REPORT

Vom Modell zum bemannten STOL-Versuchsflugzeug

BLOWN - LIFT


Seit neuestem versuchen Flugzeughersteller, besonders für STOL-Konzepte die besonderen Effekte der verteilten Antriebe, auch Blown-Lift genannt, anzuwenden. Dabei nutzt man mindestens vier, aber meistens noch mehr Propeller pro Flügelhälfte. Als Antriebe dienen dabei Elektromotoren, die einen definierten Abstand zur Flügelnase haben. Das verringert die Lärmemissionen und erhöht durch die laminare Strömung den Aufrieb, der durch Klappensysteme noch verstärkt werden kann.

HELLMUT PENNER

Don Fung (links) und Geoffrey DuBridge von Airflow bei der Erprobung der Blown-Lift-Technologie mit einem Foamie. Foto: Airflow

Aktuelle Versuchs-Projekte

Bislang gibt es nur sehr wenige theoretische Erklärungen zu diesem Thema. Noch befindet sich auch kein Flugzeug mit einem solchen Hochauftriebssystem auf dem Markt. Neben der NASA hat bislang nur das amerikanische Unternehmen Airflow an einem solchen neuartigen, elektrischen Hochauftriebssystem an einem Modell gearbeitet. Neu dazugekommen ist die erst im letzten Jahr gegründet Firma Electra. Sie stellte im Juni 2021 ihr erstes Design eines STOL-Flugzeugs (STOL = Short Take-Off and Landing) mit verteilten Auftrieben vor und nennt das System Blown-Lift.

Diese Technologie wird gegenwärtig auch an Versuchsmustern erprobt. So entsteht in Frankreich auf Basis des einmotorigen Geschäftsreiseflugzeugs Daher 940 der Versuchsträger Eco Pulse mit sechs E-Motoren. Und bei Berlin im Auftrag des Triebwerksherstellers Rolls-Royce beim Forschungsunternehmen APUS die Apus i-5, mit der auch andere Antriebskonfigurationen (unter anderem Brennstoffzellen oder Gasgeneratoren zur Erzeugung des Stroms) erprobt werden sollen.

Ideal für effizienten Kurzstart

Blown-Lift bezeichnet also eine spezielle aerodynamische Technik, die dem Flügel vorgaukelt, dass er viel größer ist, als er wirklich ist. Gerade in Kombination mit einem verteilten elektrischen Antrieb ist der Auftrieb sehr effizient. Bei einer ähnlich kurzen Startbahn hebt ein STOL-Flugzeug mit Blown-Lift mit einem sehr viel geringeren Teil der Leistung ab, der für andere vertikale Start-Alternativen erforderlich wäre.

In einem Flugzeugentwicklungsprogramm, insbesondere einem so speziellen wie bei Airflow, gibt es Tausende von Einzelschritten, die durchlaufen werden müssen, um von der Idee zu einem zertifizierten, fliegenden Produkt zu kommen. Bei jedem Schritt muss man Daten sammeln, Lehren ziehen und diese Lehren auf die Konstruktion anwenden.

Die Blown-Lift-Technologie mit über die ganze Nasenleiste verteilten Antrieben soll gerade für STOL-Flugzeuge Vorteile haben. Foto: Airflow

Flugmodelle als Erprobungsmuster

Natürlich haben die Entwickler von heute Zugang zu komplexen Computertools, die beim Flugzeugdesign helfen – und diese Tools erleichtern die Arbeit erheblich. Aber eines der besten Werkzeuge, das man hat, ist älter als das moderne Computer-Design: das Scale-Flugzeugmodell. So war es im Fall Blown-Lift möglich, innerhalb weniger Wochen ein Flugzeug mit verteiltem elektrischem Antrieb zu bauen, Steuerungsalgorithmen zu implementieren und mit der Datenerfassung zu beginnen – anstelle eines viele Jahre dauernden Prozesses, wie es bei einem Flugzeug in Originalgröße der Fall wäre.

