Modellflug-Zeitschrift Deutsche Luftwacht 1943 - Heft 3

Die Zeitschrift „Deutsche Luftwacht, Ausgabe Modellflug“ wurde im Zeitraum von 1943 bis 1944 vom Reichsluftsportführer des Nationalsozialistischen Fliegerkorps als Propaganda-Heft für Modellbau und Modellflug herausgegeben, um das Interesse der Jugend an der Luftfahrt und Luftwaffe zu fördern.

Das Heft 3/1943 behandelt u.a. folgende Themen
Aerodynamik des Flugmodells; Tragflügelprofile für den Modellflug; Aerodynamische Hilfsmittel zur Steigerung der Flugleistungen von Flugmodellen; Gedanken zur Kurs-Selbststeuerung von Flugmodellen; Startgeräte und Steuergeräte für Flugmodelle; unsymmetrische Flugmodelle; Gummiräder für Benzinmotor-Flugmodelle.

Zeitschrift in Textform

Herausgegeben unter Mitwirkung des Reichstuftfahrt-Ministeriums durch den Karpsführer des Nationalsozialistischen Fliegerkorps

DEUTSCHE LUFTWACHT

ModelUlug

Schriftleitung : NSFK-Sturmführer Bortt Winkler

Nachdruck nur mit Genehmigung gestattet. Für unverlangte Niederschriften übernimmt die Schriftleitung keine Gewähr

MODELLFLUG BANDS

N.3 S. 25-40

BERLIN, MÄRZ 1943

F. W. Schmitz: „Aerodynamik des Flugmodells"

Vor einiger Zeit erschien im Verlag C. J. E. Volckmann Savhf., E. Welte, Berlin-Charloltenburg 2, das Buch von /'. W. Schmilz, „Aerodynamik des Flugmodells, Tiagflügelmessnngen I". In diesem Buch uird eine Forschungsarbeit auf dem Gebiet des Mndellfluges veröffentlicht, die mit dem Ludwig-Prandtl-Preis des Jahres 1941 ausgezeichnet norden ist. — Wollte sich der Modellflieger bisher mit den Striiinungsvorgängen tu» Tragflügel vertraut inachen, mußte er zu den veröffentlichten Ergebnissen von Tragflügelmessungen in- und ausländischer Forschungsansltilten greifen. Diese \ eröffent-lichungen behandeln indessen die Slrömiingsvurgänge nur bei den Fluggeschwindigkeiten des mannlragenden Flugzeuges. Die l'raxis des Modellfluges ergibt jedoch, daß sich die Ergebnisse von Tragflügel in essungen hei hohen Slrninitngsgesclinindig-keilen in vielen Fallen nicht unmittelbar auf den Modeltflug übertrugen lassen. Es ist das Verdienst des Ing. F. W. Schinitz, mit einem für seine Versuche besonders konstruierten Windkanal den Tragflügel bei den Siröinunzsgrschieindigkeitiii des Mndellfluges gemessen und die Ergebnisse in dem schon genannten Buch veröffentlicht zu haben. -— Zur Vermeidung von Enttäuschungen sei jedoch an dieser Stelle angegeben, daß das Buch den Modellflug auf rein wissenschaftlicher Grundlage behandelt und vom Leser mathematische \'orkenntnisse verlangt werden. — Welch beträchtliches Aufsehen das Buch schon unmittelbar nach seinem Erscheinen erregt hat, geht aus der Tatsache hervor, daß die \ eröffentlichung von Schmitz in den Modctlflug-Leislungsgruppen der Flieger-llitler-Jugend und in den Elugphysikalischen Arbeitsgemeinschaften der höheren Schulen Gegenstand lebhafter Erörterungen und zahlloser praktischer Flugmndrllversuchc geworden ist. — Zwei umfangreiche Aufsätze dieses Heftes nehmen auf die Arbeit von Schmilz Bezug. Die Schriftleilung.

Tragflügelprofile für den Modellflug

Kon A- Lippisch- Augsburg

Eisher verwendete der Modellflieger in der Regel Tragflügelprofile. die aus den für den Bau großer Fingzeuge durchgeführten Windkunalmessungcn entstanden waren» Du diese Flügelschnilte jedoch für ganz, andere Geschwindigkeiten und Abmessungen entwickelt wurden, kann man diese Profile itu allgemeinen für das FltipniodeM, welches mit wesentlich kleineren Geschwindigkeiten fliegt und etwa den zehnten Teil der Ahme*!»uugen der großen Flugzeuge besitzt* nicht ohne weiteres übernehmen.

Vielmehr muß man, um Höchstleistungen mit Flugmodellen zu erreichen, Flüi;eI|irofile verwenden* die hei kleincn Geschwindigkeiten und Flügeltiefen günstige Luftwiderslauds-beiwerte hei der Windkaiialmessimg lieferten.

Die Ursache für das geänderte Verhallen eines Flügelprofilea bei verschiedenen Abmessungen und Geschwindigkeiten wird durch die Verschiedenheit des Slromungszu-standes erklärt.

Gemäß dem Ähnlichkeitsgesela von Reinald? sind die Strömungszustände an geometrisch ähnlichen Körpern mir dann gleich, wenn der Quotient ans

Geschwindigkeit X Lange v • \

kinematische Zähigkeit v

In beiden Füllen der gleiche ist.

Man nennt deshalb diesen Werl von == Re die Wcv-

v

uoldssrhe Zahl, Da die kinematische Zähigkeit der Luft unter normalen Verhältnissen in Erdhodrnnähe kaum einer wesentlichen Änderung unterworfen ist, da Luftdruck und Temperatur nnr wenig schwanken, genügt es, das Produkt aus Geschwindigkeit X Länge als Kennwert des betreffenden Versuches 241 beachten* Diener Kennwert, der von der Aerodynamischen Versuchsanstall zu Güttingen festgelegt wurde, wird hei Pronluntcrsuchungen bestimmt uns der Windgeschwindigkeit des Kanals in m/s und der Tiefe des: ModellHügels in mm. Ist z. B. die Windgeschwindigkeit bei der Messung 30 m/s und hat der gemessene Flügel eine TieTe von 20 cm 200 mm. so ist der mit K bezeichnete Kennwert;

E=~- 30 X 200 -6000 (m/s<mm). Bei Flugmodellen mittlerer Große ist der Kennwert eiwa gleich 1000 (m/s «mm), d. h. nur dem sechsten Teil des oben

angesehenen Wertes, der für die /ahlreichen in den ..Ergehniesen der Aerodynamischen Versuchsanstalt zu Göttingen'" Ii. bis IV. Lieferung) veröffentlichten PruKlmessnngeii gilt.

Aus diesen Ergebnissen stammen z. B. die Profile Güttingen 387, i>32, ►VI.}, die im iModelEHug oftmals verwendet werden.

Die ans den amerikanischen NACA-Messungen stammenden Profile» beispielsweise Clark Y. M 12, N fJO K und viele andere, sind meist bei noch wesentlich größeren Kennwerten gemessen als die Gottinger Profile.

Das eigentümliche Verhalten von gut ausgeführten Flugmodellen-, die mit solchen als gut bekannten Profilen versehen waren, brachte mich bereits lOr mehreren Jahren auf den Gedanken, daß die Ursache dieser anormalen Fhig-eiigeji'schaften in dein Einfluß der Kejnoldsschen Zahl auf die Proniei^eusehaf len tu suchen sei. Ich verwendete deshalb z. IL hei den ^ hwingerifluginodelleTi vogelfliigelarti^ gewölbte Profile, die auch tatsächlich stets bessere Leistungen lieferten.

Insbesondere zeigte es sieh, daß die .im Segelflugzcughau so Itewährten Profile mit dicker, runder Nase, also etwa die Jouko wsky-Profile, am Flugmodell keinen guten Höchst auftrieb lieferten, sondern bereits bei kleinen Anstellwinkeln abrissen und dadurch eine wellenförmige Flugbahn hervorriefen. War jedoch die Vorderkante der Modelllliigel nicht sauber gerundet, sondern durch die hervortretende Nasenleiste eckig ausgeführt* so flogen die Flugmodelle wesentlich besser als hei genauer Einhaltung des Profils.

Die Ursache war offenbar darin zu suchen. daß die Kante au der Flügehtase die Strömung durch örtliches Abreißen turbulent werden ließ und damit ein frühzeitiges Abreiften verhinderte.

Inzwischen bat Herr Studieural V. \v\ Schmitz sich dieser Frage des Einflusses der Iieynoldsschen Zahl auf das Verhalten der Flügelprofile im Bereich des Modellfluges sehr eingehend angenommen und durch sorgfältige Messungen in einem besonders turhulenzarmen Windkanal die für den Flugmodellbau so wichtigen Fragen geklärt. Ich brauche deshalb an dieser Stelle nicht Näheres darüber zu sagpti1 sondern möchte nur auf das neuerdings erschienene Buch: ..Aerodynamik des Flugmodells. Tragfltigelmesaungen T1 von F. W. Schmitz, Verlag Volckmann Narhf., Berlin-Charlotten-

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Modellflug

Bd. 8 (1943), 3N. 3

.466. J. Sckentalische Darstellung zur Erläuterung der Abbildungen 2 bis 7

liurg 2, hinweisen, »las ich jedem Modcllflieger zum Studium wärmsteus empfehle.

Auf der Suche nach Wiiidkanalmessuiigeii, die bei möglichst kleinen Kennwerten durchgerührt wurden, fließ ich auf ein sehr umfangreiches Material, das die von 1913 bis 1917 durchgeführten Profilmessungen der "vor dem Weltkriege erbauten IVIodellversuchsaustall (MVA) Gödingen enthält. Diese Frotilmessungen sind veröffentlicht in den „Technischen Berichten der Flngzcugmeislerei AdlersJiof", herausgegeben von der Inspektion der Fliegertruppe (1917/ 1918) (Tß I, II und III).

Diese Technischem Berichte kamen als geheime Druckschrift heraus und wurden nur in begrenzter Anzahl ausgegeben und sind nach dem Weltkriege nicht mehr herausgebracht worden. Deshalb sind gerade die darin enthaltenen ersten Profilniessungen nur wenig bekanntgeworden.

Der erste deutsche Windkanal- der unter der Leitung von Prof. L. Prundtl in Güttingen erbaut wurde, war ein geschlossener rechteckiger Kanal, in dem Modelle von durchschnittlich 120 mm Flügeltiefe bei rund 9 m/s Windgeschwindigkeit gemessen wurden. Der Kennwert dieser ersten IJro-Jitmessungeu betrug demnach E — 1080 (m/s - mm). Es sind dort im ganzen über 300 verschiedene Profile im Laufe der Jahre gemessen worden. Da der Kennwert dieser Messungen mit dem mittleren Kennwert für die Flugmodelle sehr gut übereinstimmt, mußte es also möglich sein, aus diesen Prolil-reiheai für den Modellflug geeignete Profile auszuwählen.

Ich habe nun durch Vergleich der Polaren die in Auftrieb und Widerstand günstigsten Profile ausgewählt und einige tüchtige Modellflieger in Augsburg hahen, meinen Anregungen folgend., diese Profile au ihren Flugmodellen erprobt. Die erstaunlich guten Flugeigenschaften dieser Flugmodelle haben die Überlegenheit der alten Profile eindeutig erwiesen, und es war schon lange ntein Wunsch, durch Veröffeullichuirg der besten Profile aus der MVA Güttingen dem ModellHug dieses Material zugänglich zu machen und tu weiteren Arbeiten in dieser Richtung Anregungen zu gehen.

Die in den folgenden Kurven blättern dargestellten Mes-Mingsergebnisse und ProfiIkoordinateu habe ich aus den in den ..Technisehen Berichten^ veröffentlichten Meßwerten in üblicher Weise auf unendliches Seitenverhältnis umgerechnet.

Es bedeutet also:

ca Auftriehsheiwert, Cyjp = Frofilwiderstaudsheiwert,

cm = Momentbemert, auf Vi Flügeltiefe bezogen,

= Anstellwinkel des Flügels hei unendlicher Spannweite.

