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Modellflug-Zeitschrift Deutsche Luftwacht 1944 - Heft 8

Die Zeitschrift „Deutsche Luftwacht, Ausgabe Modellflug“ wurde im Zeitraum von 1936 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 8/1944 behandelt u.a. folgende Themen
Drehflügel-Hallenflugmodell; Bauplan Drehflügel-Gleitflugmodell; Bauplan Drehflügel-Hallenflugmodell; Bauplan Doppel-Drehflügel-Hallenflugmodell; Probleme des Leistungs-Verbrennungsmotor-Flugmodells und ihre Lösungen.


Modellflug-Zeitschrift Deutsche Luftwacht 1944 - Heft 8

Modellflug-Zeitschrift Deutsche Luftwacht 1944 - Heft 8

Modellflug-Zeitschrift Deutsche Luftwacht 1944 - Heft 8

Modellflug-Zeitschrift Deutsche Luftwacht 1944 - Heft 8

Modellflug-Zeitschrift Deutsche Luftwacht 1944 - Heft 8

Modellflug-Zeitschrift Deutsche Luftwacht 1944 - Heft 8

Modellflug-Zeitschrift Deutsche Luftwacht 1944 - Heft 8

Modellflug-Zeitschrift Deutsche Luftwacht 1944 - Heft 8


Zeitschrift in Textform

Herausgegeben unter Mitwirkung des Reichsluftfahrt-minist er iu ms du rch den Korpsfuhrer des MntianaS-sozialistischen Fliegerkorps

DEUTSCHE LUFTWACHT

Modellflug

Schriftleitung : SSFK-Sturmführer Horst Winkler

Nachdruck nur mit Genehmigung gestattet. Für unverlangte Niederschriften überni mtnt die Scltriftleitunz keine Gewähr

MODELLFLUG BAND 9

N.8 S. 65-72

BERLIN, AUGUST 1944

Neue Modellflug-Höchstleistung

Drehtffigel-Ha llen Angin odell erreicht Dauer] ei stung von 1 min 59 s

Van Gefr. Arthur Oswald, z. 7.. im Felde

Kaum war ich im Urlaub zu Haust1, saß ich vor meiner „Werkbank" und arbeitete an Tragschruuber-Jlallenflugmodellen. Den Tragachraubertyp zog ich einfach Ii ei tsha Iber dem Hubschrauber vor. Ich begann meine Versuchsreibe mit einem einfachen Tragseilran-ber-Gleitflugmodcll, wie es der Plan 1 zeigt. Hiermit sammelte ich die ersten Erfahrungen.

Schon hei meinem ersten Tragschrauber mit Gummi-motur {Plan 2) stellte es sich heraus, daß manche Schwierigkeiten überwunden werden mußten. So traten X- B. das Luftschraubendrehmoment und eine gewisse „KreiselWirkung" der Drehflügel sehr stark in Erscheinung. Weiter mußte die Drehflügelhlaltgröße zur vorhandenen Motorkraft genau abgestimmt werden, desgleichen der Luftschraubendurchmcsscr.

Ein weiteres Erprobungsflugmodell zeigt Plan % Mit diesem erreichte ich, wobei ein Stabrumpf als Motor-

B ild t Privn l ji ui'im h m r Der Erhauer mit seinem erfolgreichen Flugmodell

träger Verwendung fand, Flugzeiten von regelmäßig ] min Dauer. Das Flugmodell war bei einein Dreh-fliigcldurchmesser von 300 mm ziemlich klein und halte eine rasch ablaufende Luftschraube. Das Drehmoment wurde größtenteils durch eine profilierte Vertikalflache (Seitenruder) unmittelbar hinler dem Drehflügelturm ausgeglichen. Diese Vertikalfläche war so angeordnet, daß sie beim „in Fahrt" befindlichen Flugmodell ein Seitetischuhmomenl in aufrichtendem Sinne entgegen der Kipprieh tung (Luftschrauben-Drehmoment) des Flugmodells bewirkte.

