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Technische Notizen Æ-2 »Weißer Pfeil«

Nach dem Fehlschlag im Sommer 1988 mit dem »Brettchen« hatte ich mich entschieden, meine Modelle und insbesondere die Profile selbst zu entwickeln. In dem Artikel über die Profile HS-1 und HS-2 habe ich die Gedanken zum Profilentwurf ausführlich erläutert, daher gehe ich hier nur auf die Konstruktion ein. Der Tragflügel ist in teilbeplankter offener Rippenbauweise mit Folienbespannung gebaut. Die Rippen sind nach der »Methode Meyer« mit 6mm breiten Rippenaufleimern aus 2mm Balsa versehen. Das ergibt eine höhere Torsionssteifigkeit im offenen Rippenfeld bei nur geringem Gewichtsaufwuchs im Vergleich zu Rippen aus 2mm Balsa ohne Verstärkungen.

Foto Pfeil
Abb. 1: Der Tragflügel vom »Weißen Pfeil«

Was ist die »Methode Meyer«? Liebe Kinder aufgepasst, jetzt wird es historisch: Diese Bauweise ist nach dem bekannten Modellbaukonstrukteur Helmut Meyer benannt, der diese in den 1970er Jahren für den Elektroflug entwickelt hatte. Als Motoren noch schwach und Akkus sehr schwer waren, mussten die Tragflügel sehr leicht und steif gebaut werden. Denn die Modelle waren sehr schwer, hatten infolgedessen hohe Fluggeschwindigkeiten, die zu Tragflügelflattern führten. Wenn man die Rippenfelder voll beplankt hätte, wäre der Flügel zwar noch etwas steifer geworden, aber zugleich tonnenschwer. Damit hätte man bei den geringen Antriebsleistungen keinen Steigflug mehr hinbekommen. Also wurde der hintere Teil des Tragflügels, der aufgrund der niedrigen Bauhöhe zur Torsionssteifigkeit wenig beiträgt, offen gelassen. Im Gegensatz zu einer Vollbeplankung spart das erheblich Gewicht ein. Aber die Rippen aus 2mm Balsa wären dann in der Quertraverse sehr biegeweich, weswegen man sie zu einem Doppel-T Träger verstärkt. Dieses Doppel-T wird durch sogenannte »Rippenaufleimer« hergestellt. Das sind Balsastreifen, die man oben und unten auf eine Rippe klebt. So war das damals, als man Modelle noch selbst gebaut hat. Heute kauft man selbst, was flinke Chinesenhände zusammen geklebt haben. Mein Modellbauhändler freut sich immer, wenn sein "letzter Modellbauer" zum Einkaufen kommt, eine aussterbende Gattung. Armes Deutschland!

Die »Schwalbe 18« von Helmut Meyer, ein Elektroflug Kunstflugmodell nach dem FMT-Bauplan MT-844 aus dem Jahr 1982, lieferte die Vorlage für die Konstruktion des Tragflügels des Æ-2. Die »Schwalbe-18« hatte ich zeitgleich gebaut und war von der Torsionssteifigkeit des Tragflügels mit dem NACA-0010 restlos begeistert. Das Modell steht nicht in meiner Konstruktionsliste, weil es ein Eigenbau nach Plan, aber keine Eigenkonstruktion war. Diese Bauweise erspart bei der Herstellung im Rippenblock die Stufe von der Torsionsbeplankung vorne. Deswegen kommt als Holmgurt ein 10x2mm Kieferngurt zum Einsatz, weil man dann durchgängig nur 2mm Holzdicke hat und der Rippenblock sich sehr komfortabel schleifen lässt. Hinten füllen die Rippenaufleimer die 2mm auf. Der Flügelbau geht dadurch sehr schnell von der Hand, ich hatte die Flügel an einem Wochenende fertiggestellt.