Der Widerslaudsbeiwcrt für einen Flügel mit endlicher Spannweite wird berechnet, indem man den betreffenden induzierten Widerstandshciwerl zu Cir^ hinzuzählt.

Es ist also, wenn das Seitenverhältnis F mittlere Flügeltiefe b- Spannweite

1

= 1/,1

induziert

71-A

Also:

.1

(1)

Der AtJiTtellwuikci bei einem bestimmten Seiteiiverliälim* ial dann:

a° = < +c°

57,3

a- =-ä

"1 = at +

induziert Ca

57,3

■ Ca ■

Jt-/t

Die Druckpuliktlage, gemessen von einein Punkt in '/j der Flügeltiefe auf der Sehtie, Ut:

,= '"■-.. (3)

ca

Es ist vorteilhaft, den Moracntbeiwcrt auf der Flügeltiefe zu beziehen, da theoretisch für diesen Bezugspunkt der Momentheiwerl nahezu konstant und unabhängig vom Auftriebsbeiwert sein muß. Die im folgenden dargestellten Messiingsergebnisse bestätigen diese theoretische Aussage.

Zu der Darstellung der Messungsergebnisäc ist folgendes zu sagen: Es wurden gemäß Abbildung 1 drei Kurven aufgetragen :

1. Der Profilwiderstand {fiCp) in Abhängigkeit vom Auf-triehsbeiwert (e,,].'

2. Der Auftriehibetwerl (r„l in Abhängigkeit vom Atisltll-winkel {ans).

3. Der MomentbeiwerL (c^J, bezogen auf Y-* der Flügeltiefe in Abhängigkeit vom Auf tri ebsbei wert (cü).

4* 8°

16' «a

Ale AfOJ9e irr Pmontentf. Tiefe

Profit 165

MVA Göttingen Kennwert 1080 120 mmx9m/s

Abb. 3. Segelflug- und Motorflugmodell-Tragflügelprofil

Unterhalb dieser Diagramme i=t die Profilform dargestellt, und darunter sind die Koordinaten, bezogen auf die Tiefe = 100, eiugelragen1).

leb möchte empfehlen, alle weiteren Veröffentlichungen von Prohlmessuugcn in der gleichen übersichtlichen Fori» xur Darstellung zu bringen.

Abbildung 1 erläutert schematisch die Darstellung der Kurven 1, 2 und 3.

Wir wollen nun die Profile im einzelnen auf ihre besonderen Kennzeichen hin durchsprechen.

Zuerst ein typisches Segelflugmodell-Piohl Nr. 242 (Göttingen). Dieses auf Abb. 2 gezeigte, stark gewölbte, rund 16 vH dicke Profil ist besondere durch die scharfkantige Prokinase gekennzeichnet. Der Höchstauftrieb dieses ProIiis liegt noch oberhalb von c„ — 1,8, weshalb dieses Profil für Segelflugmodelle ganz besonders geeignet ist.

ca

Die beste Profilgleitzahl _- betrügt 38, während der

c">p

kleinste Widerstandsbeiwert mit cw wurde.

p mtn

■■ 0,0265 gemessen

Durch die scharfkantige Nase ist ein besonders steliger Verlauf der Polare gewährleistet.

Das Profil eignet sieh insbesondere für den Mitlclfliigel großspaunweitiger Segelflugmodelle. Die dünn ausgezogene Hinterkante ist für die guten Proiii eigensch alten wesentlich und muß sorgfältig nachgebaut werden.

Der Druckmittelpunkt liegt infolge der starken Wölbung verhol tri ismä Big weit hinten; z.B. für cn = 1,0 bei rund 45 vH hinter der Vorderkante^). Dies ist bei Schwerpunkterrechnungen und beim Auswiegen des Flugmodells zu beachten.

*) Es sei auf die Tatsache hingewiesen, da& die Abszissenachse (horizontale oder x-Achse) aller in diesem Aufsatz wiedergegebenc Profilkoordinateii nicht mit der Profilsehne zusammenfällt. Diese liegt über der Abszissennrh.se.

Di« SchriftkUuag,

(i 19=,

a) Rc-chmingsgang: bei 1 = 100 nun: S = — ■ t = ' - -

- 100 — 39,5 mm, Entfernung dca Druckpunktes von der Profil-1 cm ' '

Vorderkante = x = ^ • t + -2— = 25 + 19,5 - 44,5 mm.

Ein Profil mit ähnlicher Formgebung, aber geringerer Wölbung und Dicke, ist da* Profil Nr. 165 (Gott.).

Auch dieses Profil (Abb, 3) besiUt eine praktisch scharfkantige Nase und hat die keulenförmige Geslalt mit der m blank auslaufenden Hinterkante. Die grölUe Dicke betrügt wenig mehr als 12 vll. Der Döchntauftrieb ist infolge der kleineren Wölbung geringer ats bei Profil Nr. 242 (Gütt.J. Dafür isl aber auch der Profil widerstand geringer mit cw*,„<„ = 0,020. Die beste P rofilg. eitzahl beträgt 47.

Durch die geringere Wölbung liegt der Druckmittelpunkt weiter vorn, nämlich für ca = 1,0 bei 37,5 vH der Flügeltiefe.

Das Profil kann &owohl für Segtdtlugmodelle als auch für Motornugmodelle Verwendung finden.

AI? drittes Profil, welches infolge seiner besonderen Eigenschaften Beachtung verdient, Beigen wir das Profil Nr. 227 (Gört.). Dieses ebenfalls stark gewölbte, aber diesmal rund-nasige Profi) (Abb, 4), ist ebenfalls in erster Linie für Segcl-fiugtnodelle besonder* geeignet. Die größte Dicke betrügt TiEibe.cn 15 vH, Der Yerlauf .der Polare fceägt bei diesem Profil eine sehr d cot liebe Sprungseile in der Gegend von c-'n — 1,1, Diese Spruugstelleu lassen sieh bei den dickeren Profilen mit runder Nase fast durchweg nachweisen. Die Ursache ist in einer Änderung des Zustande^ der Grenzschicht auf der Druckseile zurückzuführen.

Während nämlich Im Bereich unterhalb von ta=l,l die Grenzschicht auf Ober- und Unterseite weitgehend turbuJetit ist, wird die Grenzschicht der Unterseite oberhalb von rfl 5=s 1,1 laminar, so daß der Widerstund dadurch eine deutliche Verminderung zeigt.

Üm also diesen für gute Flugleistungcn wesentlichen Vorteil zu erreichen, muß man bei der Bespannung darauf achten, daü insbesondere die Unterseite sehr schon glall und genau hergestellt wird. Will mau einen stetigen Verlauf der Polare erreichen, so empfiehlt es sich* die Profiluasc in Anlehnung an das ProüJ Nr. 213 scharfkantig auszuführen. Ich habe dies au d«m hier gezeigten Profil 227 an einem grölten Segelflugmodell mit gutem Erfolg erprobt. Der üffnungs-winkel dieser Kunte au der ftase sollte 120° betrafen.

Die beste Profil gleitzahl ist 40: der kleinste Wklcrstands-beiwert tu,mjn™ 0,025; der Hochstauftrieh ist bei diesem Profil ehciifall.s nahezu c,, m„T = 1,8.

-12* -ff*

Öl CD

Ataeratoaiip- 0.9

ßlteHoäe in PnatnntndtrTitle

Profit 123

NVA Güttingen Kennwert10Ö0 120mmxSmf$

Auf by^^m tti^i^rrwh.

Abb, 6. Flugmodell-Tragfliigelprofil mit hervorragenden aerodynamischen Eigenschaften

Abb. 7. Tragflügelprofd für SchneUflugmodelle. und NurflÜgel

Infolge der geringere» Dickeist das Profil im ganzen etwas besser als 242. Die Saugseiten der Profile 227 und 242 stimmen äußer an der Vorderkante faxt genau ühcreiu.

Das weiterhin gezeigte Profil 301 (Gott.) ist an mehreren Flugmodellen als besonders günstig erprobt. Die größte Dicke dieses Profils (Abb. 5) beträgt 9,5 vH. Die beule

Profilgleitznhl ist———~ 48.

Dieses Profil eignet »ich deshalb, und wegen seines guten Hochstauf triebes, besonders für Höchstleistungs-Segelflug-modelte als atieh für IHotorJlugmodelte. Der Druckmiltel-punkt liegt für cfJ — 1,0 bei 35 vH der Tiefe von der Vorderkante gemessen. Diese größere Vorlage des Druckmittels ist durcli die geringere Wölbung bedingt.

Eine scharfkantige Ausführung der Nase bat sich nach unseren Versuchen als nicht notwendig erwiese».

Auf Grund unserer Erfahrungen an ausgeführten Flugmodellen möchte ich dieses Profil 301 ganz besonders empfehlen.

Ich möchte nun norh zwei Profile mit auffallend geringen Widerst and.sbeiwerten zeigen. Es bandelt sieb hierbei um <-ehr dünne Profile, wie s.ie in der Hauptsache an den auöen-verspanuten Flugzeugen Verwendung fanden.

Der geschickte Modell flieget wird jedoch bei jjuter Bauweise auch mit diesen dünnen Profilen ausreichend steife Flügel bauen können. Der Erfolg dürfte diese Mühe sehr wohl lohnen. Das stark gewölhte, auf Ahh. 6 gezeigte Profil Nr. 123 (Gött.) besitzt, aerodynamisch gesehen, die weitaus besten Eigenschaften.

Bei einer größten Dicke von 5,6 vH ist die beste Profilen

gleitzahl —----— = 67. Der Minimalwiderstand beträgt

1 p mm

0,0135 bei verhältnismäßig hohen AufIriebsbei-werten. Der Druckmittelpunkt bei cfl = 1,0 liegt auf 35 vH '.on der Vorderkante.

Da der günstige Bereich der Polare nur eng begrenzt ist, muli ein Flugmodell mit diesem Profil sehr sorgfältig eingestellt werden, damit mau auch tatsächlich die günstigste Stelle der Polare im Fluge verwendet. Am besten stoppt man bei völliger Windstille die Fluggeschwindigkeit und

rechnet sich daraus den geflogenen Auflriebsbeiwert aus. Man korrigiert dann so lange (Iure Ii Schwerpunkt Verschiebung, bis man den Bestwert für r„ mit rund 1,0 erreicht. Der r„-Beiwerl wird bestimmt aus der Beziehung:

Fläch en belaslinig (kg/m2)

c„ er/logen = _~^=3L ^--^

Da im Model Hl ug die Flächenbelastung meist in Gramm je IJnadratdezimeler angegeben wird, ist zur Umrechnung auf Kilogramm je Quadratmeter die Zahl für die Flächenbelastung ilitrrb 10 zu dividieren. Der 5taudrurk in geringer Hohe ist »"716 (t> in m/s). Demnach:

ca ertlogeii =---Wollen wir also <■„ erflogen = 1,0 erreichen, dann muß sein: v = 4 fCjF (m/s).

beträgt x.B. die Flächenbelastung 20 g/dmJ, d. h. 2,0 kg/m", dann muß die Fluggeschwindigkeit sein:

f = 4}' 2 « 5,7 m/s. Eine Sluppistrecke von 50 m müßte das Flugmodell demnach in 8,9 s zurücklegen.

Mau sieht schon aus dieser Rechnung, daß mau- um nicht 3Btt laugsame Flugmodelle zu züchten, die Flächenbelastung verhältnismäßig hoch wählen darf.

Bei zu geringer Flächenbelastung wird auch der Kennwert wesentlich kleiner als 1000 (m/s-inru); und dann dürften die hier gezeigten Windkaualmicssungcn keine Gültigkeit mehr besitzen.

Ein Profil, welches sich insbesondere Tür schnelle Benzin-motorfliigmodellc und auch für INurflügel-Bauarlen eignet, ist das Profil INr. 344 (Gült.).

Es bandelt «ich hierbei um ein Haches dünnes Profil mit geringem Höchslauf trieb und kleinem Widerstand (Abb. 7).

Die grüßte Dicke beträgt 7,1 vH.

Der geringste Proiilwiderstandsbeiwert ist rUp w(in — 0,0130

;iud die bests Profilgleitzahl liegt hei " - =41.