Meine größten Hoffnungen setze ich auf einen Dop-peltragschranber (Plan 4). Dieser ging jedoch leider vorzeitig zu Bruch.

Ich stellte nun mannigfache ..Kombinationen" meiner gebauten Tragschrauherflugmodelle her, und baute schließlich in 15 bis 20 Baustunden meinen Hullentragschrauber „Aro% mit welchem mir am 19. Februar 1911 in der Stuttgarter König-Karl-Halle zwer Stunden, bevor mein Urlauberzug abfuhr, die Aufstellung der neuen Höchstleistung mit 1 min 59 s gelang (Abb. und Bauplan in diesem Heft). Manchem Modellflieger wird auffallen, daß an diesem Tragschrauber ein stark aus der Mitte versetzter ,,StahilieieriingslragflügelLL vor dem Drehflügelturm angebracht ist. Dieser dient in erster Linie zum Ausgleich des Luftschraubemlreh-momeiites hei hoher Motoraufdrehzalil, damit das Flugmodell keine Rollen fliegt. Zur besonderen Querstabi-iisieruug erhielten Trugflügel und tragendes Höhenleitwerk ,.Winkler"-Knick, der »ich in der Praxis bei diesem Flugmodelltyp besonders bewährte. Eine Querstabilisierung allein durch starke Y-Form bei nichtelastisch gehauten Drehflügeln ist praktisch möglich, gehl aber infolge erhöhten Stirnwiderstarides auf Kosten" der Motorkraft. Wetter werden bei starker Y-Form der Dreliflügel diese ebenfalls beträchtlich an der Auftriehserzeuguug gehindert, so daß die Flug-lähigkeit eines solchen Flugmodells überhaupt in Frage gestellt ist.

Abschließend möchte ich noch erwähnen, daß es bei der Aufstellung der neuen Modcllflug-Höchslleistung in der ungeheizten Konig-Kart-Halle sehr kalt war. Feiner war der Cummistrang schon einige Jahre alt. und es durfte ihm nicht mehr die frühere hohe Anl-ziehzahl „zugemutet" werden. Als Gumniischmier-mitlel verwandle ich Haaröl.

- '

Finzeiflügel ftegohr J*

M.1-10

Ferstetleiste

Papier oben u. unten

V- Form ct. Drehf/i/gef 4'

Ran 1: Drehflüget- Gleitf/ugmodell

Von Arthur Oswald

Drehflügel- Durch/n es 3 er

Breite des Einzettlügets

Rumpflänge

Fluggewicht

Papierbespannt

kein fragendes Höhenleitwerk

40D mm SO mm 400 mf^l etwa ö g

-

Plan 2: Drehffügel-HailenflugmodeU

Von Arthur Oswald

Dreh flöge!- Durchmesser Breite des Einzelflügels Rumpflänge Fluggewicht

L ufttehraubendurehmesser Motor:

Ifting 1 x 3 mm-Gummifaden, 500mm fang tragendes Höhenleitwerk ganz mikrofilmbetpannl

600 mm SO mm 600 mm

5 9 260 mm

\ i

—«1 fOQ N—

ü

■ HS -

Ptan 3: Drehflügel-Hattenflugmodell

Von Arthur Oswald

Drehflügel-Durchmesser Breite des Einzelflügels Rumpflänge Fluggewicht

Luftschraubendurchmesser Motor:

1 Ring 1*1 mm-Gummifaden, 230 mm long mikrofilmbespannt

300 mm 30 mm 300 mm 1,1 9 120 mm

M1>0

Plan 4:

Doppel-Drehfläget-Hatfenffugmodett

Von Arthur Oswald

Spannweite

Dreh flügel- Durchmesser Dreh flügel - Blattbreite Länge Ober alles Fluggewicht

Luftschraubendurchmesser Motor:

