Artikel im FMT 4/1998

Pegasus

Ein Traum lernt fliegen

Teil 2

Der Jungfernflug, Flugerfahrungen

Da meine Nerven einen Jungfernflug grundsätzlich nicht zulassen, startete mein Freund Reto. Einsetzten des Akkus, Motorentest mit Reichweitenkontrolle Rudertest, alles ist in Ordnung, dem Start stand nichts mehr im Wege. Die PEGASUS beschleunigte auf unserer Piste zügig, nach etwa 3 Sekunden hob sie fast selbständig ab und stieg in einem 30° ? Winkel auf rund 20 bis 30 m Höhe. Schon jetzt bei den ersten Kurven sahen wir, dass sie gut am Ruder liegt, jederzeit ist sie voll steuerbar. Reto landete die PEGASUS problemlos und gekonnt nach einem erfolgreichem 5 Minuten Flug. Ich stand die ganze Zeit mit einer Stoppuhr neben ihm und bangte, zu Unrecht wie sich zeigte. Bei den nächsten Flügen konnten ein Looping, Rollen und ein schneller Überflug bewundert werden. Beim Überziehtest staunte ich nicht schlecht als Reto mir sagte:"Ich habe die Höhe voll gezogen, aber der Vogel ist immer noch steuerbar!". Jetzt endlich wagte ich den ersten Flug und konnte mich von der Gutmütigkeit meiner neusten Errungenschaft überzeugen.

In den folgenden Wochen bestätigte sich der gute Eindruck vom Flugverhalten der PEGASUS. Alle, welche sie flogen, haben mir das bestätigt. Die Leistung ist, zugegeben, von den Motoren her etwas begrenzt, aber sie ist auf keinen Fall eine schwere Bleiente "für weiträumiges flaches, vorbildgetreues Fliegen". Kunstflug wie Looping, Rollen, Turn, Glissade, und Trudeln sind kein Problem, einzig der Rückenflug ist Profielbedingt sehr, sehr mühsam. Das Starten von einem ungeschnittenem Rasen birgt auch keine Schwierigkeiten in sich. Die minimale Fluggeschwindigkeit ist wie bei einem kleinen Anfängermodell mit Verbrennungsmotor. Es ist praktisch nicht möglich ein Abschmieren des Modells zu erzwingen. So habe ich unter anderem auch schon eine Acht mit abgestellten Motoren und voll gezogenem Höhenruder geflogen. Ausser einem schnellerem Verlust an Höhe gab es keine Überraschung, und das owohl die Kurven mit den Querrudern geflogen wurden! Bei der Landung sollte man darauf aufpassen, dass man die Geschwindigkeit nicht zu stark sinken lässt. Das Modell sackt dann einfach immer schneller durch ohne abzuschmieren, was zu härteren Landungen führt. Flugzeiten von 7 Minuten sind kein Problem, denn mit den neuen 12 V Motoren hat sich die Stromaufnahme auf 23.5 A gesenkt, bei 8700 1/min! Das heisst, der Wirkungsgrad hat sich gegenüber den 9.6 V Motoren um gut 30 % gesteigert. Mit diesen Motoren ist es möglich, über 15 Minuten ohne Thermikeinfluss oben zu bleiben, der Energiefressende Bodenstart ist dabei mitgerechnet. Das ergibt eine durchschnittliche Stromaufnahme von etwa 7.2 A, für beide Motoren zusammen!

Elektro- Impeller:
Viel Anpassungsarbeit

Der Impeller-Pegasus beeindruckt vor allem durch seine relativ hohe Fluggeschwindigkeit, die er im Vergleichsfliegen mit einem "Hotliner" beweisen konnte

Im Frühjahr und Sommer 95 hat man ja immer wieder über das Thema Elektro-Impeller lesen können. Auch ich habe immer wieder davon geträumt, ein Modell mit diesem Antrieb zu besitzen. Als ich dann den Eco Fan II, angepriesen für langsame bis mittelschnelle Modelle, im Hope-Katalog 95 entdeckte, war es beschlossene Sache, ein zweiter Flügel für die PEGASUS musste her, der Jungfernflug letzte Woche war ja ein voller Erfolg. So entstand ein zweiter identischer Flügel, bei dem einzig die Motorträger einer Finne als Motorträger weichen mussten.