Dabei können die zur Erprobung dienenden Scale-Modelle je nach ihrem speziellen Zweck stark unterschiedliche Komplexitätsgrade haben. So verwendete Airflow eine Cessna 150 im Maßstab 1:5 aus Schaum, die modifiziert wurde, indem man den Front-E-Motor entfernt und durch acht einzelne, kleinere Elektromotoren ersetzt hat, die an der Fläche mit 3D-gedruckten Gondeln sitzen. Für das Steuerungssystem wurde ein Pixhawk/ArduPilot-Controller ausgewählt. Mit Hilfe von Skalierungsfaktoren lässt sich das Verhalten dann auf Full-Scale-Flugzeuge übertragen.

Die ersten Flüge mit dem Modell wurden von Geoffrey DuBridge durchgeführt, der auch an einem von Airbus initiierten VTOL-Programm (Vahana) beteiligt war. Die Erprobung hat gezeigt, dass die anfänglichen Berechnungen – zu Gewicht, Schwerpunkt, Neigungswinkel der Motoren und Kontrollautorität – zutreffend waren. Von da an wurden die Flüge immer autonomer und man erweiterte das Flugsteuerungssystem um Dinge wie Umkehrschub und konfigurierbare Anflugprofile.

Buschflugzeug mit Blown-Lift

Mit Hilfe des Flugmodells hat sich der Entwicklungsprozess deutlich beschleunigt. Gegenwärtig wird an einem viermotorigen Demonstrator gearbeitet, wobei man sich der Zelle einer originalen Cessna 210 bedient, bei der der Frontmotor ausgebaut wurde und der Flügel wiederum acht Elektromotoren erhält. Die Entwicklung zielt auf ein zukünftiges Buschflugzeug von Airflow, genannt Typ 200. Inzwischen stehen die Ampeln für dieses Projekt auf Grün: Ravn Alaska, eine in Alaska ansässige Regionalfluggesellschaft, erteilte Airflow den Auftrag über die Lieferung von 50 der acht- bis zehnsitzig geplanten Maschine mit einem Wert von über 200 Millionen Dollar. Auch eine kleinere Version dieses STOL-Flugzeugs ist geplant, bei der ein in Deutschland entwickelter Dieselmotor (von Continental) den Strom über einen Generator und einen Batteriepuffer an die zehn E-Motoren liefern soll. Mittlerweile denken übrigens auch etablierte Hersteller von Transportflugzeugen über die Blown-Lift-Technologie nach, etwa für Kampfzonentransporter. Gegenüber solchen, sehr viel größeren Mustern würden die kleinen Zwei- oder Zehnsitzer selbst wie Modelle wirken.

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2021-12-22

EDITORIAL

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l EDITORIAL 

Liebe Leserinnen und Leser, gemeinsam mit dem gesamten VTH-Team wünsche ich Ihnen eine besinnliche Weihnachtszeit und einen guten Start ins neue Jahr. Falls Sie diese Zeilen erst im Januar lesen, so hoffen wir, dass Sie Weihnachten trotz aller Einschränkungen genießen konnten. Alles Gute für das…

MARKT UND MELDUNGEN

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l MARKT UND MELDUNGEN

MOTORFLUG Pichler Modellbau  Pichler Modellbau stellt mit dem Cute Girl einen Hochdecker mit 1.150 mm Spannweite vor. Der lasergeschnittene Holzbausatz eignet sich laut Hersteller auch für ungeübte Modellbauer. Ein preisgünstiger Antrieb und Servos sind als…

Verbände & Veranstaltungen

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l VERBÄNDE & VERANSTALTUNGEN

WIR TRAUERN UM PROF. RICHARD EPPLER

VERBÄNDE & VERANSTALTUNGEN

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Regeln für Gastpiloten und Nicht-Verbandszugehörige

l WOANDERS FLIEGEN

In der FMT 12/2021 haben wir einen Vortrag von Rechtsanwalt Christin Walther zum Modellflug auf der grünen Wiese wiedergegeben, den er auf der Messe Faszination Modellbau in Friedrichshafen gehalten hat. In einem zweiten, im Folgenden zusammengefassten Vortrag sind die Regeln für Gastpiloten und Nicht-Verbandszugehörige das Thema.