Ctl'p mo j

Dieses Proiii ist infolge der schwachen Wölbung und S-förmigen Krümmung der Mittellinie fast drurkpunklfes.t.

Bei <■„ — 0,8, d. h. im Bereich bester Pi ofilgleitzah), liegt der Druckmiltelpunkt in 27,3 vH der Profil liefe.

Auffallend an diesem Profil ist die über einen großen Hereich fa.st gleichbleibend verlaufende Dicke, die eine gute ffolmanorduung hoi zweibolmiger Bauweise gestattet, sowie die keulenförmig gerundete Nase.

Das Profil ist ein ausgesprochenes Schnellflugnrofil.

Im Hinblick auf das neue Preisausschreiben des iSS-Fliegerkorjjs wird sich dieses Profil für ein kunstflugfähiges Uenziuniotorflugmoitell gut eignen.

Aerodynamische Hilfsmittel zur Steigerung der Flugleistungen von Flugmodellen

Von NSFK-Sturmmann Rolf Germer, Zwenkau

Die Latidesstcllc Deutsches Volksbildungswerk Sachsen führte vom November 1942 bis Februar 1943 eine Vortragsreihe über Flugphysik durch. Die Vorträge wurden am Mittwoch jeder Woche in einem Hörsaal der Universität Leipzig von dem Modell Fluglehrer NSFK-Sturmmann Rolf Germer, Zwenkau, bei Leipzig, gehalten. Auf Einladung des Studentenführers der Universität Leipzig besuchte die Schriflteitung den Kinzetvortrag „Modellflug im, Dienste der Forschung", der unter anderem die gegenwärtig im Modeltflug vitt besprochene Reynoldssche Zahl behandelte. NSFK-Sturmmann Germer ist der Bitte der Schriftleitung nachgekommen und stellt hiermit einen Auszug aus seinem Experimentalvorlrag zur Veröffentlichung zur Verfügung. Die im Rahmen des Aufsatzes wiedergegebenen Strömungsbilder sind Aufnahmen des Blickfeldes des beim Vortrag benutzten Nebelkanals. Wenn verschiedene der in dem Aufsatz gemachten Angaben nicht mit überragender Deutlichkeit durch die betreffenden Strömungsbilder belegt werden, so liegt das daran, daß der Nebelkanal eben nur zur Veranschaulichung und nicht zur genauen Darstellung der in freier Natur oder im Windkanal eines Forschungsinstituts am Flugmodell feststellbaren Strömuiigszitstände dient. Die Schriftleitung.

Einführung

Gegen Ende des vergangenen Jahres ist im Verlag \olck-mauii Nach f. das Buch „Aerodynamik des Flugmodells" von F. W. Schmitz erschienen und hat in Modellfiiegerkreisen beträchtliches Aufsehen erregt und große Debatten für und wider ausgelöst. Da sich die Model Iflug-Lei&tuugsgruppe Zwenkau des Sturmes 2/39 unabhängig von Schmitz mit ähnlichen Untersuchungen zur aerodyuamischen Erforschung des Flugmodells befaßt hat, bin ich gern der Aufforderung der Schriftleitung dieser Zeitschrift nachgekommen, zu dem Problem des Einflusses der Reynoldsscheu Zahl auf den Modellflug und der damit zusammenhängenden Probleme der künstlichen Turbulenz usw. Stellung zu nehmen. Der nachstehende Aufsatz soll jedoch nur eine allgcnieUiYerständ-liche Einführung in dieses Gebiet darstellen. Wer tiefer in die Materie eindringen will, dem sei das ausgezeichnete, oben erwähnte Buch von Schmitz bestens empfohlen.

Unterschied: Flugzeug — Flugmodell — \ogcl

Die Leistungen des großen Flugzeuges und eines ihm geometrisch ähnlichen Flugmodells sind sehr verschieden. Während wir heim Segelflugzeug Gleilverhältnisse bis etwa 1. : 30 erreichen, liegen die Gleit zahlen des Flugmodells zwischen i : 5 und 1 : 10. Diese Tatsache ist schon länger bekannt. Hereils Horst Winkler sagt in seinem „Hnnidbueh des Flugmodellbauer", daß eine Vergrößerung des Flugmodells eine. GleitwinkelVerbesserung bedeutet. Es ist also anzunehmen, daß die Flugleistungeu mit der Größe des Flugzeuges zunehmen. Dem widerspricht aber die Tatsache, daß »las Gleitverbältiiis des mit dem Flugmodell im gleichen Größenbereich liegenden Segelvogels etwa doppelt so gut wie das lies Flugmodells ist (Milan nach Idrac 1 : 17).

Wir wollen nun im folgenden den Unterschied zwischen Segelflugzeug und Segelflngmodell einerseits und die damit im Grunde verwandte, aber doch verschiedene Leistungsdifferenz zwischen Segel Bugmodell und Segelvogel andererseits untersuchen. Als Früchte dieser Betrachtung werden uns Hilfsmittel zur aerodynamischen Verbesserung unseres Flugmodells so ganz nebenbei in den Schoß fallen.

Die Strömung um den Flugzeug* und um den Fltigmodetl-I rag flu gel

Um Aufklärung über die Gleitwiukefdtff erenz zwischen Flugmodell- und Großflugzeug zu erhalten, sehen wir uns die Luftströmung um heide Tragflügel im Raucbkaual an. Wäh-

Abb. 1. L msträmung des Flugzeug -Tragßügelprofils

1M. iJ. [rrn.vrrömu-ng eines Flugmuilclt-Tragflügulprujils (geringe Fluggeschwindigkeit)

reml heim Flugzeug die Slmmiini11 bin zur En dl eis le ;ui-nahemd anliegen [\1)lh 1), losen sie sieh heim FliigtnodeJI bereits in der Nahe der ^roßten Pmlilhohe ah (Abb. 2V). Die Verschiedenheit beider Slriimunden erklärt die l n-yleichbeit der Ff H Kleist iWBeK, [linier dein Mmlelttra^jlügel Im Iii et ^trli durch die frühe Abliinimg der Strömung ein ^rüDerer Tot räum (VTirhelfiebictl als hei dem Fhlgzeujilrat;-flügcl. d. Ii, der Modellividersl auiMieiwerl') i>1 isriilicr als der des (ii'illlln^/eii'ies. Aulicrdein wird durch die frühe Mtlütintj; am Minlellfliigcl der Sog an der Oberseile des Tragflügel:, geringer, d. b. der Auflriclisbeiwert') wird kleiner.

7. Ii s ;i i.....e it f£ e f a 1,1 1 : Der F I n f mml !■ I I ■ T r a |£ -

fl ü i; r 1 Ii » I einen gt" ÄK c t V Ii \V i d e r * l a ti d ■■ -Ii e t w e r t und einen kleineren Auftrieb--li e i » r r I alt der I r o Ii f I Ii g / e n g t r a g f I ii -gel <• l e i e h e n Profils. 11 e i d c s Ii a t e i u e ^ c i- > c Ii 1 t r Ii I P r im s d

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Das -Xlinliriikcitü-fC^c iz {Krynidd^pUf Zidil)

Dir kridrTi Sl römuti^-liild^r sind nur iLiilei rimiml+r Lalinlirli, wenn, svit? Rpjnoltjta fr^l^r^udlt iiiit. (Jus * rrliiilüii^

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sJbstfhit* Zähigkeit in kitirtiu.i seht' Ziililiikeit in my$*)i

X ii - ,i in in e ii u e f a Ij t : 7. w v i F 1 U g i CM g. X t ü g f I ii • jr e I jt I r i c Ii p ii Profil?- h a Ii e u nur il a n n g I ei p b e L e i s [ u ii p- ii . W e n u i Ii r R>y* ii » I d ^ n e Ii p ii Zahl p u gleich s i n d. Da uir im ModeH/lttg infolge klpinprpr <Jp>p)i(m iniiifikrilrn und kW'inprpr Tragflügellipfpu we*entltch kleinere KrwmJd--srhe Zahlrtl hahen als im Großffllg, intpn.-siert c« wie

der Anfiri*di und der Widerstand und damit der Gleitwinkel \on dpr Kpi n.ilil--i lit*n Zahl aldiänirrn.

Ahl. L ülolfivrdruhl um Flugmodell~Trtv*fiiipi'\pTvfd

Die kriti^piip \\v\nnldssdip /ulil

Wir bepboditen diuu einen SVIodclltrnEr^iigeJ im Jlaupli-kanal und im Vi indk-tnal tmil iindern dir KrynnM-^kr Zahl durch \ priiiulpnin^ dihr Anhlas^c^diwindipktit. Die Stmm-iiiiirii tViCXdejI hin &wh Prolil-rhpitel wir in eilirr Diisr zu-^ammni^riiriiii};! [Abb, <H l> - '1 p\. d. h. die .Stiöuiuujr w£fd immer ?fdmpllpr% und ilrr DrinHk auf das Prolil -inkl')T Man kann diesen Vorgang: mit piuer liL3rLiab rollenden Ku^el ver-pleiehen. Vuth hei dipspr steiiil die Gr.^pJiwind]iikeil und dir ka^pulii^ie nimmt bU zum tiefilpn Punkt üb, um von da ab wieder zu steigen, wiihrpinl die fieschu-jtirligkm'L pinkt (Aldi. 3 n). Dlo Knfrel errripht aber infolge Reihun;; niebl dir AusLran>i^hohpt sondern bleibt bereits vorher stehen, um schlieft)irU in ent*egel-ge$Otiflet RicKtwiig wiedpr ulivariii tu rollen.

Ahiiiielie \er|iü!tni?^e wie \u i der durt'h eine .Muhle rollpn-deti Ku^el luidpu wir auch bei unserer I ra^flii^el^lT iimuup. Dip LufLteileliPii werden in der wauiluahpii Sehiehl, die man mit Prnmlt! ..C r e n z s e Ii r p Ii l"fll iiputiL infolge Waml-

fl) Exakte Vhltilmiji dpr IEpynoldsieben Zahl siehe rlwa Kcli, ./reehni^rhe Stroiuun^slelire'\ S. 79—BS.

5) Der Druck wird immer kleiner und seh lieb lieb sufiar negativ, d. h. Ans dem Druek wird ein So;r.

ö) Die .kHrpii/i?ehirhtllieurie" vuu Prof. Prntjtill nuuml an, ilalj Our piue dünne **Cten/seliielir' der Wandreihnn^ nutei-liegt» während die Sfröttittiig üulierlmlh dieser Sebiebt rei-bun^^his erj"'i>lpt, Nldifred siebe etwa Schult. „Kinfiihriin^ in die Physik des Fliedens". S. fil ff. erln^ V olekmann. IVaehfi- lierliii'^baHotleuhurg 2).

Abb. 5< Obvn: turbulentes Anlegen; unten: laminare Ablösung der Strömung

r j I.hl11l: n !-_■-1 ■■■■■ blt- r. Sie gelangen deshalb nicht bis zur Kurlleiste, sondern kehren Hereits vorher ihre SlrömujigsrH'hhing Hin. um sich in Form eines Keile?, aus dem sich dann ein Wirbel entwickelt, utiler die Strömung zu schieben und rine Ablösung in der Nähe des Prolilsrheil eis herbeizuführen.

