Klaus W. Salzer | (Freiflugmodelle mit Gummimotor)

Die älteste Freiflug-Klasse: Wakefield (F1B)

Geschichte
Schon 1871 entwickelte der Franzose Alphonse Pénaud sein "Planophore", ein durch einen Druckpopeller angetriebenes Modell mit Gummimotor-Antrieb. Auch als Wettbewerb gibt es Gummimotor-Flugmodelle schon länger als alle anderen Typen, denn bereits 1911 setzte Lord Wakefield of Thyne einen Pokal für den längsten Flug aus, den E.W. Twining mit einem Flug von 63s gewann. Da dieser Pokal in den Wirren des 1. Weltkriegs verloren ging, setzte Lord Wakefield einen neuen Pokal aus, der seit 1928 auf internationalen Wettbewerben ausgeflogen wird, und jetzt der Pokal der Weltmeister in F1B ist.

Die Regeln für die Flugmodelle haben sich seither stark geändert. Gab es Anfangs gar keine Beschränkungen, wurde zunächst ein Bodenstart gefordert, ein Mindest-Rumpfquerschnitt in Abhängigkeit der Rumpflänge festgelegt, dann die Gummimenge begrenzt, dann die maximale Flugzeit je Start, und der Bodenstart wurde aufgehoben. Heute gilt folgende Regel:
Flächeninhalt von Flügel und Leitwerk 17 - 19 dm²
Mindestgewicht ohne Gummi 200g
Maximalgewicht des Gummis 30g
Flugzeit 7 x 180s (Regelfall, andere Flugzeiten können angesetzt werden.
Eigenart des Antriebs
Der Gummimotor wird als die problematischste Antriebsart im Flugmodellbau betrachtet, da der Gummi die Energie nicht gleichmäßig abgibt. Am Anfang hat er ein sehr hohes Drehmoment, das sehr schnell abfällt - dabei wirdVolle Kraft voraus! Letzten Einsatz beim F1B-Start zeigt hier Dietmar Piber.fast die Hälfte der gesamten Energie abgegeben - gefolgt von einer Phase langsam abfallenden Moments bis zum Ende.
Diese extrem ungleichförmige Energieabgabe muss vom Freiflugmodell in eine stabile Flugbahn umgesetzt werden.
Das Rohmaterial ist ein Naturprodukt mit wechselnder Qualität, die Charakteristik des Gummis wechselt von Charge zu Charge, und die F1B-Flieger diskutieren über die Sorten wie Weinkenner über Lagen und Jahrgänge - nur dass kein riesiger Markt im Hintergrund steht, und wir froh sein müssen, dass überhaupt noch ein Produzent sich die Mühe macht, dieses Spezialprodukt zu erzeugen.
Es gibt derzeit nur zwei Quellen, eine in den USA, und eine in China (deren Qualität stark angezweifelt wird). Firmen in Italien (Pirelli) und England (Dunlop) haben die Herstellung schon lange aufgegeben. War man früher mit einer Dehnung von 1:6 zufrieden, ist heute 1:10 das mindeste ... dabei ist entscheidend die Hysterese: Wie viel der beim Aufziehen eingebrachten Energie wird als Antriebsleistung wieder an den Propeller abgegeben.
Die Flugmodelle
Nach der Abschaffung der Rumpfquerschnitt-Regel haben sich die Modelle nur unwesentlich in Ihrer Form entwickelt. Neue Werkstoffe - Glasseide, Carbon, Kevlar, Kunstharz - haben dünnere Rümpfe und größerer Spannweiten möglich gemacht, die definierte Gesamtgröße zwingt jedoch zu einer starken Ähnlichkeit.
Die meisten Wettbewerbsmodelle haben heute eine Spannweite zwischen 1.500mm und 2.000mm, einen Rumpf von über 1.000mm Länge, bestehend aus einem dicken (30mm Ø) Kohle-Rohr, in dem der Antriebsgummi untergebracht wird, und einem langen, dünnen (10mm Ø) Kohle-Leitwerksträger. Falt-Propeller aus verstärktem Balsa oder Kohlegewebe mit ca. 600mm Ø werden von dem Gummimotor direkt angetrieben. Derartige Modelle kann man im Osten zu Preisen ab € 500,- erwerben.
Für einen Anfänger ist es jedoch nicht erforderlich, gleich soviel Geld auszugeben. Nach wie vor haben auch Selbstbaumodelle aus Balsaholz, evtl. mit Kunststoff-Verstärkungen, ihre Berechtigung (Ich selbst fliege auch so!).
Dabei beschränkt sich der Zukauf auf den Zeitschalter für die Thermikbremse und den Propellerkopf, der doch einige mechanische Fertigkeiten beim Selbstbau erfordert.
Baukasten-Modelle gibt es praktisch nicht mehr, das letzte (die "Tilka" aus Schweden) wird seit einigen Jahren nicht mehr angeboten, und kann höchstens noch als Restbestand irgendwo auf der Welt existieren.