JUGENDKOLUMNE

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Jugendarbeit beim MFSV Bietigheim-Sachsenheim e.V.

l BAUEN, FLIEGEN, SPASS HABEN

Seit diesem Zyklus mit an Bord: Der MFSV Bietigheim-Sachsenheim e.V. – bestehend aus achtzig Mitgliedern. Davon nehmen 14 Jugendliche aktiv an der Jugendarbeit teil. Der Modellflugverein gliedert sich in zwei Bereiche: Während in Bietigheim die Werkstatt liegt, befindet sich in Sachsenheim das Modellflug-Gelände. In der heutigen FMT-Jugendkolumne berichtet Jugendleiter Hans-Dieter Golderer über die Jugendarbeit und Nachwuchsförderung unter dem Motto „Bauen, Fliegen, Spaß haben.“

Bauplan 3201538|

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Graupners L-19 Bird Dog von Jürgen Bestenlehner

l NEU AUFGELEGT

Dieser Beitrag der FMT 5/2021 hat eingeschlagen. Arnulf V. Thiemel nahm in seinem Artikel „Kulturgut. 50 Jahre Graupner Gummimotor-Trio“ die Cessna 150 G, Bo 209 Monsun und Piper PA 18 Super Cub mitsamt dem Vorgänger Cessna Bird Dog in den Blick. Die Sehnsucht nach den charmanten Kleinmodellen war unter den Lesern geweckt. Wir mussten etwas tun! Nach der Übernahme des kompletten Graupner-Planarchivs konnten wir auch den Plan der Bird Dog digitalisieren, haben ihn modernisiert und daraus eine aktuelle Bauplanbeilage gemacht. Und mit Hilfe von Arnulf Thiemel gelang es sogar, das Original-Design zu übernehmen und damit eine authentische Bausatz-Neuauflage des legendären Modells zu erschaffen. La voilà.

REPORT

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MinScale-Modell mit Tandemflügel

l POU DU CIEL

Mit Pou du Ciel schaffte Henri Mignet in den 1920/30er Jahren eine Serie von leichten querruderlosen Tan-dem-Flugzeugen, bei denen nur der Einstellwinkel des Vorderflügels und das Seitenruder gesteuert wurden. Die Himmelslaus sollte als Flugzeug für jedermann leicht zu transportieren und sicher zu fliegen sein. Die Flügel waren abnehmbar, so dass das Flugzeug als Pkw-Anhänger transportiert werden konnte. Leider gab es 1935 einige Unfälle mit der Himmelslaus, wobei die Ursachen teilweise nicht geklärt werden konnten.


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Vom Modell zum bemannten STOL-Versuchsflugzeug

l BLOWN - LIFT

Seit neuestem versuchen Flugzeughersteller, besonders für STOL-Konzepte die besonderen Effekte der verteilten Antriebe, auch Blown-Lift genannt, anzuwenden. Dabei nutzt man mindestens vier, aber meistens noch mehr Propeller pro Flügelhälfte. Als Antriebe dienen dabei Elektromotoren, die einen definierten Abstand zur Flügelnase haben. Das verringert die Lärmemissionen und erhöht durch die laminare Strömung den Aufrieb, der durch Klappensysteme noch verstärkt werden kann.


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Pace-Hangflugwoche auf der Tannenalm

l LESKY COMPOSITE

Mit ihrer edlen CFK-Sichtoptik fallen die elegantdynamischen Zwecksegler von Lesky Composite ins Auge. Und ich habe Glück: Daniel Lesky wohnt nur eine knappe Fahrstunde von meinem Wohnort entfernt, in Voitsberg in der Steiermark/Österreich. Was liegt da näher, als ihn zu besuchen – und später, auf der Tannenalm, seine Pace-Seglerpalette in Aktion zu erleben.

TEST

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FunWing von Multiplex

l SPASS FLÜGEL

Gepfeilte Nurflügel haben einen festen Platz in meinem Modellhangar. Sie sind meist unkompliziert, fliegen gutmütig und können wegen ihrer Kompaktheit fast überall eingesetzt werden. Aber was macht Multiplex aus so einem sowieso schon unproblematischen Konzept?