Steifem wir jetzt die Geschwindigkeit und damit auch die fteynoidsschc Zahl, so legt sich die Strömung plötzlich bei i.inec kritischen K e y n o I d s s c h e n Zahl fast bis zur End leiste au. Frklart wird diese Erscheinung analug /ur Rohrströmun^ und zum kla^-u-^hen Ku fiel versuch von Pranthl durch n-TurbuIcntwerden^ der Grenzschicht. dT h, die Teilchen der Grenzschicht werden vcruirhelt. sie führen

9

Profit N60 <*m^° d/t-0.12, b/t *S

SO ose WO ihm 150 mm

Abb. 6. Aus Schmitz: ..Aerodynamik des Flugmodells'-: Beispiel einer tittjikraflmessung an einem Tragflügelmndeli bei gleichbleibendem Anstelhiinkel und zunehmender lieynoldsscher Zahl. Der Ubergang vom unterkritischen (laminar abgerissenen) zum überkritischen (turbulent anliegenden) Strbmwigszusland der Saugseiten-Grenzschicht erfolgt bei der kritischen Reynoldsschen Zahl, hier bei Re^ = 6X000. Die Auftriebsznhl ca nimmt dabei spru nghaft zu,dieWiderstandszaht clt,ab.dusGh>itierhähni$ rv'cj,. uird etica 3 mal günstiger (ton 4 auf 12)

also jetzt auch Iiewrguugen quer zur Slröniungsrichluiig aus (Abb. 1). Hie wandniichsle Stromlinie (Raurhfaden) verläuft uirht mehr a/latt (laminar), sondern bewegt sieh von einer bestimmten Steile au in Schwingungen auf und üb, sie isl Turbulent. Es kommen dadurch die durch die Reibung abgebremsten wandnaheu Teilchen, die schon steckenbleiben wollten, aus der Grenzschicht heraus in die uuabgebremstc Strömung und werden i ou dieser weiter mitgenommen. Die Strömung reißt jetzt nicht mehr ah.

Zum Beweis dieser Theorie befestigen wir auf unserem Profil analog zum /Yimrtf/sehen Kugel verstirb einen Draht, den sog. „Slolperdrahl", von der Größenordnung der Grenz-schiciit dicke quer zur Strömungsrichtinig. An diesem Drahl ..stolpern"' die Grenzschichtt eilchen und werden dadurch iu die Außen Strömung gelenkt, erhalten von dieser einen Stoß ..in deu Rücken1" und können dadurch w~citcr „bergan'' strömen (Abb. 4). Wir können durch den ..StoIjicrdraht*L den kritischen Slromiingsumscliliig hereits vor Erreirhen der kritischen Rey nolilssrhen Zahl erzeugen, d. h. wir können dadurch die kritische Reynoldssche Zahl lierahselzen. Ganz besonders deutlich können wir den Unterschied /.wischen unter- und überkritischer Tragflügelströmung in Ahh. 5 sehen. Während auf der Unterseite des Sl romliiiienkürprrs

IM). 7. Dicker Turbulenzdraht ror einem Flugmodell-Tragflügelprofil

sich die Strömung au der dirkrltu Stelle laminar ahläst. wird auf der Oberseite die Strömung durch deu ..Slolprrdraht" Uirhulenl zum Anliegen gebracht.

Was hedeulet die Änderung de* Ströiuungszuslaudes für die Flugleistungen? Mit einer Waage stellen wir am Windkanal fest, daß hei der kritischen Rejnoldsschen Zahl durch das plötzliche Sichanlegen der Strömung der Widerstand*-heiwerl (r„.) um etwa ein Drittel sinkt (Ahh. 6), während der Auftriebsheiwert (r„) auf den doppelten Wert ansteigt, d. h.

das Gleitverhältnis ( ") 7) wird etwa dreimal günstiger

Das bedeutet: Im überkritischen Gebiet kommt unser Flugmodell ans gegebener Starlhöhe etwa dreimal weiter als im unterkritischen"). Es ist deshalb interessant, kennenzulernen, was für Bedingungen zur Erreichung des überkritischen Flugzustandes heim Flugmodell erfüllt werden müssen.

Mittel zur Erreichung des überkritischen Modellflughereiehes Wie aus dem oben Cesagtcu hervorgeht, müssen wir, um sonstige Moilellflugleistiingen zu erhallen, eine bestimmte kritische Reynoldssche Zahl überschreiten. Die Reynoldssche

ti • f

Zahl war ja bestimmt durch den Ausdruck He — •

') Gleitverhältnis S = Slarthöhe : liori/untale Flugstrecke

cte

W _ q~-~F _ Cy Ä ~ ca ~ Ca

q-F

^1 Dadurch werden die günstigen Flnglcistungen des Vogels erklärt, der sich infolge künstlicher Turbulenz im überkritische», also günstigen Flugziistand befindet.

Ahl. $. Lcitfliiclu* ithvr ihm Profil

J ist eine die umgehende Luft kenHzeicfrnti.de Ct&ß*> ilir win LnfiIcmiicraliir und LufliJrtirk nJihan^t. Die uarh folgenden YtfMtch« sollet! alle in der den heu Luft ilunh^r-fiihrt werden. V ist also unveraudei 1 teil und kann mit hinreichender \rrnampjkeil pleno 1 .'7M <£ese|^t werden. Vi 1 r haben also zwei Mo^Iiehkeileu. die Re\noh!-sehe Zahl /n -lei^eiu: <iureh < ie^rh wi;idi;rkeiNerhü hun<i und durch \ ei firoläeruuii der Tradln rrehiefe.

Wollen wir k. M. inll ui>*t*rem Flugmodell die Re> uohUsche 7,a\A eines ihm geometrisch ahnlhhen CroJiJIujExetigtt* erreichen. s,n imtf3 das V]u<irm,deik da es ja kleiner Ul. eut-*]>recheud -chneller als ilti^ Flnji/enji fliegen. 1 Hl die^e

esch w i m li-keitss leidem njj; hervor/üb ringen, müssen iv ir unser Fhi^nmdcll schwerer machen. f)ie fiiuiaue TierhuLiiijx f Li Ii r-1 /u der uumofliehen Forderung daJJ das I I r j m.. iir! i das gleiche (Gewicht wie das Grotiili]-zeug; haben ninli i-dehe Schmitz. ..Aerodv uauiik des Flugmodells", Seilt* I J-).

Da ^ir im Modell Ei möglichst ijcrin^e äink^oerWmdiii-keiteit erstreben, wünschen u ir keine all/u ^rotten E'lnpfie-srhw in di-keilen; denn die Siukfjeschwiudi-keit wachst ja mit der Flu^eschviindi^ken. AulJeritem hedemel die Siriiierun- der Flu-riesrhwindi^keil auch erhöhte HrncJij^^fallr I" i der Laudniig.

Z u s h m m e ii - e f a ü l : Die Steiger lt lt G e s c Ii ^ i ii i! i ^ k e i l zur K r ]i ö h n n R e y Ii d i (I s M1 h e n Z a Ii I ist ein n i c I s a ril e r Weg. Es bleibI die /weite Möglichkeit: \ i-i ^roliermi;: der Tra--flüyelliefc hei -e-ebener Spannweite. Da* bedeute, aber eine \ erkle. hierauf des Seitenverhältnisses*! und somit eine Erhöhung des iüfluziefieu Widerstandes (Rand widerst und), der -ich aber dureh Fndscheibeu einschränken läUt. Die Rech-nun- ergibt: wenn wir bei einem Flugmodell vnti ITiflll min Spannweite die Flügeltiefe von 201) mm auf 300 nhin erhöhenwird das il teil \ erhall piq trut/ Ver^füÖerütij!; des indu/iericn

d e r d r f r a l -

") Seitenverhältnis — Tragflüiiell ief e : Spannweite t : b.

W ideIrlande3 fa*t dopjiclt so -nt unil die Sinkj^esebwindiji-keit iJrci- hi* i it imal he.^rr. \ nraii* i:e>ei/L dah I ür den J i vtirlier ein unterkri tisidier Kln^/n^tand vu! ra i.

2 n s a in tu e n $ e f u ü l : Die \ e r - r ü U e r n r* - d (■ r T r a - f I ü e M i e 11- zur K r h ü Ii n n g der R r > -Ii o 1 d s s e h e ii Z a h 1 i t e r f n I p \ e r ^ |> i e <j Ii e u d. \uMer diesen beiden ..dirtd^lrn" MetJiuden y.ur Krreiehufi-eitler -iiiistjjieii Reyuuldssehen Zahl jiiht es norh riui^r „indirekte". ibe darin he-leheu, daf.i inan die (rren/,s( hiilu anatni: /um Prutidthrhrw Kn-elvci^iieh k ii n - t I i ij h I u r -h n I e u L rnueht und damit die kritische Ki*ynuld"c-hi' Zn9il zu kleineren W erten hin ver-i-bieiit. d. Ii. alsn: wir erreirbrn auch hei kleinen Flu-imnlrfNitime-Miiiiirii lizw, kleinen Cr--imh wind i-k ei ten günstige VUi gleist ringen.

ALh erstes haben wir den ..Sli>lperdrabt'\ einen auf der f raglliifjeluase ijuer zur t bi^riebtun^ befehligten J)rahl. ^ie Vir seilcju nben -eseheu haben -Abb, t/S), Kiue * |i i 1 * e |h r a ^ f I ii ^ t n a s e hat eine ahn liehe \\ irkiuif;. allerdim:^ erst \im eihCm lie^limmleii AusleHwiukel au. Man kann l'erner die ttnilrniuenile tuifl ^Iujii vor dem Trajrilüitel durrli ■ ■ii Gtlter irder im einfjrhsleu PfllJ dureb eitlen DialiL den

i.2

TT

Kreis platte

.-IWi. Jf>. .jk» Sihmiiz: Aerodynatnikdes Flugmodells: Ktnnxabl-

und Turbulenzempfindlichkeil (nach Frnndtl-Tie!Jens). Die Kreispidtie f oberer liildtiil) ist kennzahlunempfindlich: c,,-— konstant. Die gerundeten Körper xind l. kennzahlempfindlich: ittt-grzeigt durch ru -Sprung. 2, turbuteiizempfindlich: mit Turbulenzguter (gestrichelte Linien) erfolgt der c„-Sprung bei kleinerer Kc-Zahl. Für die Kugel gilt jene He-Zahl als kritische, bei der r„, 0,3, hier bei 2.58 • llfi. Turbulenzfaktor des II indkunah:

RetLun l.or, ■ itfi Rn-K.,,,,,1 2.r,n ■ Hf-

TF

-~- i.h

Abb. '). Ltitfltieke über der l'rofilnnse

sog. ./rurlnilrii/ciralir'. iiiü \\ icltrln \o\\ der GröUciturdiiun^ der Itreii/srliii'ht versehen. Auf \lili. 7 ist der Slitl|ierilrjlil Hi*egeil kleiiit-r Anhliisgt'^cli« iiuli^k-'il de- Ntlielkauuls ?.4-li r dirk. Wir kimnen ferner iler (iren^^chirlit durrli ..Spall-Hügel" und ..1.eilllii< hen" [Aldi, 8 ')) Energie /iifüliren und sie iladiinh zum liingcreii Anliefen zwingen. \hli. H jieij(l die ISeselil'.Miiiiiiuiig der 'jrfii/^iliicltl nhne S rr\\ irlH-limg. al-ti lamiiiari's Anliegen. Aldi. 9 Ht'M-lil'Mniigutig und \ rrwirlie-Inug der (»n'ir/.-rhiclit. al-o lurhuleiilf- Viilirgen von grol-U-r Energie'"!. \n<li ein Ah-augeii der (Irtu^si'hirlil kann /um

"') Wie «eil jittl diese lil/tgenaiiMleii Hilf-iiullel uiii'Ii in der l'ravis lies freien Moilellllii^es lie«iihren. stein imeh nielu ganz fesl. Teilerfolge liegen lici uns srhun vor. \ erseiiie-ileue \er.nrhe Iiefiiulen sieh noeli in der f'nI«ieklung.