1 Ring 1*3 mm-Gummifaden, 500 mm lang ganz mikrofilmbespannt

700 mm 300 mm 30 mm 600 mm etwa 7 g 340 mm

Probleme des Leistungs-Verbrennungsmotor-Flugmodells und ibre Lösungen

Von Obergefr. Ernst BroeckeT

(Schrifttum: „Aerodynamik des Flugmodells-1 [Schmitz], „Der Flug" [Helmut Wenkej, „Modellflug", Heft 3, Band 8)

Man verlangt von einem L e ist u ngs-Verh renn ungsmolor-Flugmodell nach neuzeitlichen Gesiebtipunkten neben großer Steigleistung. eine große Cleitflugdauer. Diese beiden Anforderungen stehen keineswegs im Gegensatz zueinander, sondern erganzen sich gegenseitig, und jeder gewissenhafte Modellflieger sollte sich zunächst hierüber klar sein, bevor er „nach Gefühl zu konstruieren" beginnt. Nur so lassen sich optimale Flugleistungen erreichen und im voraus hinreichend trenau berechnen.

Die vertikale Steiggeschwindigkeit errechnet sich aus:

_ JVe • t; • 75 _ 1 /G_ 2_ cw* _ Nejjq^TS __ l /G _cw_ w_ G \ F'q'e£~ G \F' r«M

Hierin bedeuten: Ne — Motor] eist ung, >1 — Wirkungsgrad der Luftschraube, G " Flug gewicht in kg, F — tragende Flache in ni\ f~> Luftdichte und cwV^a* reziproke Steigzahl. ,L.

Hieraus ergibt es sich, daß man neben höchster Motorleistung und geringstem Gewicht eine geringe Sinkgeschwindigkeit anstreben muß. Man sieht also, daß man das Flugwerk nach der Leistung des Motors bauen muß und nicht umgekehrt den Motor in ein beliebiges Flugmodell setzen darf. Die Leistungssteigerung druckt sich also darin aus, das Gewicht bis an die Grenze der Griffestigkeit herabzudrücken, sie Verlangt geringe Flächenbelastung nndein Minimum derrezi-proken Steigzahl cwVca*. Es stehen sich somit wie z. p, auch bei der Stegbauweise zwei häufig nur schwierig zu erfüllende Forderungen gegenüber: geringes Gewicht und gute aerodynamische Durchbildung. Die Läsung führt zwangsläufig zur Schalenbauweise, die beiden Forderungen gerecht wird. Dies gilt hauptsächlich für den Rumpf und den Motorcinbau sowie für das Fahr werk,

(Ich mSchle hier gleichzeitig der vielfach verbreiteten Ansicht entgegentreten, die die »erodynamische Güte des Verbrennungsmotor-Flugmodells alt unwesentlich hinstellt, obwohl man bei Gummimotor-Flugmodellen gerade diesem Punkt besondere Bedeutung beimißt. Ebenso ist eine hohe Flügelstreckung von Bedeutung.)

Wie beeinflussen nun bei vorgegebener Motorleistung A'c die Veränderungen dea Gewichts, der Flügelfläche und der Steigzahl die Steiglei9hing und die Gleitflugdauer? Man nimmt zunächst Mittelwerte an und verändert jeweils eine dieser Größen.

Als Beispiel dient hier -der Kratmo 10 mit 0,35 PS. Es seien: G = 1,200 kg, F ~ 0,4 ms, c„ = 1.0, cw = 0,125, c0jc,r = 8. GIF = 3,0 kg/m* und cjc„^ = 0,125.

Abb. 1 zeigt, daß eine Gewichtsverminderung eine beträchtliche Leistungssteigerung ergibt. Als untere Grenze dürfte 0,9 kg zu erwarten sein. Bei der Berücksichtigung der Lebensdauer und der Einschränkung der Reparaturen sei das Fluggcwirht mit 1,0 kg angenommen. Die Gcwichtsver-teilung würde demnach etwa lauten:

Motor ,............0,45 kg

Batterie . . . . ,......0,12 „

Zeitschalter*.........0,03 „

Tragflügel . . . .'......0,15 ,.

