, zum Servo hin zugentlastete Anlenkung.

Blick auf das Bugradservo

Die Anlenkung des Bugrad erfolgt mit einem kopfüber eingebauten Standardservo, das ohne Dämpfung an das Fahrwerk angeschlossen ist. Meine Erfahrungen zeigen, dass bei einem Bugfahrwerk die Schläge und Stöße beim Landen längst nicht so hoch sind, wie man glaubt. Unterhalb des Flügels befindet sich nur noch der Empfänger mit dem Servo für das Regelventil der Radbremsen. 
Alle Servokabel wurden mit Entstörmagneten versehen und die Verlängerungen mit verdrillten Kabeln mit großem Querschnitt ausgeführt - sicher ist sicher. 
Das letzte Servo ist verantwortlich für das Bremsventil, der Lufttank dafür liegt vor dem Flügel im Rumpf und ist durch eine große Wartungsklappe gut zu erreichen. Das Ventil wird normalerweise für Einziehfahrwerke verwendet. Bei einem Zweibeinfahrwerk werden jeweils paarweise die Druckschläuche für das Ein- und Ausfahren angeschlossen. Da ich aber für die Bremsen nur einen Anschluss benötige, konnte ich an den anderen die Druckanzeige und das Nachfüllventil anschliessen. 

Hier wird stark, aber sanft verzögert

Im Betrieb ist es jetzt so, dass bei gelöster Bremse Luft getankt werden kann. Bei angezogener Bremse strömt die Luft in die Radbremse, beim Lösen zeigt sich ein weicher Druckabfall in der Bremse, auch wird das Modell beim Bremsen nicht schlagartig gestoppt. Der Grund für dieses angenehme Verhalten liegt in der Wirkungsweise der Bremse: Sie ist eigentlich nur ein sehr flacher Pneumatikzylinder, der auf die Felge des Rades drückt, wenn Druck gegeben wird. Eine Drahtsicherung verhindert, dass die nicht ganz billige Bremse bei einem Radverlust nicht von der Achse rutscht und verloren geht. Wie sich zeigte, reicht die Bremskraft aus, um das Modell bis Halbgas am Boden zu halten, wenn es mehr wird, fängt es an zu rollen. Nach dem Aufsetzen auf der Landebahn steht das Flugzeug nach etwa 5 m!

Das komplette Innenleben. Alle Kabel wurden mit Entstörmagneten versehen.

Mehr Strom 

Bei einem so komplexen Modell verlangt die Stromversorgung der Empfangsanlage besondere Beachtung. Insgesamt sind elf Servos eingebaut, die bis auf das Bremsservo alle im Flug bewegt werden (das Bugradservo ist permanent mit dem Seitenruder gemischt). 
Ich suchte eine Lösung mit minimalen technischen und finanziellen Aufwand bei gleichzeitig sicheren System. Die zu erwartenden Ströme und der verwendete Empfänger brachten mich zu folgendem Konzept: Der Akku (4 x Sanyo 2800 mAh) wurde mit zwei Kabeln ausgerüstet und über zwei Schalter mit dem Empfänger verbunden. Bei diesem Empfänger (MPX Rx 12 DS) werden die Servos zu gleichen Teilen rechts und links eingesteckt, deshalb war es nahe liegend, den zeitweise zu erwarteten Gesamtstrom auf die beiden Seiten des Empfängers zu leiten. Auch wurden alle Funktionen, die zwei Servos bewegen, jeweils auf beide Seiten verteilt. So erreichte ich, dass sich die elektrische Leistung für elf Servos nicht nur über ein einziges dünnes Kabel quälen muss, und habe gleichzeitig zwei Schalter und zwei Verbindungen zwischen Empfänger und Akku. 

Letzte Arbeiten, erster Test 

Als die „Millenium" endlich fertig war, ergab der Gang zur Waage 6.300 g - deutlich mehr als ursprünglich geschätzt. Eine Überprüfung ergab, dass ich bei den reinen Gewichten von Flügel, Rumpf, Leitwerken, Anlage und Antrieb gar nicht schlecht lag, jedoch die sechs Servo- Einbaurahmen, zusätzliche Verstärkungen und Montagevorrichtungen für die Einbauten usw. nicht berücksichtigt hatte. Das alles erklärt das Übergewicht von rund 500 g. Das Modell weist folgende Gewichtsverteilung auf:

Flügel, bespannt (ohne Einbauten, mit Motorgondeln):                                  1703 g

Quer- und Landeklappen, bespannt:                                                              175 g