HJ. 8 (l'Ji:!). X.3

Modcllliiic

33

Erfolg führen- Ein :uufere? Mittel *ur frühen Erreichung Je* üherkrit i-ehen Flng/n^tande1* i-t die geeignete I * r 111 i I iHi - -walik Wie V Irl», 10 *eigl. liegt die kriti-i he Kc} nnld^-che Zahl mNr so niedriger, je schlanker efti Körper i-1T Dfe- gilt hin Ii für Tragflügclprolile. \\ eiter können wir den hüch-ten l'mikl de- Pmfil-.. den *QgH fVidi1-eheiteL mo^lichM weit naih hiiiteii legen, wie i* z. heim Profil !N VGA üfjJ.2 der Lull HJ? Dadurch wird ifewav nicht ein. üherk rptiM'her /u-.laud gescheri. idier dte \ cr-ehiehnng de- Proül seheilels mirli hinten serligL aurh ill-u VIhiii-niiH .j>iM(ki. der ja immer in der ^ah!* der höchsten Prniilcrhchnng liegt, nach hinten l\hhT F1j. Diinh das lungere Vidieren der Strömung w ird der S^g au der * >herscil e und damit an eh der \u i 11 i ehr hei weil i ergroßerl. n ahieml hei gleicher Mrolillmlie der Vi ider-l iunl-hci u ert \iu \ eranderl hleilil

/ ii ^ ü jii m eil g e r m Li t ; 1) n <> \ Ii I i e g ff u iJ r r h I r ü -in Hilf!: j m ? I n g in u d e 11 l r u g f I ii g e I il u d die damit i t r h u u d e u e l.ri'l h n f lir^r-

r u ii p w e r il e n e r r r i r Ii I d n r tH Ii : g r i* h e T r a g f I Ü g e I l 1 v f e , S I o I p e i d r a h I . T n r -h ii I e n ■■■ d r a h i . T U r I- ■ I e n v. - p i t y e . S p p f t -f I ü g e | . L e I I f 1 ü i1 Ii 0 - \ h - a u g e Ii d e r ir r e u y. - e h i e h t . * r h I a n k e - E I ii g e I p r o f i I ii ti ti t\ U r e h jj «> e | g ri e I e I1 r 0 f i ] f 0 r t)t,

Hedem iing der neuen Erkenni nis*e für die \lodcIllfug|irn\i-

Hereil s kuvt nach dem Krsrli^iuen de- Srlittiifz^chou Hnelies Lmmtg man in vielen MndtdlIiugkreiden den Ttiphtt* leu^drahl hewnudcru> Die Rananlcilung war d:i/u nugefidir lu Igen de: M au ?-e|i läge reeh I- und liirk - in die .\ -a-en Iri-te einen ^ygel Und lieft1*-(ige daran einen Hin J luden - W ie War man dann aher enllau.-eht. wenn der erhoffte Ki folg des In rhulen/.drahte^"' nicht eintraf! Man -nclile natürlich den Fehler nicht hei *ieh -elh-i. --Limlcm -clirmpflc auf da* ttmdi nnd ^einni \ tirfa--rr und duriihrr liiikims auf die g.ui/e \erird>naiuik. TJieizu i*| folgende^ /u ^agen: Da* I1 Mildern der Tu rhu lenz ist widil da? -ehw ■ längste K;ipi lel der \ei n-ih nainik üherhari]^ und aus diesem f! runde, solange nieht I1 üiisl fnnne! n für die J3ra vis \ firljp^en. für ■ I. .. \1nilil II] li-imeh etwas unreife

feh moehte mir knrx andtMiten. wui'iu die Sjehwierigkeilen /11 sehen >hid. Der EfFekl de^i Inrhnlen/dryhle-i und der

Jlildrrr fl| MKS TVTI 3fc 1LJT l {7) 5iunuTl<uiJi Cirnn-f

Abb. il. Tn,?>flü£>t<lprojU SA CA 6t, 12

kün-tlieheu Tnrhuleu/ dauiiI iilierhdnpt liängl .i:■ ■ oit der Prnlilfuruu der Enlfernuu^ de- Druhle- ^ imi der _\n-eiilei-ir. \... i der Draht rlicke und vim der He> noldachen /;iht ninl ■1[iuilL toTi Tragllü^cl|iefe nnd tlexehwindigkriI. Dits -iinl im ganzen fünf seräinierliehe iiroLicn. Ich glau|>e+ das zeigt zur {genüge, daß da- fVohlem uielil üher den [}aumen ge]>edt ft iiilen kann,

W ir hahen nun ge-ehen« dal.i il- im Mudeilllu^: uueli -ehr i iel Neuland /n eroheru gihl. und ich hülfe, mit diesem \uf-ul/ neu ViVg da/u gt^A^ii^eu und ehien kleiner tfciliag ynr l.ei-^1 mig.-ivrrhcsMersiug de^ Flugmodell- geliefert zu fi:ihenH

Zu hü m rucn fq>H$u ug

Mit Hilfe der Hej luildssehen Zahl wird der Eeisi u n^sun I ei -• i hied zwischen Fliigzeug und l'lu^Tnnifell geklärt. Durch analoge \ ersuche au^ der aJIgnneinm Siroinuii^-lchi e weiden Experimente mit künstlicher Turlmlcnx tieschrieheu. dii-für den prakIiselien ModcflHng äußeret schwierig er^eheinenr Darüher hinan* sind auch noch aridere mrodynajui^elie Hilf — iniltel zur Lei-tung^i erhesserung de- EluginudelU yjigefüliri.

Gedankeu zur Kurs-Selbststeuerung vou Flugmodellen

Alle MadHIfliegrr. »lif liislicr Kiirfi-ScIhslstfiii'i-tiiigcii in ihre FluKroottetic fitij;el>aiil liahtn. wcrilpn lici fimt-!iüfte11 Krj)i».|>ui]^flLLf:en liäuli^ eine f>evisse Uiiüiivej-liihsigkeit ihrer Anlage beoltaelilel lialicn. SeN>^l bei ^nr^fältis^Iciii Anfliaii und Kitifiie^en des Kntler-iiierliatiL-^nnis ? I el I le man im in er i\ ieder f e^L da l.> {Irr i'iiit'iitlieln' Steuer«[jjiarat. der im]>nl!i^e!)ende Teil, nicht gan£ so arlieitel. \s~ie man is w iinhchen nutzte. Die Tollenden Allst uIiiiiiikcii solleti sieh daher ftwaa einteilender mit dem impiilsirfhciiflen Teil einer Selbst-st-euefffiilagf befaM-cti und uueh Müglivlikril Inlfen. f Ivru vorbuiidetie Lnklarheili'ii nn besieiliuen.

Weint man ein Klufiinodell in eine besiinitiile Uicli-fUllg sellist^leiiern Hill. Inuiiehl ititiu eilte riehlun^-fiehende kraft | Iiier R-K in Ii ^enaiiiitl. Die^e H-Krall kann von der Nalur jseliel'eit odi'e kiinsllielt er/en^l sein. Bisher wurden nur natürliche H-kvalte ulisp'-iinly.L. Verweiidel »nrdeti: Die Erdanziehung, die Kreisel« ii kun^. dir K mtipa i rk '.inj;, das Sonnen lieh!. \lle \\ iikiiujfeti der heuulzleti Kiiittr' sind seh m jitli. daher hat sieh hisbee immer nur der cleklrische Hiulcr-inecliatiisiinis hewälirl. Die H-Kratle Meiden im Sleuer-meellaiii^nnis (iaitl benutzt, bei einlreleuder knr-iinde-iiin^ den Hildet uieeiiauisiiius sti ^u ^ehalten, dal.i er die Kursänderung filtgegeüViirkl. Eine LicntsteHWOflg biaueht dazu Relais, Eine kniitpalisleiieruiif: bisher ;re-hiiuler Fnriu koilIin 1 kaum 5hm* Rrhiis ans, Kine kreiselsteuernn^ ailieilel uueli ubne Kelais uneli ln'-

h-iedigend. Kiiif* Peudektcuei'un^ brauirbt keine Redais: der ernst ha f tc Model I liiere r vrrn ende l sie a her n ieb l allein zur Kurssteiicruug. da ihre R-kralt senkreelil zur Flog ti cht ÖCg stellt und schon daher ihre Vi irksam-keit mehr als bedingt ist. Die Pendelstcneriiii^ snll deshalb in den uaelifolsendeu Helraehl uu^en mibe, i iieksiehli^l bleiben.

Betraeliten wir einmal schnell dcii [»rinzipielleu Aulhau der drei Selbststeiieiuu^sarleii l'iir natürliche R-kräTle in der bisher üblichen DanTonn.

Die Krcisclsleucruiij;: Kei den üblichen krcRektenei linken n urile last immer nur der Kreisel aJUj \\ endezeiger eingebaut und Verwendet. Die Autirdnuii£ ist dann l'rdi;eEiile:

Ein Kreisel, dessen Achse parallel zur Querachse des riu£]iu>dell> lieyl. ist so aul^tdiäIii; 1. dal.! er ab Ganzer, um eine Achse parallel zur Fl n^modell-kä UfLsachsc leicht drehbar isl. Dreht sieh das Flugmodell um seilK* 11 oehat'lise. so ]iiü/cs,s.ierl der kreise) um die Längsachse (dri'lil sich als Ganzes nin einen cn[sjireebend best imilileu Uetraft lim die kau^saehse I. Diese Abw eichnn^ aus der r\ori>ialhi;:e uird benutzt und ilienl zum Sehal-leii des Ü inlceii[eehauismus. | Die Oi ol-ic der Ab« crcli miu ist etwa der Wiilkcljreschwindijjkeil der Drehuui; ])ru-iiortional. I

Die KinnjiaJislcücriLti!': l.in au gl'-eiguetej; Stelle im Fliinuioili'll aiifieht achter k()iii])a!.l. dessen Nadel ehr I'id des Seballei« für den Ruilernieclianisniiis darslelil.

34

Modellnug

Bd. 8 (1S-13), N. 3

schaltet bei einer Kursabweichung durch Berühren eines Anschlagpols den Rudermechanimus. Da dabei oft Schwierigkeiten entstehen, wurden teilweise Relais verwendet oder der Kompaß durch Licht abgetastet.

Die Lieh'Steuerung: Ein Photoelement (bei doppelt wirkender Steuerung auch zwei Photoelemente) wird im Plugmodell so eingebaut, daß es bei einer Abweichung vom Kurs vom Sonnenliehr getroffen wird. Der in der getroffenen Zelle entstehende Strom schaltet über ein sehr empfindliches Relais den Steuermechanismus. (Sinngemäß mit künstlicher Lichtquelle zur Abtastung der Kompaßsteuerung.) Die Lichtsteuerung kann wie ein Kompaß betrachtet werden.

Alle beschriebenen Steuerungen reagieren also auf eine Kursänderung mit einer Kontaktgabe. Da zwischen den Anschlag- oder Auslösekontakten immer ein gewisses Spiel bestehen muß, wird sich stets eine tote Zone um den O-Wert befinden. Da zur Schaltung an den Kontakten ein bestimmter Druck gehört, schließt sich an diese Zone eine unzuverlässige Zone an. Betrachten wir einmal die häufigsten Steuerungen, die Kompaß- und die Kreiselsteuerungen, auf ihr Verhalten in folgenden Fälleu:

Fall 1: Das Flugmodell dreht sieh sehr langsam von seinen Sollkurs weg (z. B. Wirkung des Drehmomentes beim Benzinmotorflugmodell infolge Änderung der Drehzahl beim Erreichen anderer Luftschichten, Höhe.)

Fall 2: Das Flugmodell dreht sich mit mittlerer Geschwindigkeit aus seinem alten Kurs (z. B. Wirkung der Steuerung).

Fnll 3: Das Flugmodell bricht plötzlich vom Sollkurs aus (z.B. Wirkung einer Bö).

Die angenommene Kompaßsteuerung sei direkt wirkend, d. h. beim Berühren eines Anschlages soll sofort der Rudermechanismus geschaltet werden. Die Nadel habe eine Länge von 60 mm. Das Spiel bis zu den Schaltanschlägen betrage je 4 mm, der freie. Nadelweg also 8 mm (etwa 16° Drehbereich).

Bei einer Kursänderung, die um 8° und weniger vom SoIlUurs abweicht, geschieht hei dieser Steuerung überhaupt nichts; denn die tote Zone dieser Steuerung ist 16° breit. Beträgt die Kursänderung z. B. 9°, so wird die Nadel einen Anschlag berühren. Wegen der schwachen R-Kraft des Kompasses wird der Kontaktdruck sehr klein sein- Nur an ein paar winzigen Funkten findet der Stromübergang statt. Der geschaltete Strom soll aber den Rudermechanismus auslosen, muß also eine beträchtliche Stärke annehmen können. Dieser starke Strom verbrennt sofort die winzigen Kontaklpunkte und verschweißt die Nadel etwas mit dem Anschlag. Erst, wenn die Kursänderung sehr viel vom Sollkurs ahweicht, erfolgt eine neue, vielleicht genügende Kontaktgabe. Genau das gleiche tritt in verstärktem Maße beim Offnen der Kontakte ein. Auch Edelmetallkontakte und der Einbau von Kondensatoren schützen nicht voll vor dieser Erscheinung. Nur bei der Verwendung empfindlicher Relais ist hier eine Besserung zu erzielen.