Der Aufbau des Elektro-Impellers

Der ECO FAN II ist ein fünfblättriger Impeller welcher ebenfalls über fünf Statoren verfügt. Gehäuse, Statoren und die zentrale Motoraufnahme bilden eine Einheit. Das Spritzgussteil macht einen sauberen stabilen Eindruck. Mit zwei einander gegenüberliegend angeformten Laschen kann der Impeller leicht montiert werden. An eine dieser Laschen habe ich die Einheit unter den Flügel der PEGASUS gehängt. Der Einlaufring sitzt nach dem Aufschieben auf das Gehäuse sehr stramm, ein paar tropfen Sekundenkleber und die Sache ist gegessen. Die zentrale Motoraufnahme weisst an der Front zwei breite Schlitzte zur Kühlung des Motors auf und ist an der Front angeschrägt. Es können nur Motoren mit maximal ø36 mm und einem Gewinde-Lochabstand von 25 mm eingebaut werden. Auf der Motorwelle wird ein geschwärzter Alu-Mitnehmer mit einer M3 Inbusschraube montiert. Das erste Manko ist das man zwischen Mitnehmer und Motor einen Spalt von zwei Millimetern beachten muss. Sonst ist die Kühlung des Motors beeinträchtigt und das bei den ohnehin nicht so langen Motorwellen der Speed 600 Motoren.

Der "Eco Fan II", der in zwei Aggregaten für den Vortrieb sorgt. Der Impeller bedurfte allerdings einiger Anpassungsarbeiten.

Die Läufereinheit besteht aus zwei geschwärzten Nabenscheiben aus Aluminium zwischen denen die fünf Läuferblätter in einer Nute eingeklemmt werden. Die Läuferblätter weisen teilweise noch erhebliche Pressgrate auf, welche dem Profielferlauf entsprechend entfernt und verschliffen werden müssen. Beim Einsetzten der Blätter muss die Laufrichtung beachtet werden, sonst stimmt der Profilverlauf nicht. Die Läufereinheit wird, gemäss Hersteller, montiert auf dem Motor mit kleiner Drehzahl und Klebestreifenstücken ausgewuchtet. Ich habe das Auswuchten mit einer Propellerwaage vorgenommen. Da der Rotor sehr leicht ist, tippt man den Rotor leicht an und schaut wo er stehen bleibt. Das wiederholt man mehrerer male. Bleibt er immer an der gleichen Stelle stehen haben wir eine Unwucht. Ich habe auf der jeweils leichteren Seite dünne Klebestreifen aufgeklebt, bis der Rotor jedes mal an einer anderen Stelle stehen blieb.

Nach dem Auswuchten kann der Motor mit angeschraubten Mitnehmer in den Impeller geschraubt werde, dann wird der Rotor aufgesteckt und mit einer M6 Mutter festgeschraubt. Das ist ein weiteres Problem. Beim ersten mal ging es noch, aber schon beim zweiten mal drehte der Rotor auf dem Mitnehmer durch. Er konnte nicht festgezogen werden, da die Reibung zwischen Rotor und Mitnehmer einfach zu klein war. Das kann mit einem kleinen Drahtstift von etwa 1 mm Durchmesser behoben werden. Im Mitnehmer und der hinteren Scheibe wird je ein kleines 1.5 mmLoch gebohrt, so ist nach dem Einsetzten des Stiftes ein Durchdrehen des Rotors auf dem Mitnehmer zuverlässig verhindert. Zu guter letzt wird der Mittelkonus mit einer Schraube auf dem Mitnehmer verschraubt. Auf eine Verschalung der Impeller habe ich verzichtet. Zum einen würde ein Schubrohr nach hinten nur den Wirkungsgrad verschlechtern und der Luftwiderstand wird auch nur wenig beeinflusst. Der um 10 mm über das Gehäuse vorstehende Einlaufring vergrössert den Luftwiderstand nur um einen kleinen Betrag. Im Übrigen ist eine Verschalung auch nicht Gewichtslos.

Der erste Probelauf der beiden Impeller war für mich ein bleibendes Erlebnis. Nicht etwa weil meine Erwartungen übertroffen wurden, nein viel mehr wegen der erheblichen Geräuschentwiklung der Impeller. Der Mitnehmer wies einen Rundlauffehler von mehr als 0.2 mm auf. Schon von blossem Auge war der unsaubere Lauf des Mittelkonus zu sehen! Das verursachte Vibrationen wie ich sie sonst nur von Modellen mit Verbrennungsmotoren kenne. Der Flügel wirkte dabei als Resonanzkörper und produzierte einen höllischen Lärm, viel lauter als alles was man von einem Elektromodell gewöhnt ist!