Motorhauben:                                                                                                  88 g

Höhenleitwerk mit Klappen, bespannt:                                                           175 g

Rumpf mit Cockpit, Seitenruder, bespannt:                                                   1105 g

Seitenleitwerks- Klappe:                                                                                  61 g

Antriebs- Komponenten:                                                                             1192 g

Fahrwerk komplett mit Bremse und Drucksystem:                                          551 g

Fernsteuerungs- Komponenten:                                                                     795 g

Kleinteile, Umlenkhebel:                                                                                  95 g

Kabel:                                                                                                           220 g

Diverses:                                                                                                       140 g

Summe:                                                                                                     6300 g

Davon entfallen 260 g auf die Bespannung und 2554g auf den reinen Holz-Rohbau. Damit ergibt sich eine Flächenbelastung mit leeren Tanks von 96,92 g/ dm². 

"Millenium" hebt ab. Das Modell überzeugt durch gutmütige Flugeigenschaften.

Der Jungfernflug 

Die „Millenium" wurde aufgebaut und die Motoren (LA 46 von Graupner) gestartet. Sie liefen nicht ganz sauber und machten anfänglich Startschwierigkeiten, was sich aber durch sorgfältiges Einstellen des Leerlaufs und den Einsatz von "Viertakt-F-Kerzen" von OS bleibend beheben ließ. Mit diesen heißen Kerzen ist das Anlassen der hängend eingebauten Motoren kein Problem mehr. Alle Ruder zeigten ein ausgewogenes Ansprechverhalten. Es waren nur minimale Trimmkorrekturen nötig, um sauberes Fliegen zu gewährleisten. Die Landeklappen zeigten eine gute Wirkung, im Flug wurde die Tiefenruderbeimischung noch etwas korrigiert. Im Langsamflug traten kaum Tendenzen zum Abkippen über eine Fläche auf, erst kurz vor dem Stillstand des Modells mit extremem Anstellwinkel kippt es seitlich ab, lässt sich aber fast augenblicklich wieder unter Kontrolle bringen, da schon eine kleine Fahrtzunahme reicht, um die Strömung wieder anliegen zu lassen. Landungen sind kein Problem, die „Millenium" lässt sich mit gesetzten Klappen und etwas Schleppgas mit einem Anstellwinkel wie die großen Airliner sauber landen. Beim Kunstflug kommen die Rollen exakt und schnell, im Rückenflug ist kaum Tiefenruder nötig. Überraschenderweise ist auch Messerflug möglich. Dabei kann es aber passieren, dass das Heck plötzlich das Modell überholen will. Vermutlich liegt das am langen Rumpfstück vor dem Flügel, das ab einem gewissen Winkel wie ein Höhenruder zu wirken beginnt. Die „Millenium" sinkt dann meterweise durch, was in dieser Lage auch nicht weiter verwunderlich ist (senkrecht im Messer, wobei der Rumpf in einem Winkel von 45° zur Horizontalen liegt), bis sie sich wieder stabilisiert)
Die Motorleistung ist mehr als genügend und ermöglicht bei Vollgas kontinuierliches Steigen mit mindestens 45°. Die erreichbare horizontale Geschwindigkeit liegt ebenfalls hoch. Dabei hält sich die Lärmentwicklung trotzdem in Grenzen und wird nicht als laut empfunden. Für den Reiseflug reicht die halbe Leistung üppig, und auch für den Kunstflug muss nur in den Aufwärtspassagen mehr als Dreiviertelgas gegeben werden. 

Das Fliegen mit diesem ungewöhnlichen Modell macht Freude. Immer und immer wieder.

Das Ziel rückt näher 

Als Ergebnis kann man festhalten, dass es gelang, ein ansprechendes Zweckmodell zu bauen, das viele neue Erkenntnisse und Erfahrungen einbrachte und zeigte, dass es doch möglich sein sollte, das angestrebte Ziel einer Dash 8 mit Einziehfahrwerk und Radbremsen zu verwirklichen

8        Technische Daten

Spannweite:                             2000 mm

Rumpflänge:                             1850 mm

Flügel- Profil:                           NACA 2415

Leitwerks- Profil:                     NACA 0009

Leergewicht:                            6300 g

Tankinhalt:                               2 x 300 ml

Motoren:                                 2 x OS 46 LA (die blauen 7.5er)

Propeller:                                 APC 11 x 7”

Funktionen:                              Quer, Höhe, Seite, Landeklappen, lenkbares Bugfahrwerk, gebremstes Hauptfahrwerk             (zusammen 11 Servos)

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