Rumpf ...........0,15 „

Leitwerk .......... 0,05

Fahrwerk ..........0,05 „

Fluggewicht........1,00 kg.

Abb. 2 sagt aus. daß für den Steigflug eine Vergrößerung der Flügelfläche kaum von Bedeutung ist. Im Hinblick auf den Gleitflug (wie später noch zur Erläuterung kommt) wählen wir F = 0,4 m!, so daß die Flächenbelastung auf 2,5 kg/m5 festgesetzt ist.

In Abb. 3 ist die Abhängigkeit der Steigleistung von der reziproken Steigzahl aufgetragen, wobei das Verhältnis H zugrunde gelegt wurde, die reziproke Steigzahl aber mit zunehmendem cti geringer und damit die Steigleistung größer wird. Man wird also einen möglichst hohen Auf-triebsbertfert dea Profils anstreben. Bei der Berücksichtigung der Flügelstreckung treten jedoch Einschränkungen ein,

die sieh dahingehend auawirken, daß man den günstigsten Wert für c^/c,,1'5 bei geringerem e„ erhält!

Abb. 4 gibt die Bedeutung einer geringen Flächenbelastung für das Verhältnis Gleitflug zu Kraftflug an, das bei G = 1,0 kg, F = 0,4 m*, c„ = 1,0 und cw = 0,125 den hohen Wert GL./Kr. — 15,4 erreicht. s

Es seien nochmals die ermittelten günstigsten Werte zusammengefaßt: Nc = 0,35 PS, F =Xl,40 m«, GfF — 2,5 kg/m«, G = 1,00 kg, ca = 1,0, cw = 0,125 und cjcw == 8.

>r- f(G)

49 f,0 tf 6 U fa? Abb, 1. Steigleistung als Funktion des Gewichtes

4* $3 4* F qe m*

Abb. 2, Steigleistung als Funktion der Flügelfläche

Abb. 3. Steigleistung als Funktion der reziproken Steigzahl

Rd. 9 (1944), Nr. 8

Modellflug

69

Die vertikale Stciggeschwütdigkeit w ist demnach:

0,35'0,S-75 .T/TZ „,„, ur= —_ — 4 1^2,5-0,125

~~w~= 12,3 m/s - 738 m/m£T~|

Die Gleitgeschwindigkeit ergibt sich aus:

l/GTT=4l/"e =4|/"f

0,4 ■ l

v = 6,3 m/s

Nim aur Profilauswahl;

Zunächst wird die Profiltiefe ermittelt. Bei ciurr Fliigel-Mreckung b*/F — 10 und gegebener Flügelfläche F = 0,4 m2 wird 1/ = 2000 mm und t,„ = 200 mm.

Dir Profilauswahl erfolgt nach den Messungen, die für die betreffenden Profile bei den entsprechenden Reynoldsschcn Zahlen angestellt wurden. Der Kennwert des genannten Entwurfes lautet:

E — v (m/s) • lm (mm), £= 6.3-200 = 1260 für den Gleitflug, £ — 12,3 • 200 = 2460 für den Kraftflug, da der Steigwinke] eines Flugmodells obiger Daten erfahrungsgemäß etwa 80" beträgt und die vertikale Steigge-M.hwindig-keit damit praktisch gleich -der Bahngeschwindigkeit im Steigflug ist. Die Reynoldszahl ist etwa 70 • E, also: fle— 88 0O0 für den Gleitflug, R„ = 172 000 für den Kraftflug.

Da für den Kraftflug die Bedeutung der Steigzahl r/,/' nicht annähernd so entscheidend ist wie für den Gleit-II<ig, wird man die Profilauswahl für die Messungen mit der Heyrioldszahl 80 000 his 100 000 zugrundelegen. Die Überlegenheit der gewölbten Platte 417 a in diesem Bereich ist i jclfath nachgewiesen worden und stellt damit die beste Lösung dar. Ans Festigkeitsgründen wählt man nun Profile aus, die ähnlichen Charakter haben, das beißt, die geringe Dicke und große Wölbung neben kleinem Nasruradius aufweisen. Man vergleicht diele Profile untereinander und macht sich vor altern auch die Veränderungen klar, die bei der l irirechriitng auf die endliche Flügelstreckung auftreten. Die untenstehende Tabelle gibt darüber Auskunft und enthält die für den Entwurf notwendigen Angaben.