Wir sehen also, mit welch großer elcktromechani-scher Schwierigkeit wir zu kämpfen haben.

Den Bereich, in dem die Nadel einen unzuverlässigen Kontakt gibt, in unserem Falle also etwa zwischen 8° und 14" Abweichung vom Sollkurs, nennen wir die unzuverlässige Zone des Steuermechanismus.

Was geschieht mit unserem Flugmodell, das mit einer derartigen Kompaßsteuerung ausgerüstet ist?

B e i F a I 1 Ii Das Flugmodell drehe je Sekunde um 1 vom Sollkurs weg. Bis zu einer Abweichung um 8° geschieht nichts (tote Zone). Bei 8° fangen die Kontakte an zu schmoren, bei vielleicht 12 Kursabweichung endlich setzt schlagartig das Arbeiten des

Rudermechanismus ein. Bis zum Ansprechen sind also 12 Sekunden vergangen! Je nach Wirksamkeit des Rudermechanismus bewirkt dieser nun ein Zurückdrehen. Ist die Wirksamkeit richtig eingestellt, dann wird man im besten Falle erreichen, daß das Flugmodell beim Durchlaufen der Stellung 6°-Abweichung vom Sollwert, den Rudermechanismus abschältet. Die Trägheit des Flugmodelles soll ein Weiterdrehen bis zum Idealfall 0°-Abweiehung gestatten. Dann haben wir zwar den alten Kurs, aber mit einer ziemlichen Versetzung zur Ausgangsrichtung. Arbeitet der Buder-mechanismus anders, stärker oder schwächer, dann kanu sich das Endhild nur verschlechtern. Von einem Zielflug kann keine Bede sein. Lediglich die allgemeine Richtung oder ein Pendeln in dieser Richtung kann bestenfalls eingehalten werden.

Bei Fall 2: Erst nach Durchlaufen der toten und eines Teiles der unzuverlässigen Zone spricht das Flugmodell an. Die Rudcrvcrstellung treibt das Flugmodell bis zum alten Kurs oder bis zum Pendeln um den alten Kurs zurück. Das Versetzen gegen den alten Kurs ist zweifellos kleiner, die Wirksamkeit der Steuerung also besser. Wenn aber der Rudermechanismus gerade an einer Stelle mit seiner Wirkung abklingt, wo bereits eine neue Störkurve entsteht, dann kann es zu Kursänderungen ähnlich Fall 1 kommen und somit die ungünstigere Steuerwirkung in Erscheinung treten. Die Einstellung des Rudermechanismus ist sehr schwer auf den Bestwert zu bringen. Sie gilt eben immer nur für wenige Sonderfälle.

Zusammengefaßt; Mittelschnellen Kursänderungen kann die beschriebene Kompaßsteuerung leidlich begegnen. Gewisse Kursfehler und Versatzerscheinungen sind unvermeidlich.

Bei Fall 3: Reißt eine plötzliche Bö das Flugmodell herum, so entsteht oft durch die leider beträchtliche Masse der Kompaßnadel ein falscher Steuerausschlag. Dreht man einen derartigen ungedämpften Kompaß mit engen Ausschlägen, so beobachtet man, daß die Nadel bei schnellen Bewegungen zwischen den Anschlägen pendelt. Das bedingt falsche Auslösung. Dieser falsche Steuerausschlag bringt das Flugmodell in schwere Gefahr, hei wirksamem Rudermechanismus oft zum Absturz. Zumindest entsteht eine wilde Pendelei, aus der das Flugmodell sich erst nach langer Zeit erholt. Schwere Versetzung gegen den alten Kurs ist fast unvermeidlich.

Nun zur Kreiselsteuerung. Der Kreisel sei, wie eingangs beschrieben, aufgebaut. Als Rückstellkraft diene die Schwerkraft. Hier müssen wir uns erst einmal klarmachen, wann überhaupt so eine Kreisel-anorduung anspricht. Wir wissen: auf eine Drehung um die Hochachse des Flugmodelles antwortet ein solcher Kreisel mit einer Drehung um die Längsachse, und zwar entsprechend seiner eigenen Drehrichtung entweder nach links oder rechts. Gegen die Drehung der Kreiselanordnung um die Längsachse wirkt in unserem Falle die Schwerkraft, die bestrebt ist, die Anordnung in die Ausgangstage zurückzustellen. Durch die Schwerkraft also wird der Ausschlag der Anordnung, mit dem diese auf die Drehung um die Hochachse antwortet, größenmäßig begrenzt. Die Größe des Ausschlages hängt nun ab von der Geschwindigkeit, mit der sich das Flugmodell aus seinem alten Kurs dreht. Erfolgt die Drehung des Flugmodells sehr langsam, dann wird praktisch überhaupt kein Ausschlag erfolgen! Dreht es sich sehr schnell, dann wird der Ausschlag auch sehr kräftig.

Die Drehung um die Längsachse wird mechanisch durch Koutaktanschläge begrenzt, über die bei einer

Ausweichbewegung des Kreisels der Rudermechanismus geschaltet wird.

Was geschieht mit einem Fingmodell, das mit einer derartigen Kreiselsteuerung ausgerüstet ist?

B e i F a I 1 1: Die Winkelgeschwindigkeit der Kursänderung ist zu gering. Die Steuerung spricht überhaupt nicht an. Die tote Zone einer Krciselsteuerung umfaßt die kleinen Winkelgeschwindigkeiten einer Abweichung vom Sollkurs.

Bei Fall 2: Die Steuerung spricht gut an. Sobald aber der Rudermechanismus zu arbeiten beginnt, hört auch die Konlaktgabe auf, es kann sogar bis zum Schalten des Gegensteuers kommen. Eine genaue Ah-gleichnng des Rudermechanismus ist erforderlich. Bei richtiger Einstellung entsteht ein Pendeln um dcu Sollkurs, doch nur so lange, wie keine Verhältnisse nach Fall 1 eintreten!

Bei Fall 3: Die Steuerung spricht ruckartig an. Wegen der Trägheit der Flugmodellbewegung bleibt der Rudermechanismus längere Zeit als bei Fall 2 eingeschaltet. Die Kreiselsteuerung arbeitet auch bei Böen!

Wir fassen zusammen; Eine Kompaßsteuerung reagiert auf Abweichung vom Sollkur*. Sie arbeitet bei ungedämpfter Nadel nur im Fall 1 und 2. Nur bei Verwendung einer gedämpften Nadel oder hei Einbau einer Lichtsteuerung kann der Fall 3 mit erfaßt werden. Die Kompaßsteuerung gestattet das Fliegen tn allgemeiner Richtung. Eine Wendezeiger-Kreiselsteuerung spricht auf die Geschwindigkeit der Kursänderung au. Sie kann nur den Fall 2 und 3 erfassen! Sie gestattet keine dauerhafte Kurssteuerung!

Die Fehler der bisherigen Steuerungen sind groß. Das hat auch noch tiefere Ursachen. Alle bisher verwendeten impulsgehenden Teile sind nur Ja-Nein-Steue-rungen. Sie zeigen nur die Seite an, nach der der Kurs-

fehler liegt und das auch nur iu einem Teil der Fälle! Die Kompaßnadel spricht eben erst nach einer bestimmten Abweichung an. Dann schaltet sie, gleichgültig ob die wirkliche Abweichung schnell oder langsam erfolgte. Und der Kreisel schaltet eben ab einer gewissen Drehgeschwindigkeit den Kontakt-Wenn wir ein Flugmodell aber wirklich in allen Fällen zuverlässig steuern wollen, dann müssen wir etwas mehr von unserer Anlage verlangen, dann genügt es nicht, nur die Seite zu behandeln, nach der der Fehler liegt.

Eine gute Steuerung für Flugmodelle muß folgende Werte des Kursfehlers erfassen:

1. Die Seite, nach der der Fehler liegt,

2. die Größe der Abweichung bis zu einem Grenzwert,

3. die Geschwindigkeit, mit der die Abweichung erfolgte.

Über den vierten Wert der Funktion, die Änderung der Geschwindigkeit, d. h. die Beschleunigung der Abweichung, brauchen wir beim Flugmodell nichts zu wissen.

Unsere Steuerung darf praktisch keine tote Zone aufweisen.

Der Rudermechanismus darf ebenfalls kein Ja-Nein-Mechanismus sein. Er muß den verschiedenen Anforderungen genau so Folge leisten. Auch eine Beschränkung der Wirkung nur auf das Seitensteuer scheidet aus. Nach meinen Erfahrungen hat sich nur der von mir im „Modellflug" Heft 11/41 beschriebene Rudermechanismus1) bewährt, der elektrisch einstellbar ist und bisher allen vorkommenden Belastungen gewachsen war.

■') „Die Steuerbeeiuflussung bei Selbst- und Fernsteuer-Flugtncrdeilen und ein Lösungswez.'*

Kfeinmoforen

Schaltskizze einer kombinierten Magnetkompaß* Wendezeiger -Kreisel -Steuerung für Flugmodelle

1 Magnetnadel {ein Pol des Kompasses}, 2 = geeignet in' teter tT*ider standsteil des Potentiometers, auf den der Pul 1 des Kompasses arbeitet. 3 ~ An-

schlägt f isoliert^ 4 - tFendezeiger-Kreisetanordnung. 5 tum Schteifpol ausgebildeter Teii der Wendeseiger-Kreiselanordnung. 6 = geeignet ausgebildeter Widersl6.ndsle.il des ztigeha'rigen Potentiometers* auf den der Sehteifpot 5 arbeitet, 7 Regelu:idtrntani für die tf'endeseigerteirtiung. 8 = Rrgeltriderstond für

die Kampaßisirkung. 9 = Stromquellen f Polling beachten!}

36

Modell [lug

Bd.8 (1913), X.3

Eine wirksame Steuerung muß also kombiniert sein. Sie muß aus einem Impulsteil für die Richtung und die Größe der Abweichung und aus einem Impulsteil für die Geschwindigkeit der Abweichung bestehen, praktisch also aus einem Kompaß (Funk-Peilempfänger, Schallrichtungsempfänger, Kunstlichtemplänger, Lichtkompaß, Magnetkompaß, Kurskreisel) und aus einem Wendezeiger oder gleicbarbeitenden Wirkelement bestehen. Für jede Abweichung vom Kuhe-wert muß die Anlage entsprechend verschiedene Impulse an den Rudermechanismus abgehen. Allerdings wird man im Flugmodell einen Höchstwert durch Anschläge festlegen. Kombinieren wir z. B. eine Magnet-kompaßsteueruug mit einer Wendezeiger-K reisel-sleuerung, so müssen beide Anzeigeorgane nicht nur auf Anschlagkoutaktc, sondern auf Potentiometer arbeiten! Der prinzipielle Aufbau ist in der Abbildung dargestellt. Weicht die Kompaßnadel durch eine Kursänderung vom O-Wert ab, so entsteht in dieser Brückenschaltung eine Spannung, deren Höhe proportional der Abweichung ist. Je nach der Höhe und Richtung dieser Spannung kann dann der Rudermechanismus ansprechen. Bei Verwendung der Störungssthrau-ben im Tragflügel (vgl. Aufsatz im Heft 11/41 dieser Zeitschrift) ergibt diese Spannung dann bei richtiger Einstellung ein in Stärke und Richtung entsprechendes Laufen der Kleinmotoren, also eine Ruderwirkung, die. die Fälle: Seite und Größe der Abweichung umfaßt. Die tote Zone der Kompaßsteuerung ist vermieden. Verwendet man außerdem eine gedämpfte Kompaßnadel, so ist auch der Fall 3 (sehr schnelle Kursänderungen) noch auswertbar.