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Maker3 von Cricut

l SCHNITTMENGE

Gibt es die eierlegende Wollmilchsau? Diese Frage stellt sich jeder irgendwann einmal. Und wie kann ich mit dem kleinsten Einsatz möglichst viel erreichen? Als ich zufällig die vielversprechende Werbung für den Schneidplotter der Firma Cricut (wird gesprochen, wie der englische Sport Cricket) sah, dachte ich sofort an das oben genannte imaginäre Nutztier. In dem kurzen Video versprach man mir als Modellbauer tatsächlich, dass dieser Plotter selbst vor Hölzern bis zu einer Stärke von 2,4 mm keinen Halt macht. Kein Wunder also, dass dieses Gerät nur wenige Tage später samt dem erforderlichen Holzschnitt-Werkzeug in meinem Bastelraum stand.


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Spektrum NX10 von Horizon Hobby

l MEHR SEIN ALS SCHEIN

Zurück zur Einfachheit lautete offenbar eine zentrale Zielvorgabe, die die frisch aufgelegte NX-Sendergeneration mit Bravour umsetzt. Nachdem die iX-Anlagen in die Android-Welt mit ihren schier unendlichen Möglichkeiten vorgeprescht waren, ist es umso bemerkenswerter, dass die neue Spektrum-Mittelklasse auf Touch und virtuelles Trallala verzichtet und stattdessen mit handfesten Vorteilen bei der Anwenderfreundlichkeit und Alltagstauglichkeit auftrumpft. Ausgestattet mit der aktuellsten Airware und aufgerüstet mit hochwertiger Hardware markiert die 10er die Spitze der NX-Klasse.


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Infinity 300 von D-Power

l KOMPLETT NEU

In der FMT 12/2020 haben wir den Infinity 250 bereits getestet und er konnte sich dort eindrucksvoll behaupten. Neu hinzugekommen ist jetzt sein größerer Bruder – der Infinity 300 – mit gleichem Aufbau und Dekor, aber anderer Farbgebung und größerer Spannweite. Ob und was er besser kann, haben wir im Folgenden herausgefunden.


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GP 15 Jeta von Baudis

l GRÖSSTE ODER KLEINSTE?

Ist sie von den Kleinen die Größte oder von den Großen die Kleinste? Im Maßstab 1:3,5 (4.300 mm Spannweite) ist die GP 15 Jeta von Baudis jedenfalls der größen- und gewichtsmäßig perfekte, kompakte Scale-Allrounder der Bis-5-kg-Klasse. In dieser Größe, ohne Fahrwerk und mit einem potenten Getriebe-Antrieb ausgerüstet, sollte auch der Handstart noch unkompliziert sein.

DOWNLOADPLAN 9818

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l WIE DER FÖRNIX aus dem Plotter

Bei der Erprobung des Maker3 von Cricut testete ich für einen Schneidplotter ungewöhnliches Material. Eine interessante Erkenntnis dabei war, dass der Schnitt von 3 mm starkem Super-Board-Schaum möglich ist. Ob das auch in der Praxis von Nutzen sein kann?

EIGENBAU

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Me 262 A1 in Holzbauweise

l SCHWALBEN -NEST

Schon immer haben mich Warbirds fasziniert, besonders jene aus der Zeit des Zweiten Weltkriegs. Ganz besonders hatte es mir dabei die Me 262 angetan, die Form des Rumpfes und die Pfeilung der Tragflächen gefielen mir am besten. Da bei den gängigen Herstellern nichts meiner Vorstellung entsprach – Schaum wollte ich nicht und ein Voll-GFK-Modell war mir zu teuer – und da mir das Bauen mindestens genauso viel Spaß macht wie das Fliegen, entschloss ich mich, eine Eigenkonstruktion zu realisieren. Am liebsten aus Holz.


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3-Meter-Segler selbst gedruckt, Teil 2

l UNTER DRUCK

Über meine Motivation, warum ich einen 3-Meter-Segler aus dem 3D-Drucker bauen wollte, berichtete ich schon in der letzten Ausgabe. Darüber hinaus befassten wir uns ausgiebig mit der Auslegung, der Konstruktion und der eigentlichen Herstellung. Jetzt wird es spannend, denn heute geht es in die Luft.