Der erste Flug fand ohne Mittelkonus statt, das setzte die Vibrationen auf ein erträgliches Mass herab. Die Lärmentwicklung blieb aber weiterhin dominant und übertönte alles. Die Flugleistungen waren trotz allem so gut das ich darüber nachdachte wie ich die Vibrationen und die Lärmentwicklung in den Griff bekommen könnte.

Die einzige Möglichkeit bestand wohl darin, einen neuen Mitnehmer selbst herzustellen welcher bessere Rundlaufeigenschaften aufweist. Wie ich feststellte liegt das Hauptproblem darin, dass die M3 Imbusschraube welche den Mitnehmer auf der Motorwelle festklemmt, ihn auch bei genauer Bohrung unweigerlich aus der Rotationsachse der Motorwelle drückt! Ich habe darauf hin meine Mitnehmer mit zwei gegenüberliegenden Imbusschrauben versehen, ich dachte mir das ich so den Schwierigkeiten aus dem Weg gehen könne. Das traf aber nur zum Teil zu. Mit einer Messuhr, welche ich inzwischen angeschafft hatte, musste ich feststellen das der Rundlauf immer noch über 0.1 mm betrug. Es war jetzt aber möglich, durch wechselseitiges nachziehen der beiden Imbusschrauben, den Mitnehmer so zu justieren, dass der Rundlauf besser als 0.02 mm war, das Spiel der Motorwelle in den Lagern beeinflusst dabei die Messungen kaum. Mit diesen Werten sind die Impeller plötzlich sehr leise und Vibrationsarm. Man hört nur das rauschen der Luft und die Motoren. Je nach dem wie der Rundlauf ist, wird zwischen 10'000 bis 14'000 1/min eine schmaler Drehzahlbereich durchfahren in dem es zu Resonanzen kommt, welche sich in einem durch den Flügel verstärktem Dröhnen bemerkbar machen. Ansonsten kann man sich mit steigender Drehzahl am immer lauteren Rauschen der beschleunigten Luftmassen durch die Impeller erfreuen. Diese Resonanz ist nicht weiter verwunderlich, den jede Turbine, und verwandte Maschinen, weisen solche Resonanzbereiche auf, in denen die Maschinen in erhebliche Schwingungen versetzt werden können. Das kann, im Extremfall, bis zur Zerstörung der Aggregate führen. Deshalb werden diese Bereiche möglichst schnell durchfahren. Für uns heisst das, dass eine bestimmter Drehzahlbereich gemieden werden sollte, zur Schonung des Modells.

Es ist mir natürlich klar das es für jemanden der über keinen Drehbank und Messuhr verfügt, nicht einfach ist diesen Weg nachzuvollziehen, aber vielleicht kennt man ja jemanden der einem weiter helfen kann. Ich denke das nur schon das bohren eines zweiten M3-Gewindes auf der gegenüberliegenden Seite des originalen Mitnehmers, den Rundlauf um den halben Betrag verbessert. Das würde schon einiges ausmacht. Es ist nämlich so, dass sich kleine Fehler durch den langen Mitnehmer auf der Distanz von gut 20 mm vervielfachen! Die relativ kurzen Motorwellen tun ein übriges dazu. Besonders mit den originalen Mitnehmer merkt man das, da hier der Abstand von 2 mm zwischen Motor und Mitnehmer eingehalten werden sollte. Meine eigenen Mitnehmer sind hinten um 5 mm länger, so kann ich die gesamte Motorwelle ausnutzen und die Kühlluft hat noch leichteren Zugang zum Motor.

Hier müsste vielleicht der Hersteller etwas tun, den immerhin trat der Rundlauffehler bei zwei Impellern gleich krass zutage. Die Mitnehmer selbst sind wahrscheinlich genau hergestellt. Das Problem ist das Verschrauben mit nur einer Imbusschraube auf der Welle. Am besten wäre wohl ein System, bei dem der Rotor mit einem Konus auf der Motorwelle festgeklemmt wird, ähnlich den Propellerkupplungen eines grossen deutschen Modellbauherstellers.

Natürlich ist auch der Einsatz anderer Impeller möglich. Der Standschub sollte auf alle Fälle mindestens das halbe Modellgewicht betragen, So sind kraftfolle Flüge kein Problem.