Lediglich die Tragflügelsteckung ist etwas aufwändiger. Damals hatte ich einen Federbandstahl 12x2mm verwendet, den ich mit Hilfe einer Lötlampe in der Mitte um 36° in einem runden Bogen heiß verformt habe. Als unbesiegbarer Optimist habe ich den Federbandstahl im Ölbad erkalten lassen und anschließend bei 300C warm ausgelagert. Das wäre eine qualitativ hervorragende qualifizierte Wärmebehandlung, wenn ich gewusst hätte, welcher Stahltyp mit welcher Vergütung das war. Das wusste ich natürlich nicht, aber ein bisschen Spaß muss sein! Im Rumpf habe ich diesen warm umgeformten Stahl dann fest mit Epoxydharz eingeklebt, ebenso die Torsionsstifte. Bei Start und Landung führt Federbandstahl durch die nicht behinderte Schwenkbewegung der Tragflügel regelmäßig zu Schäden vorne an den Wurzelrippen. Heute setzt man gegen diese Schwenkbewegung runden Federstahldraht oder CFK-Rundstäbe ein. Bei dieser Modellgröße wären CFK-Rundstäbe mit Durchmesser von Ø 8 bis 10mm sinnvoll.

Hohlkehle
Abb. 2: Ansicht der Wurzelrippe mit Wölbklappe in Hohlkehlen Lagerung aus Aluminiumrohr

Bei uns am Modellflugplatz gab es damals die »Dohle 82T« (Helmut Quabeck) als Lizenznachbau von Tragflächenbau Müller, die ein Vereinskamerad von mir hatte. Das F3B-Modell hatte Wölbklappen und Querruder mit Hohlkehle, was damals der letzte Schrei war. In Wirklichkeit ist das aerodynamisch der blanke Horror, aber mechanisch sieht das wirklich top aus! Also mussten Hohlkehlen Aufhängungen an mein Modell. Dadurch sind die Ruderklappen trotz der schmalen Bautiefe von nur 45mm bocksteif. Das erklärt auch die durchgängig konstante Klappentiefe, weil der Profilstrak genau dort die erforderliche lokale Profildicke für das Aluminiumrohr mit Ø 7,0mm Außendurchmesser hatte.

Die Winglets hatte ich irgendwann versehentlich im Müll entsorgt, der Rumpf müsste noch in irgendeinem Umzugskarton liegen. Einen dieser Umzugkartons, die man nie aufmacht und nie wegwirft, mit denen man aber immer umzieht, könnte ja noch etwas Wichtiges drin sein. Daher gibt es nur diese zwei aktuellen Fotos vom Tragflügel als Existenznachweis. Das Teil existiert also tatsächlich und ist vor ewigen Zeiten geflogen. Damals habe ich so viel gebaut und getestet, dass für das Fotografieren meist keine Zeit blieb. Die Teile waren schneller gebaut und zu Schrott geflogen, als die Fotos entwickelt waren. Deswegen gibt es leider keine Originalaufnahmen aus dieser Zeit, was im Rückblick etwas schade ist.

 

Flugerprobung

Das Modell hatte am Rumpf keinen Landesporn und dadurch sprang es bei jeder Landung wieder in die Luft. Unser Willi kommentierte daher vom Parkplatz am Modellflugplatz aus: "Montag, Dienstag, Mittwoch..." und bei "...Freitag" lag der Pfeil dann meist in der Wiese. Die Wölbklappe war im Gegensatz zum Rumpf sehr angenehm, damit konnte man das Modell in den Langsamflug trimmen, ohne die Elevons trimmen zu müssen. Diese Wölbklappenlänge von 600mm (33% der Spannweite) ist also nicht momentenneutral, sondern weist ein aufrichtendes (positives) Nickmoment auf, was den Pfeil automatisch ohne Einsatz vom Höhenruder für den Langsamflug trimmt.

Erstaunlicherweise ist der »Weiße Pfeil« trotz des Außenprofils HS-2 gut geflogen. Sogar den Hochstart am Gummiseil habe ich getestet, ohne dass ich dabei einen »Propeller« hatte. Die Winglets waren etwas zu groß, eigentlich hätte der »Weiße Pfeil« keinen einzigen Hochstart überleben dürfen. Aber ganz im Gegenteil, es hat funktioniert. Möglicherweise hat der Strake vorne an den 4mm Brettchen Winglets Schlimmeres verhindert. Dieses Fallbeispiel zeigt, dass bei der Theorie am gepfeilten Nurflügel das letzte Wort keineswegs gesprochen und geschrieben ist. Denn es gibt eine alte wichtige Regel: Der Flugversuch hat (fast) immer Recht: Die Dronte lebt - und fliegt!