Arbeitet auch der Wendezeigerkreisel auf ein gleichartig geschaltetes Potentiometer, so erfaßt man praktisch alle Werte, die für die Auswertung der Geschwindigkeit und auch der Richtung der Abweichung erforderlich sind. Die Anschläge der Potentiometer dienen nur als mechanische Sicherheit für die Anzeige-Organe. Der Potentiometerhereich und seine Kenn-

linie müssen so aufgebaut und auf den Rudermechanismus abgestimmt sein, daß der Anschlag nur in den seltensten Fällen und nach Möglichkeit auch nur vom Kreisel erreicht wird.

Eine derartig aufgebaute Steuerung gewährleistet in allen vorkommenden Fällen ein sicheres Arbeiten. Sie gestattet ohne große Versatzersehcinttngen das Fliegen in Zielrichtung. — Ihre Anwendung dürfte sich besonders beim Benzinmotorflugtnodell zur Ausführung von Ziclflügen bewähren.

Verwendet man statt der natürlichen Richtkrait eine künstliche, z. B. einen Hundfuuksender. so ist das Aufliegen eines Zielpunktes möglich. In Verbindung mit einer Fernsteuerung, die dann nur die Anzeigeorgane in die gewünschte neue Richtung stellt, ist eine sichere Beherrschung des Flugmodells möglich. Gefährliche Flugzustände, die bei unmittelbar ferngesteuerter Ruderverstellung nur zu leicht eintreten, sind vollständig vermieden.

Der Aufbau einer kombinierten Selbststeuerung erscheint zunächst sehr schwierig. Verwendet man aber im einfachsten Falle einen Flüssigkeitskompaß (ähnlich den üblichen Flugzeugkompassen), dessen Flüssigkeit ein geeignetes Elektrolyt ist, so hat man nicht nur einen gedämpften Kompaß angewendet, sondern durch die großen Kontaklflächen, die nie in direkte Berührung kommen, das Kleben und Schmoren vermieden. Ein derartiger Kompaß kann zur relaislosen Schaltung der Rudermotoren verwendet werden.

Da die Kräfte am Wendezeigcrkreisel bei großer Schwungmasse beträchtlich sind, kann eine solche Anordnung ohne Schwierigkeiten auf ein Feiudraht-Potentiometer arbeiten.

Uber Weiterentwicklungen auf diesem Gebiet und insbesondere über den genauen technischen Aufbau der einzelnen impulsgehenden Teile von Kurs-Selbststeuergeräten wird im nächsten Heft dieser Zeitschrift berichtet werden.

Start- und Steuergeräte für Flugmodelle

Von NSFK-Obersekarführer Friedrich Träger, Fürstenfeldbruck

Die Zejtsehaitung von Benzinmotoren für Flugmodelle, das Abwerfen von Fallschirmen sowie die Auslosung von Steuer- und SchleppHugvorrichlungcu werden im Modellllug im allgemeinen durch Verwendung von Uhrwerken oder uhr-w erkühn liehen Zeitschaltern hewirkt.

Der große Wettbewerb für BeuzinmoloHlugmodelle. der durch den Korpsführer des NS-Fliegerkorps für den Sommer J943 ausgeschrieben ist, hedlngt in erster Linie bei den Knust flugiundelleii die Anwendung des Uhrwerkes nicht allein als Zeitsehalt er, sondern auch als Steuervorrichtung.

Da die meisten Modellllieger ihre Zeitschalter und Steuergeräte selbst anfertigen, soll miit diesem Aufsatz ein Fingerzeig gegeben werden, wie und auf welche Art mit geringstem Arbeitsaufwand ein guter ZeiLsrhaite.r bzw. eine UhrwerkSteuerung gefertigt werden kann.

Der größten Beliebtheit als Zeitschalter erfreut sich gegenwärtig unbestritten der Photo auslöser „Auto knips"1. Die Laufzeit desselben ist jedoch etwas zu kuris. Um sie zu verlängern, muH mau au dein Kudrad (Hremsrad) kleine Blech Hügel oder Ii] ei Stückchen anlöten. Diese erhöhen die Bremswirkung. Die Laufzeit des Zeitschalters läßt sich dadurch his auf etwa 2 min verlängern. Den Aufhau eines derartigen Zeitschalters, also unter Verwendung eines Photo-uuslösers ,,Auloknips*\ zeigt Abb. 1. Sic gibt gleichzeitig an, dali sich an diesem Zeil Schalter auch der Hebel für die Schleppvorriehlung unterbringen läßt. Je einfacher die Ausführung, desto sicherer die Wirkung!

Da bei dem ausgeschriebenen Wettbewerb längere Flug-zeitej. als soust üblich sowie die Durchführung eines KuusL-llugprogramms vorgesehen sind, dürfte die Verwendung eines

Photoanslösers für die geforderten Leistungen nicht mehr ausreichen. Damit wird die Auwendung eines Uhrwerkes erforderlich. Außerdem sind Photonuslöser auf dem Marki

Johkppttog-Austösung

, ,,■ \ fä-Btect) 0,7 hart

fyderndwrl/ttgend,^

Anschluß zum Motor

f&derstaht t%£mi7!

Zündstrom-Vnferörecfiung

mich auflöten

Befestigungs Winkel

BefestigungsSpant i,SmmSpfi

Anschluß zur Botterfe

n Aufoknipjt}

Abb. 1. Photoauslöser ..Autoknips1-

Bd. 8 (1°43), N.3

Modcllllug

37

Jek-ffod

Abb. 2. Aufhau eines Kteinweckeriverkes

ohnehin nicht mehr erhältlieh. Für den Selbstbau de? Zeit-srhallers verwenden wir zweckmäßig, das Werk eines alten Kleinweckers, den wir von jedem Uhrmacher, falls diener guten Villens ist, geschenkt bekommen.

Der grundsätzliche Aufbau dines Kleinweckers geht aus der Ahb. 2 hervor. Die Werkerrader, Wechselnder, Zeigerweile, den Anker, die Unruhe und den größten Teil der Platinen können wir zur Gewichtsersparnis beseitigen. Wir lassen von dem Wrckerwerk nur das absolut Notwendige übrig (Abb, 3). Dabei können wir die Aufzugsfeder gleichfalls um mehr als -die Hälfte kürzen.

Auf die Welle des Ankerradea löten wir ein Stück Messingrohr (Weichlot) nach der Zifferhlattseile hin. Das Lager bohren wir daselbst entsprechend nach. Um ein Herausfallen der Welle beim Lauf 711 verhindern, vriid eine kleine Unterlegscheibe auf die Welle bzw. auf das Messingrohr so auf-

jiufzugs-sebraube

Abb. 3. Nach dem Umbau des Werkes

gelotet, daß die Unterlegscheibe innen am Lager der Ziffer, hlattseitc aufliegt. Mit einer feinen Lauhsäge sehneiden wir einen kleinen Schlitz in den vorstehenden Teil der Welle. Dieser Schlitz ist für die Aufnahme der Brenisfeder bestimmt.

Für die Herstellung der Brem.ifedcr verwenden wir ein Stück von einer Tascheniihrfeder. Die Bremsfeder wird gemäß Ahb, 4 genau S-förmig gebogen. Au beiden Luden loten wir je ein klemes Stück Blei an. Auf die Platine ist alsdann die ßrelmstrommel zu löten. Die Bohrung des Bremsrades muß dabei genau in der Mitte der Trommel liegen. Nunmehr wird die Bremsfeder in den vorgesehenen Schlitz der Ankerradwelle gut eingelötet. Bei™ Lauf biegt *ich die Feder durch die Fliehkraft auf und drückt gegen i1:'.- Trommelwundung. Die damit eintretende Reibung bewirkt einen langsamen gleichmäßigen Lauf; durch entsprechendes Vorbiegen der Feder können wir die Laufzeit des Werkes bestimmen.

An der Aufzugswelle befestigen wir durch die All fing/-schraube die Scheiben für die Zeitschal tun g und Steuer-

betätiguug (Abb, ii)- Die Scheiben sind zunächst kreisförmig und aus 1,5 mm starkem Sperrholz., Hartguimmi oder ähnlichem Werkstoff zu fertigen. Soll das Uhrwerk allein als Zeitschalter Verwendung finden, ist nur eine Scheibe erforderlich, die dann einen Auschlagstilt oder eine Einbuchtung erhält, womit die Schaltung entsprechend unterbrochen wird. Gleichzeitig ist ein Anschlag vorzusehen, der ein Weiterlaufen des Uhrwerkes verhüidert.

Sollen aber noch andere Auslösungen oder Steuerbelati-gungen vermittelt werden, so sind mehrere Scheiben einzusetzen. Je nachdem die Einbuchtungen au den Scheiben -rändern augebracht sind, können alle möglichen Bewegungen des Flugmodells zu verschiedenen Zeiten ausgelöst werden. Die Betätigung der Auslöse- oder Steuerhebel wird direkt von den Einbuchtungen der Steuerscheibe aus auf die Schallgeräte oder Ruder übertragen. Die Hebel seihst sind durch Federzug an die Scheiben angelenkt, wobei die Spannung der Federn größer sein muß als die im Fluge auftretenden, ßuderdrücke.

Abb. 4. Aufbau der Bremsfeder

Die Laufzeit des beschriebenen Uhrwerkes laßt sich auf über 5 min (je Scheibenumdrehung) ausdehnen. Durch Ermittlung der genauen Umlaufzeil kann die Scheibe auf Minuten und Sekunden geeicht werden.

Kunstflugversuche wurden früher schon mit einem Segelflugunodell der Modellfluggruppe, der der Verfasser angehörte, ausgeführt. Hierbei gelangte ein auf die beschriebene Art gebautes Uhrwerk zur Anwendung. Es bewies seine Brauchbarkeit. Die in der Ausschreibung des Korpsführers des NS-Fliegcrkorps geforderten Kunslflüge lassen sich natürlich auch durch andere Steuergeräte verwirklichen. Die Praxis erst wird zeigen, welchen Geräten letzten End&s der Vorzug zu geben ist.

zum Motor >>on8afcr/'e

Federn

loufr/chfi/ng

a ünfo-u.Rec/ifsfturye 4zum <5e/fenrudtr

b Überschfag 2 » Nähen »

c Rofie 3 " ffusr t

Abb. 5. Wirkungsweise der Steuerhebel 1 bis 3

38

Modell II ug

Hd. 8 U'Jtf). N..S

Unsymmetrische Flugmodelle

Du* Beispiel des im Vorjahre erstmalig dir Öffentlichkeit torgeführten unsymmetrischen Ftugrsettjc* ..UV 141" ist für verschiedene Modellflieger Anbiß genesen, ein uiisymruelriichcs Flugmodell zu enltrerjen und zu bauen. Nachfolgend Werden die Berichtß ztceier IIoddlflicger gebracht, die sich mit diesem Gebiet der Modellflugti i linik beschäftigt hoben. Eine Gewähr für dir gemachten Angilben kann die Siliriltlritung nicht ülier nehmen. Die Schrijttcilting.

Mein unsymmetrisches Scgelflugmodell

("on Johann Lehnen. Stettin

AI« Milte vorigen Jalnes in den illuslrierten Luf 11 iihrl-/eitsrhriften die ersten Bilder iiinl Ueriillle über das mi-)in-uieirisclir Flugzeug ,.liV 1 -U" erschienen, Taute if!i den Eat--ihluß, unter Aiiieliiunig an ilas tu iiniilrugi'U de, Flug/eng ein un--\mutet rights 1"]ugniodell /.u entwickeln. Da es mir üußcr^l gewagt erschien, ■ -!■ i.■ - besondere Erfahrungen sofort sin den Kau eines uusyuiutctri-chen Molorllnguiodc.U /,u schreiten, besrhränkle irli inii'li zunächst auf ein Segelt]ugmorle]I. Die aus der Sialiilitütslchre des Muilelll!uges bekannten Faust-furiiieln Tür die Furtugebuug und die Ci-üli"iilieiiies.i;iiig des Tragflügels und de>- Leitwerke des Kl ug in od eil s übertrug ich HLi^fi auf diesen neuen Flugmodellen urf. In Abänderung des Vorbilde- II]" ordnete ich dar- Seileulcit\wrk tiiclil auf dem 1,tunufcnile au. sundern am Filde des rechten llnl.cnleitwcrkslmnu.el- {\ gl. Abb. Ii. leli m n If Ii- erreichen. ueiU das S.i.lenleit w erk auf der l.üng-:.ijh-tj des I'lugiiunlel I-/ii liegen kam: denn iniler diese, und /war in der Traglliigel-uulle. verlegte ich auch den Slarlttukeu it.tr Au-.] übrnug von

Das Unsymmetrische Scgetfliigmodelt

Horlir.1 lirls. Zur \ ertucidung der Gefahr von liesc'had i-gungen beim F.iulljcgen achtele ieb bei den \ erlüiiduiigs-stelleii /.ivisrheti den Rümpfen, lli'iu Iragflügil und dem Leitwerk ant' anskIiukharc ffefe-1igüoüen.