Flugeigenschaften

Das erste was einem mit dem Impellerantrieb auffällt, ist die um etwa einen drittel längere Startstrecke. Die Steigleistung ist noch immer als gut zu bezeichnen, das heisst die PEGASUS lässt noch so manchen Soft-E-Segler stehen. Nach erreichen einer gewissen Höhe und dem anschliessendem leichten Anstechen wird man über den erheblichen Geschwindigkeitszuwachs staunen. Der Clou des ganzen ist, dass die PEGASUS die erreichte Geschwindigkeit auch im Horizontalflug halten kann! Ein deutliches Zeichen für den besseren Wirkungsgrad der Impeller im schnellen Flug. Jetzt kann man so richtig schnell seine Runden ziehen. Wichtig ist nur das man nicht zu steil Höhe macht, da sonst die Geschwindigkeit stark "in den Keller" geht. Um einen Eindruck zu bekommen wie schnell sie wirklich ist, habe ich mit meinem Freund Andy einen Vergleich geflogen. Er setzte dabei einen Elekrtosegler mit zwei Meter Spannweite von Jamara ein, welcher ein Gewicht von etwa 2 - 2.5 kg hatte. Als Antrieb diente ein Keller 330/6 Pro welcher mit 14-Zellen im Direktantrieb gefüttert wurde, also ein sogenanntes Hotliner-Modell.

In einer Höhe von rund 60 m drehten wir beide in die Platzrichtung ein. Anstechen zum Fahrt holen und dann nebeneinander in etwa 10 m Höhe nebeneinander mit Vollgas über den Platz jagen. Ich war hell begeistert als ich sah, dass meine PEGASUS gleich schnell war wie der Elektrosegler meines Freundes mit "Keller-Power". In der Steigleistung hatte aber der E-Segler klar die Nase vorne.

Bei den Landungen merkt man schnell, dass der Luftwiderstand mit den Impellern erheblich kleiner ist und das auch bei abgestellten Motoren. Wenn man gleich wie mit dem konventionellem Flügel anfliegen würde, kommt man gut 10 m zu hoch rein, das heisst es ist fasst nicht zu schaffen in einer Entfernung von 100m zu landen. Das Starten auf dem Rasen habe ich nicht probiert. Wenn er kurz geschnitten ist müsste es eigentlich gehen aber... Es ist sicherer auf einer Piste zu starten, das ist absolut kein Problem.

Bewährungsprobe

Am 27. August 1995 zeigte die PEGASUS am 6. Modellflugtag der MG Fürstenland auf dem Nollen, Kanton Thurgau Schweiz, dass sie auch bei kräftigem Wind gut zu beherrschen ist. Der Nollen ist eine rund 750 Meter hohe Erhebung, welche ein Restaurant krönt. Davor fand der gut organisierte Modellflugtag statt, welcher schon am 26. August begann. Am Sonntag kamen gut 6000 Zuschauer, trotz dem zeitweise bewölktem Wetter und dem kräftigem Wind. Ich selbst flog an diesem Tag nur meine betagte, modifizierte Partenavia von Graupner vor. Die PEGASUS wurde von meinem "Testpiloten" Reto professionell vorgeflogen, einmal mit dem Konventionellen- danach mit dem Impellerflügel.

Zusammenfassung

Die PEGASUS stellt mit dem normalen Antrieb ein optimales Konzept dar. Sie ist vom Bauaufwand her einfach und funktionell gehalten und sieht doch noch gut aus. Mit dem Anbringen von Verschalungen liesse sich der Gesamteindruck sicher noch verbessern. Die Flugleistungen sind für ein Modell mit Ferritmotoren als sehr gut zu bezeichnen. Start und Landung sind absolut unkritisch. Es ist im Rahmen des Profils voll kunstflugtauglich. Der Einsatz von Impellern ist ebenfalls möglich. Wenn man die ECO FAN II verwendet kommt man allerdings kaum um Modifikationen herum. Alles in allem ist die PEGASUS von jedem, der über etwas Erfahrung im Modellbau verfügt, zu bauen und zu fliegen, einwenig Querruder-Erfahrung ist dabei ein Vorteil.

Die Gewichtsbilanz

Die graphische Darstellung der Gewichtsverteilung zeigt sehr schön, dass das einsparen von Gewicht am einfachsten mit einem optimieren des Antriebes und Leichtbau bei der Zelle möglich ist. Das Verwenden von Sekundenkleber aus Gewichtsgründen bei einem solchen Modell wird sich kaum auszahlen, da die Einsparung im Promille Bereich liegen wird; bei 3 kg Fluggewicht ist der Gewichtsanteil des Klebstoffes praktisch unbedeutend.

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