Hierin bedeuten: ca = Auftriebsbei/wert, i:„, ' Widerst andsbeiwert für A = oot = Anstellwinkel bei A —

'V tti7 ~ Widerstandssbeliwert für A

10

und cw io/c«1,5 = reziproke Profilsleigzahl für

71 ■ A

Anstellwinkel bei der endlichen Flügelslreckiiug -

crt • 57,3 .i -X -I *s 10.

Die untenstehende Talteile muß nun noch mit den Polaren der genannten PrnOle verglichen werden, deren Charakteri--lik sehr verschiedenartig ist. Das Minimum der reziproken Steifjzaht liegt bei allen vier Profilen bei 0,052 his O.O.ifi ;tubVr dem N 60 mit 0,067. Wertmäßig *ind die-l'rotile 301 und I '>.'"■ in den nutf-r^uchten /'„-Bereichen gleich, doch /ci»? tlie Polare des Profils 301 einen sehr gleichmäßigen Verlauf iregcmihcr dem Profil 165 und sollte deshalb hevor/ugl werden Ibaulechnisch ist es ebenfalls überlegen, was bei der Forderung der genauen Einhaltung der Profilform des Trag-

& A0 W $e(f/F so ty/ml

Abb. 4. Ghitflugj Krafiflug in Abhängigkeit von der Fläthcnbe laslung

Abb. S. Benzinmotor-Flugmodell „Hornisse" im Rohbau

Abb. 6. Slrömurigsabfankang durch den Tragflügel

Abb. 7. Ausgleich der Momente im Gleitflug

Mc

Abb. 8. Das aufrichtend wirkende Zugmoment der Luftschraube

Abb. 9.

Bilder Bror.akci

Versuchsmotorflugmodell „Bustard" im Steigflug

Hügels nicht unterschätzt werden dirf!) Unter den hier angestellten Betrachlungen fällt auch das Profil 344 als vorteilhaft auf, das aber oberhalb e„ = 0,8 sehr ungünstig zu arbeiten beginnt, d. h. bei böigem Wetter weniger geeignet wäre. Die geringe Dicke «teilt überdies die Festigkeit des Flügels in Frage, obwohl man sieb (wie x. B, hei Thermik-segclflugmodeüen) von diesem Moment nicht allein leiten darf.

Als günstigste* Profil ergiht sich somit das Profil 301 und c,y —0,8, cw -— 0,04 bei einer Flügelstrcckuug von 10 und einem Anstellwinkel von 6,5°, Das cu/cb1,5 liegt bei 0,056. 1< h bin von dem ca = 1,1 abgegangen, weil der hierzu gehörige Anstellwinkel mit 10° die Böen Empfindlichkeit zu sehr heraufsetzen würde. Auch wird das Ca dadnreh von 0,061 auf 0,04 verringert, was sich hei der hohen Bahngeschwindigkeit im Kraftflug als notwendig erweisen wirfd. Die Profilgleitzahl des Flügels liegt bei 20, die des Flugmodells weit darunter, etwa bei 10, so daS Bieh bei ca — 0,8 der ew-Wert des Flugmodells mit 0,08 ergeben würde. Man kann dies nähemngsweise sehr einfach errechnen, wenn die einzelnen Bauteile mit Körperformen verglichen werden, deren r„.-Werte bei Reynoldszahlen von 80 000 bis 100 000 ermittelt wurden. Wenn man ferner bedenkt, daß der Staudruck im Kraftfing infolge der doppelten Geschwindigkeit wie im Gleitflug auf das Vierfache angewachsen ist, wird leicht die Forderung nach einer sorgfältigen aerodynamischen Beschaffenheit des gesamten FlugmodeUentwurfes eingesehen.