Vtch einmonatiger Arbeit h;itle kJh das i' IugiuuilcII fertiggestellt (Abb. 2). Die ersten v*ir?iehi r^cu SturlvevMiche verliefen zufriedenstellend. Durch l.uiges Tumiiiicii gelang es

Abb. 1. Übersichtszcichntingen tles tinsyninii'trtscheii Srgelflugmadells

Ild. 8 (1913), N.3

Modellflug

39

mir schließlich, daß das Flugmodell aus dem Handstarl einen langgestreckten Geradeausfiug ausführte. Nach dem ersten Hochstart mit der Hochstartrolle flog das Flugmodell einen großen Kreis und kam auf halber Strecke zum Startplatz zurück. Die beobachtete geringe Schwanzlastigkeit ließ sich durch eine geringfügige Fläehetivcrlagerung leicht beheben. Bis heute habe ich bei ungünstigen Wetterverhaltnissen Flüge bis zu 2Vtmin Dauer nach Hochstart erreicht. Die Sinkgeschwindigkeit des Flugmodells liegt hei etwa 0.50 m/s.

Das unsymmetrische Flugzeugmodell „BV 141"

Jon lIJ-Rottenführer Gunther Grieslert Grusbnch

Mein hesoudeies Interesse im Modcilflug gilt schon seit Jahren dem Bau naturgetreuer Flugzetigmodellc. So entstand Ende vorigen Jahres nach fast zweimonatiger Arbeit das durch Gummimolor angetriebene Flugzeugmodell .,15V 141". Dabei richtete ich mich nach den Abbildungen, die ich über das unsymmetrische Flugzeug „BV 14]", in den deutschen Zeitschriften fand. Bald nach Beginn der Arbeit stellte ich fest, daß beim Entwurf und Bau des Flugzeuginodells verschiedene Schwierigkeiten zu überwinden waren; Wo luußle der Schwerpunkt liegen, welches Tragflügel profil und mit welchem Ei ustellwiiikcl war zu wählen, wie hatte ith die Fläehenverhälinisse von Tragflügel und I(üheuleitwerk fest-

•hwerpunkr — -.. - -

eingezogenes führ sveriöein

75¥ ßumpffange SSO

Ahb. 3. DTnufsiehtzeichnung des unsymmetrischen Gummimaltir-Flugzeugmodetls ..KV 141--

i

zulegen und welche Zugrichtung mußte die Luftschraube haben? (Hinsichtlich der letzten Frage ergab sich ja die sonderbare Tatsache, daß der das Triebwerk aufnehmende Rumpf außerhalb der Flugmodellängsachse anzuordnen war.)

Bilder (2): Grie=ler Abb. 4. Flugzeugmodell ,.BV von vorn gesehen

Auf Abb. 3 ist die Draufsicht des ■r'lugzeugiuodells dargestellt. Der Schwerpunkt liegt in der Mille des Tragflügels, ''"/s der Tragflügel liefe von der Tragflügel Vorderkante entfernt. Zum Ausgleich der zu erwartenden Auf trichsdifferen-zen versah ich die Außcnflügel mit bewegbaren Querrudern. Der dreiflügeligen Luftschraube, deren Durchmesser 230mm beträgt, gab ich eine Zugrichtung von — 2'"*, gemessen /.iir Flngmodellangsachse. Eine seitliche "Verstellung der Zug-richtnng zum Ausgleich des Drehmomentes der Luflsehraubc hielt ich für unangebracht, da der Yorlriebsmittclpunkt ohnehin seitlich der Längsachse des Flugmodells liegt, also die Voraussetzungen für ein Drehmoment um die Ilochaehsc vurhanden sind.

Um meinen Hauptgrnndsalz, nämlich eine möglichst weitgehende naturgetreue ISaihbildtmg des manntragciiden Flugzeuges bei gleichzeitiger Erreichung guter Flugleistungen, einhalten zu können, entschloß ich mich, das Flugzeugmodell mit einem Einzieb fahr werk nach dem System von Schel-haase'} zu versehen.

Das Einfliegen des Flugmodells bereitete keine allzngroßcn Schwierigkeiten. Das Flugmodell flog mit einem als sehr gut zu bezeichnenden Gleitwinkel. Beim ersten vorsichtigen Motorflug erreichte es 7 s Fingdauer. Diese vergrößerte ich allmächlich auf 9, dann 11 und schließlich 22 s. Leider war es mir nicht möglich, den Gunimimotor, wie es zur Erreichung höherer Flugleistuugeu erforderlich gewesen wäre, zu verstärken, da mir hierzu deT zusätzliche Baudgummi fehlte. Doch genügte es mir, zu wissen, daß die Flugeigenschaften meines unsymmetrischen Flugmodells durchaus den Anforderungen genügten, die an Normalflugmodelle gestellt werden. Ich hin überzeugt davon, dal.i mein Flugmodell ,.BV 111", etwas vergrößert und lull einem Benzinmotor ausgerüstet, leislungsmäßig anderen Normalllugmodelleu mit Benzinmotor gegenüber nirht nachstehen würde.

') Bauplan im Verlag C. J. E. Vol.kmann. Nachf. E. Weite, Merlin-Charlotten bürg.

Abb. 5, Flugzeugmodell ..BV 141" von hinten gesehen

40

Modellllug

Bd. 8 (1943), N.3

Gummiräder für Benzinmotor-Flugmodelle

Von Hauptschullehrer Eduard Kreis, SchmiedcbergjSudeten

Die in nachfolgendem Aufsatz gemachten Ausführungen beziehen sich auf das in lieft 6/1942 dieser Zeilschrift von Peter Meyer, München, veröffentlichte. Verfahren zur Selbstherstellung von luftgefüllten Gummirädern für Benzinmotor-Flugmodelle. Dem vorliegenden Aufsatz schickt die Schriftleiinng auf Wunsch von Peter Meyer Angaben voraus, die die Priorität einiger technischer Einzelheiten der Radherstellung betreffen. Es hat sich nach der Veröffentlichung des im Heft 6/1942 erschienenen Aufsatzes herausgestellt, daß der Aufbau und die Wirkungsweise der Teile des Rades, die das Auf pumpen gestalten, in einem Deutschen Rcichs-Gebrauchs-Musterschutz des Ingenieurs J. Goedecker, Mainz/Gonsenheim, aus dem Jahre 1938 geschützt sind. Die Scliriftleitung.

Im Jtiuiheit 1942 der Zeitschrift „Modeltflug" ist ein Verfahren nur Herstellung InftgefülllPr Gummiräder beschrieben. Ich will hier keine Kritik un dem Verfahren üben, sondern die Mangel hesrhreihen, die sich hei der Herstellung meiner Rader ersahen und wie ich sie lielluh.

Zuerst machte ieh die Erfahrung, dali die Kader leicht • x/cntrisi'h geraten. Deshalb versah ich den inneren und äußeren King mit einer Mittellinie, uu deren Verlauf man nach dem Aufspannen auf die Form leicht jede Unregelmäßigkeit erkennen und verbessern kann. Nach dem Aufkleben der grollen Gummi seh eihen iü.r> mm -&) habe ich das Itad vorsichtig und leieht in das Futter der Drehbank gestaunt und mit dem Füllfederhalter das Loch für die Nabe und einen weiteren Kreis mit dem Durchmesser von 36 mm angerissen. Ali diesem letzten Kreis konnte ich gut den iiu Bereu Ring aus Hebten.

Die Forin des fertigen Kades erschien mir etwas zu fdum]>. feh vergrößerte aus diesem Grund den Durehmesser der Verstarkungssch'nbe auf 28 mm, ebenso den der Aluminium-scheibeu. Die neue Form sieht recht gcfällig aus.

Während die erwähnten Neuerungen lediglich der Verbesserung der äußeren Form dienten, über die man gegebenenfalls auch hinwegsehen kann, so sollen die nachfolgenden Ausführungen den Kern der Sache treffen:

Ieh machte nämlich die Erfahrung, daß die eiligepumpte Luft höchstens 1 Stunde hielt. Das hewog mich zu folgenden Änderungen: Die Nahe stellte ich aus einem Stück Messingrohr (12 mm und 10 inm Länge) her, auf das ich beider-t-eits Messingscheiben von 1 mm Stärke lötete. Die Bohrung für die Buchse wurde auf der Drehbank angebracht. In das durch den Rohrmantel laufende Loch wurde ein Fahrrad-veutil, das für Ventilsclilauch eingerichtet ist und ebenfalls aus Messing besteht, eingelötet. Das Ventil wurde unterhalb der Schwellung abgedreht und mit einem Zapfen versehen. Uevor die Nahe in das Bad eingeführt wird, schiebt rniiu

Vephfscfilauch /brirrodredtit

'u-Jchei'öt Messingröhr

oitfge/öfefe tfessingscheiäe

Schnitt durch, das Radinnere

ein Stück Ventilsclilauch über das A'entil. Wichtig ist. dun der Schlauch gut über die Schwellung geschoben wird.

Es braucht niemand Äugst zu halnjit, dali er etwa US« Röhl mit Ventil nicht durch das 5 mm-Loch der Citmmischeihe brächte. Ich habe es spielend eingeführt, trotzdem die Yer-xtärkungsscheiben schon aufgeklebt waren.

An den Kopf der Buchsen habe ich je 2 Flächen angefeilt, damit mau sie beim Verschraubeu gut festhalten kann. Man kann auch ebensogut einen Schlitz für den Schraubenzieher einschneiden. Die so angefertigten Räder halten die Luft -viele Wochen lang.

Inhalt des Schriftteils

Seite

F. W. Schmitz: „Aerodynamik des Flugmodells" ... 25 I'ragHügelprofile Tür den Modellflug. Von A. Lippisch . 25 Aerodynamische Hilfsmittel zur Steigerung der Fluglei-stutigen von Flugmodellen. Von NSFK-Slurmmunn

Rolf Germer...............29

Gedanken zur Kurs-Selbststeuerung von Flugmodellen. Von NSFK-Truppführer Egon Sykora......33

Seite

Start- und Steuergeräte für Flugmodelle. Von NSFK-OberscharfÜhrer Friedrich Tröger , » * '.-t * t .36

Unsymmetrische Flugmodelle. Von Johann Lehnert und HJ-Rottenführer Gunther Griesler.......38

Gtimmiräder für Benzinmotor-Flugmodelle. Von Hauptschullehrer Eduard Kreis...........40

Dieses Heft enthält keinen Bauplan.

Htraaegtbi': Der Karpefühfef dee PfationalioiiQlitiiettwn Fliesetkafpt, Berlin W IS. Hauptethriftlviter: Hartt JFinfeler, beknite}Xvrdbnh», Sthilltrrtr. J.

FerrupreeAer: Oranienburg 2297, Verantwortlich. /r;r die tieftnieeAeit Zeichnungen : Schriftleiter Paul Artner, Zeuthen b. fterZin, Donauitr. 8-Verlag tun E. 3. Minier & Sohn, Bertin SW 68. Druck: Emet Sietjrlmd Mittler und Sahn, Buchdruckern, Berlin, Aneei&enleiter und gerann, artlieh für den Inhalt der Innigen : P. FtAkenberg, KerUn tP 62. Zur Zeil Hill Anleiten-Pteieliete Nr, 1. Klnerlheft HM 0,Ha. Rniem,ePreit tiertel/thrlie/l HAT I.SO.

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