Aufgrund von RC-Störungen (PPM, 35 MHz) konnte ich mit dem Pfeil nicht in großer Flughöhe fliegen, so dass längere Thermikflüge immer von derartigen Störungen beendet wurden. Das war sehr ärgerlich, denn das einzige, was dieses Modell wirklich gut beherrscht, ist der Kurvenflug in der Thermik. Mit Thermik ging der Pfeil sehr gut, aber ohne Thermik lag er sehr schnell wieder unten im Gras. Rückblickend kein Wunder bei der geringen Flügelstreckung, aber damals wusste ich einfach zu wenig um die Bedeutung der Flügelstreckung für das geringste Sinken und das beste Gleiten. Das geringste Sinken dürfte geschätzt bei 0,7 m/s gelegen haben. Diese Leistung wurde nur von den Leitwerklern mit Ritz-Profilen problemlos unterboten, aber von keinem Segelflugmodell mit einer halbwegs vernünftigen Profilierung.

Um die Flugleistung zu steigern, habe ich infolgedessen den Schwerpunkt schrittweise zurückverlegt, bis beim Abfangbogen Unterschneiden auftrat. Diesen letzten Flug mit dem weißen Pfeil erinnere ich noch heute, als wäre es gestern gewesen. Der Pfeil raste mit ungeheurem Tempo Richtung Erdmittelpunkt und eine Riesenfaust drückte die Nase immer steiler nach unten. Ziehen half nichts, null Reaktion auf Höhenruder! Drücken traute ich mich nicht, weil bereits die Resthöhe für einen Außenlooping zu gering war. Was jetzt? In allerletzter Sekunde fiel mir die Wölbklappen Landestellung ein: Raus damit! Und wie durch ein Wunder fing sich der Pfeil, allerdings auf Platzhöhe Null - Vollkontakt! Dank der Rumpf(fehl)konstruktion mit eingebauter Wochenend-Landungs-Garantie stieg das Modell nach dem Intermezzo mit der Grasnarbe wieder steil in den Himmel auf. Glück gehabt, keine Anlenkung abgerissen. Die Landung nach einer Platzrunde verlief dann ganz normal, Ende bei Mittwoch, perfekt für diesen Rumpf. Bis heute sind die verräterischen grünen Spuren von dieser Aktion auf der Tragflügelunterseite als Erinnerung erhalten geblieben.

Auf solche Überraschungen bei der Flugerprobung muss man vorbereitet sein, wenn man das Limit bei einer Konstruktion erprobt. Daher informiert man vorher die Vereinskameraden und bittet um freien Luftraum, wenn man so etwas testet. Und in dem Fall gab es sogar Applaus für die geglückte Aktion der Modellrettung im letztmöglichen Sekundenbruchteil. Manchmal hat man mehr Glück, als Verstand. Im Idealfall sollte es nie so weit kommen, aber hier schränkte die schlechte Reichweite des RC-Equipments die Flughöhe für Versuche stark ein. Aus diesem Grund bin ich später auf Graupner/JR PCM Systeme umgestiegen.

Wenn man diese Konstruktion mit anderen Modellen aus dieser Zeit vergleicht, zum Beispiel »CEOZWO« und »Vision '88«, fällt einem sofort auf, dass diese Konstruktion Æ-2 dem Stand der Technik Ende der 70er bzw. Anfang der 80er Jahre entspricht, auch wenn es ein eigenständiger Entwurf war. Die Lernkurve ging schnell, mit der Æ-7 »Spariane« hatte ich bereits 1989/1990 einen Pfeil mit eigenem Profil entwickelt, der dem Stand der Technik der 1990er Jahre entsprach, wobei der neue Entwurf in der Flugleistung und im Handling dem »Weißen Pfeil« eindeutig überlegen ist.

Fazit: Veraltete Konzeption, die aber im Thermikflug gut funktioniert hat.

 

Technische Notizen

 

Quellen- und Literaturnachweis