Der große Unterschied zwischen der Gl ei t flügges ch windigkeil einerseits und der Steiggeschwindigkeit im Kraftflug andererseits wurde bisher vom Standpunkt der Stabilität nicht untersucht, obwohl gerade hier eine Fülle von merk-

würdigen Erscheinungen auftritt, mit deren Lösung ich mich eingehend befaßte. Ich mochte die Ergebnisse der Flugerprobung mit meinem Benzinmotor-Flugmodell „Bornisse" vorausschicken, die grundlegend für alle weiteren Versuche waren.

Dieses in Abb* 5 dargestellte Flugmodell war mit dem Motor „Kratmo 10" ausgerüstet und aus 3X3 mm-Kiefernleisten, 2X 2mm-Tonkinleisten und 0,6 mm-Sperrholz gebaut. Es wog flugfertig 950 g einschließlich Batterie und Zeitschalter und hatte eine Flügelfläche von 26 dm1 bei einer Spannweite Von nur 1400 mm! Ich wählte dieses Extrem, um die erwarteten Vorgänge besonders deutlich zu erkennen. Als Tragflügelprofil henutzte ich RAF 32 und führte da* Höhenleitwerk symmetrisch profiliert aus.

Die „Hornisse" stieg bereits bei Halbgag mit etwa 60 bis 70° sehr schnell und eng kurvend. Ich ließ den Motor um 5° zur Seite und 8° nach unten ziehen, so daß der Steigflug normal wurde. Bei etwa 4000 bis 5000 U/min stieg das Flugmodell genau senkrecht und erreichte in einer halben Minute etwa 250 m Hohe. Bei Vollgas schoß es nach dem Start senkrecht hoch, überzog und konnte aus dem folgenden Sturz wegen der hohen Beschleunigung nicht mehr abfangen. Bei weiteren Versuchen neigte ich den Motor noch mehr nach unten und gab auch dem Höhenleitwerk eine Anstellung von + 2°. Die Neigung zum Überziehen wurde dadurch zwar vermindert, konnte aber nicht ganz behoben werden. Es zeigte sich auch, daß ein Neigen des Motors sehr nachteilig auf die Flugleislungen wirkt und besonders die Sinkgeschwindigkeit durch die Verringerung des Flügelanstellwinkels erhöht wird.

Es sollen nun die Gründe für die eben geschilderten Wirkungen erörtert werden. Das Höhenleitwerk sei zunächst noch symmetrisch profiliert. Im Gleitflug wird die Luftströmung durch das Ftügelprofil nach unten unter dem Ab* windwinkel (dj) abgelenkt und trifft von schräg oben au^ das (symmetrische) Höhenleitwerk, dag nun infolgedessen unter einem negativen Anstellwinkel fliegt und Abtrieb erzeugt. Dieser Abtrieh mal dem Leitwerkshebelarm ist gleich dem Flügelmoment Mf, das in Richtung Kopflastigkeit zu drehen bestrebt ist. Bei Vergrößerung des Modell-Anslell. Winkels muß das Gesarotmoment kopflastig wirken, hei Verringerung (Sturzflug) schwanzlastig. Im'Gleitflug ist also die statische Längsstabilität dann vorhanden, wenn diese Bedingungen erfüllt sind. Abb. 6 zeigt die Strömuugsablcnkung durch das Profit. Der Abwindwinkel bangt von dem ca des Flügels und dem Seitenverhältnis ab:

Die Konstante g hat etwa den Wert 2, wenn Flügel und Leitwerk auf annähernd gleicher Höhe liegen, so daß der Abwindwinkel für obigen Entwurf a ,t = 3° wird. Abh. 7 stellt den Ausgleich der Momente im Gleitflug dar: Mg — Up = 0,