Technische Besonderheiten
Um das meiste aus der beschränkten Antriebsleistung herauszuholen ist es am leichtesten, wenn die Trimmung zwischen der Kraft- und der Gleitflugphase geändert wird. Oft genügt dazu eine Änderung der Kurveneinstellung. Ausgelöst wird durch den Ablauf des Gummis oder (heute üblich) durch einen Zeitschalter, der später auch die Thermikbremse aktiviert. Aber auch durch geschickte Kombination von Seitenzug, Schrägstellung des Höhenleitwerks und Profilierung, Form und Größe des Seitenleitwerks kann ein gleichmäßiger Kurvenflug eingestellt werden.
Schwieriger ist es, die Leistungsspitze zu Beginn auszutrimmen. Auch hier hilft es, wenn ein Zeitschalter in den ersten 3 s die Winkeldifferenz zwischen Flügel und Leitwerk verringert. Oft wird zusätzlich noch eine Flächenverwindung gesteuert, die den kurveninneren Flügel hochhält.
Mit dem Einsatz elektronischer Zeitschalter werden heute schon Modelle eingesetzt, bei denen bis zu 6 Trimmzustände im Steigflug aufeinander folgen. Diese korrekt einzustellen erfordert hohes Fingerspitzengefühl und eine Menge Testflüge. Eine weitere Hilfe bei der perfekten Ausnutzung des Gummis sind Luftschrauben mit verstellbarer Steigung. Über Federn und Steuerkurven wird hier versucht, die Luftschraubensteigung an das jeweils verfügbare Drehmoment anzupassen. Auch solche Propellerköpfe kann man käuflich erwerben, die genaue Anpassung an das Modell muss aber jeder selbst vornehmen ... dabei falsch geschliffene Steuerkurven werden vom Lieferanten gerne ersetzt (zu Ersatzteilpreisen!).
Das spektakulärste sind Modelle die mit stehendem Propeller wie ein Speer abgeworfen werden, und bei denen der Propeller erst nach einigen Zehntelsekunden anläuft. Da bei gekauften Modellen diese Steuerung meist schon eingebaut ist, fliegen sehr viele damit - obwohl das Risiko für einen Fehlstart deutlich steigt, und der Leistungsgewinn umstritten ist.
Für einen Einsteiger ist ein sofort anlaufender Propeller, und - zum leichteren Trimmen - eine Differenz- und Kurvensteuerung empfehlenswert. Verstellpropeller, Verwindungssteurung, verzögerter Anlauf, zusätzliche Trimmzustände erhöhen die Komplexität und die Fehleranfälligkeit, und führen bei den ersten Modellen eher zur Frustration, als zu höherer Leistung.
Zubehör
So wie beim Segelflugmodell eine Hochstartschnur nötig ist, braucht man auch für ein F1B-Modell einiges an technischer Ausrüstung.
Unumgänglich ist ein Gerät zum Aufziehen des Gummimotors. Primitiv-Lösung ist der Umbau einer Hand-Bohrmaschine. 
Achtung: diese Geräte sind für Druckbelastungen gebaut, und müssen hier Zug aufnehmen. Ein Umbau der Lager, evtl. eine Verlängerung der Kurbel und der Anbau eines Zählwerks ergeben ein durchaus brauchbares Gerät. Natürlich ist ein kompletter Selbstbau für mechanisch gut ausgerüstete Modellbauer, oder der Kauf (ab € 80,-) genauso möglich.
Ein Gestell, auf dem das Modell während des Aufziehens befestigt wird, erspart eine zweite Person. Je nach Ausführung können Schutzrohre, Drehmoment-Messgeräte, Propellerschutzplatten und weiteres Zubehör erforderlich sein.
Und natürlich - wie bei allen Freiflugklassen - Stopuhr, Fernglas und Kompass.
Gummi-Vorbereitung
Viel Zeit erfordert die Vorbereitung des Gummis. 29g werden zunächst abgewogen, dann gewaschen, getrocknet, geschmiert (z.B. mit Silikonöl), verknotet (eine Wissenschaft für sich), zu einem Strang der gewünschten Länge gelegt (meist 24 bis 28 Fäden bei 1x3mm Gummi), und "eingebrochen", d.h., mit ca. 80% der Bruchlast für einige Minuten belastet. Ein so vorbereiteter Strang kann dann 1 bis 2mal für einen Wettbewerbsstart eingesetzt werden, danach ist er bestenfalls noch für Trainingsstarts geeignet.
Trimmen und Fliegen
Mit Handstarts wird zunächst der Gleitflug grob eingestellt. Rechtskreise sind üblich. Erste angetriebene Starts werden mit 30% - 40% Gummileistung und ohne Differenzsteuerung ausgeführt und Seitenzug und Kurve so eingestellt, dass sich ein sicher steigender Kreisflug ergibt. Steigt das Modell zu schwach muss der Schwerpunkt nach vorne verschoben und die EWD erhöht werden. Dann wird langsam bis zur vollen Leistung gesteigert, und ab ca. 60% die Differenzsteuerung mit einbezogen.