BAUPRAXIS

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Pult-Auflage für Copter-Sender

l SELBST GEMACHT

Ja, ich fliege auch Copter. Auch wenn ich überwiegend Segler und Motormodelle im Einsatz habe – und zwar am liebsten mit einem Pultsender. Wäre es nicht klasse, auch Copter wie meinen DJI FPV (vgl. den Test in der FMT 9/2021) mit einem Pult bedienen zu können? Das lässt sich machen...


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Upgrades beim Helios von aero-naut

l GUTES NOCH BESSER

Kann man etwas sehr Gutes noch verbessern? Um diese (eher rhetorisch gedachte) Frage gleich zu beantworten: Ja, viele Modellbauer haben eine ausgeprägte Neigung zu so etwas. Und – meistens – auch das Können und die Erfahrung dazu.


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Turbulatoren für Flugmodelle

l GEPLANTE STÖRUNG

Mancher hat davon gehört, mancher verwendet einen, hat zwar vielleicht nicht genau gewusst warum, aber es ist wie in der Mode. Wenn es alle machen, mache ich es auch ... oder eben nicht. Was ist aber sinnvoll?

PORTRÄT

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Der dicke Puri XL

l AUFGEBLASEN

Es kam, wie es kommen musste. Schon in der Prototypen-Phase des kleinen Puris musste ich mir das Gejammer meiner Haus-und-Hof-Tester anhören: „Mach ihn doch bitte größer!“ Doch ich blieb hart, so macht man das als Individualist – man ist erstmal immer dagegen. Zwischenzeitlich ist viel passiert. Hunderte Puris wurden allein aus den Teilesätzen des VTH gebaut. Unzählige Zuschriften erreichten uns mit Berichten über Puris in Originalgröße und bis auf 200 % vergrößert. Ja, es hat sich schon fast eine Puri-Fangemeinde entwickelt. Ich freue mich riesig, dass ich so viele Leser zum Bauen animieren konnte. Mein eigentliches Ziel war erreicht. Letztendlich wurde der Druck aber immer größer – als Chefredakteur Uwe Puchtinger nach dem Bau eines kleinen Puris zubiss und nicht mehr locker ließ, musste ich den Kompressor starten und den Puri aufblasen.


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Umbau der P-51D Mustang von CARF-Models

l ELEKTRISIEREND

An der P-51 Mustang kommt man nicht vorbei – und sie hat eine große Fangemeinde. Zahlreiche Hersteller führen ein Modell der Mustang in ihrem Programm. Besteht der Wunsch nach einer etwas größeren Maschine, so wird die Auswahl recht übersichtlich. CARF hat seit vielen Jahren eine P-51 im Maßstab 1:4,3 mit einer Spannweite von 2.54 m im Repertoire. Somit die ideale Ergänzung zu meiner CARF-Spitfire, welche ich vor einiger Zeit gebaut und in der FMT 4/2019 vorgestellt habe.


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Doppeldecker Emil von Bruno Schmalzgruber

l ZWECKDECKER

Schon seit Jahren betreibe ich ausschließlich Elektroflug. Dabei hat mich aber schon immer die relativ kurze Motorlaufzeit, im Schnitt ca. 6-8 Minuten, gestört. Wäre es daher nicht denkbar, ein Modell aufzubauen, das einen wesentlich größeren Akku gewichtsmäßig verträgt, den es eigentlich gar nicht benötigt, der aber durch dosiertes Gas geben eine längere Flugzeit ermöglicht? Bei der Durchsicht meiner Baupläne stieß ich auf den Doppeldecker „Emil“ von Bruno Schmalzgruber.

KOLUMNE

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l Hier riecht’s nach SPRIT

Wieder ist ein Jahr vorbei und ich schreibe schon an der ersten Kolumne für den neuen FMT-Jahrgang. Als meine Mutter in meinem Alter war – also alt war – sagte sie immer am Anfang eines neuen Jahres: „Wo ist nur das Jahr geblieben?“ Diese Frage, auf die meine Mutter natürlich keine Antwort…