Bei voller Leistung steigt das Modell anfangs fast senkrecht (und in diese Richtung muss es auch fest geworfen werden), die Flugbahn wird bei nachlassender Antriebskraft flacher bis die Differenzsteuerung auslöst und das Modell in einer flachen Bahn weiter steigt. Je nach Flugbild und Technik wird der Zeitpunkt für Flügelverwindung und Kurvensteuerung gewählt.
Die zunächst erflogenen Parameter müssen oft noch nachjustiert werden wenn man z.B. bei starker Thermik und/oder turbulentem Wetter fliegt. Auch die beste Trimmung für den Gleitflug kann erst jetzt erflogen werden. Dabei ist es besonders schwierig, den Einfluss des (unterschiedlichen) Antriebsstrangs von der tatsächlichen Gleitflugleistung zu trennen. Hilfreich sind dabei die inzwischen erhältlichen registrierenden Höhenmesser, die mit einem Gewicht von wenigen Gramm am Modell angebracht werden und eine Analyse der Sinkgeschwindigkeit erlauben.
Der Einsteiger muss sich auch daran gewöhnen, wie der Gummi aufgezogen wird: Mit der eingehängten Winde wird er auf volle Länge gezogen, dann wird gedreht und man nähert sich - immer eine hohe Zugkraft beibehalten - dem Modell, bis die Höchstdrehzahl erreicht ist. Wie hoch ist die? "Eine Umdrehung vor dem Strangriss" ist die wenig hilfreiche Aussage - man erwirbt ein gewisses Gefühl im Lauf der Zeit, wird aber immer wieder einen Strang zerreißen, weil die Gummiqualität selbst innerhalb einer Charge schwankt. Und meistens wird man nur auf ca. 95% aufziehen, einfach aus Sicherheitsgründen.
Selbst der oft eingesetzte Drehmoment-Anzeiger liefert nur einen Anhaltspunkt. Oft sieht man dann, dass während der Wartezeit auf den Start noch weitere Umdrehungen über den Propeller aufgebracht werden. Damit soll das Nachlassen der Spannung in den ersten Minuten ausgeglichen werden. Die Gefahr besteht jedoch, die eine Umdrehung zuviel zu versuchen - "Eine Umdrehung zurück" geht dann leider nicht mehr ...
Zu beachten
Früher wurde der Gummistrang einfach zwischen dem hinteren Befestigungspunkt und dem Propeller befestigt, und der Gummi über eine Öse vorne am Propeller aufgezogen. Ein Strangriss konnte dabei sowohl das Modell, als auch den Propeller beschädigen. Schon recht lang wurden daher Schutzrohre eingesetzt, d.h., ein Alu- Rohr wird in den Rumpf geschoben und hält die Energie eines reißenden Gummistranges von der Modellstruktur fern. Fast genauso lang ist es üblich, den Propeller erst nach dem Aufdrehen anzuhängen. Eine Vielzahl von Draht- und Aluminiumhaken einfachster bis komplexer Machart werden dazu eingesetzt.
Der Schutz des Modells ist sehr wichtig. Obwohl früher eingesetzte Alu-Rohrrümpfe und auch moderne Kevlar- und Kohlerohre einen Strangriss aushalten kann der Schlag beim Strangriss Verbindungen lockern und damit Folgeschäden auslösen. Neu ist daher die Methode, komplett außerhalb des Modells aufzuziehen, und den unter Spannung stehenden Gummistrang mit einem U-förmigen Adapter ins Modell einzuführen.
Ausblick
Da die besten F1B-Modelle mit gutem Gummi bei ruhiger Luft über 5min fliegen gibt es Bestrebungen bei der FAI die Leistung zu reduzieren, z.B. durch eine weitere Reduzierung des Gummigewichts (bereits in den letzten 15 Jahren von 40 über 35 auf die heute gültigen 30g gesenkt). Dagegen spricht jedoch, dass damit für Einsteiger das Leben noch schwerer gemacht wird. Das Hauptproblem, nämlich die in Europa immer seltener werdenden großen freien Flächen, die bei starkem Wind für einen 3-min-Flug (Regelzeit im Bewerb) ausreichen, wird erst gelöst, wenn eine Reduktion der Regelflugzeit gleichzeitig erfolgt.
Technisch werden die elektronischen Zeitschalter weiter an Boden gewinnen. Hohe Wiederholgenauigkeit und präzise Einstellung werden dabei durch neue Fehlerquellen erkauft (Batterie, Ladegerät, lose Drähte, ...).
Trends für Änderungen an den Modellen sind nicht erkennbar. Aber wer weiß - vielleicht haben gerade Sie die zündende Idee! Fangen Sie einfach mal an mit F1B, allein die Beherrschung dieser schwierigen Klasse ist ein Erfolgserlebnis für sich, und Hilfe werden Sie von den "etablierten" gerne bekommen.