Welche Veränderungen treten nun im Kraftflug auf? Da das Höhenleitwerk fast ganz von dem Luf tsehraubenstrahl .erfaßt wird, trifft die Luftströmung mit größerer Geschwindigkeit auf das Höhenleitwerk, denn die Geschwindigkeit des Luftschrauhenstrahlcg ist im Bereich des Höhenleitwerkes etwa doppelt so groß wie die Geschwindigkeit der ungestörten Strömung, z. B. am Tragflügel, abgesehen vom Trag-flügclmittelstück. Das Höhenleitwerk erzeugt jetzt also einen größeren Abtrieh alB im Gleitflug, wodurch das Flugmodell schwanzlastig wird. Dieses Moment wird unterstützt durch das ebenfalls aufrichtend wirkende Zugmomenl der Lufl-schrauhc (Abh. 8).

Durch das Neigen des Motors wird das Flugmodell im Steigflug wieder längsstabil. Es fliegt nun unter einem größeren Anstellwinkel, und das Gesamtmoment beginnt kopflastig zu werden. Es genügt meistens schon, den Motor 2 bis 3° zu neigen. Die Zugrichtung der Luftschraube braucht also nicht durch den Schwerpunkt zu verlaufen. Im auegetrimmten Steigflug ist dann das Moment des Luftschraubenzuges etwa gleich dem kopflastig wirkenden Gesamtmoment von Flügel und Leitwerk. '

In beziig auf die Flugleistungen tritt aber eine Verschlechterung ein, denn infolge der Anstel! winket Vergrößerung nimmt auch die Sfeigzalil erhehlich ah. Dies tritt um so mehr in Erscheinung, als die Motorleistung andererseits vergrößert wird. Aus diesem Grunde erreichte die „Hornisse" im Kraftflug Höhen von etwa 500 m/min, die aber in keinem Verhältnis zu dem geringen Leistungsgewicht von nur 2,7 kg/PS standen!

Bd. 9 (1944), Nr. 8

Modellflug

71

Abb. Iß, Flugmodell mit tragendem Leitwerk im Gleitflug

J Abb. 11. Das ^ „Steigen - in-sich" das Flugmodells mit tragendem Leitwerk

Anders liegen die Verhältnisse bei der Aoordoung eines tragenden Höhenleitwerkes, wenn es auf Grund seiner Anstellung Auftrieb liefert. Gerade beim Hochlcistuugs-Bcnziu-rnotorflugmodell wird in der Hauptsache die Einstellung vun Flügel und Höhenleitwerk die Flugleistung und damit den r-iri entscheiden! Jeder Modellflieger sollte sich darüber emilich klar sein! Ich schicke wieder die Ergebnisse mit meinem Versuchsniolorfiugmodell „Bussard"' (Abb. 9) voraus, das belebter Flügelfläche von 40dm* flugfertig 1200g wog (Tragflügelprofil G 5 P, Leitwerkprofil Clark Y, Motor „Kratino 10). Bei einem 5ehränkungsWinkel von 4° überzog das Flugmodell hei Vollgas noch ein wenig. Ich kippte den Motor daraufhin etwa 4~ nach unten, konnte aber gleich eine Verschlechterung der Steiggeschwiudigkeit erkennen. Der erfolgreichere Weg ist nun der, den Schränkungs-winkel zwischen Tragflügel und Höhenleitwerk auf etwa 2° zu verringern. Nachdem ich diese Änderung durchgeführt hatte, waren die Flugstabilität und -leistungen in Ordnung. Ufr „Bussard" stieg bei Vollgas auf 500 m in einer Minute, wobei ich immer zwei Batterien verwendete, das Flügge wicht also auf 1300 g zu liegen kam.

Nun zur theoretischen Untersuchung: Abb. 10 zeigt eiu Flugmodell mit tragendem Leitwerk im Gleitflug. In beziig auf den Schwerpunkt ist das Flügelmoment Ap • xp = • xj,. *m Kraflflug verstärkt sich aber infolge der erhöhten Strahlgeschwindigkeit am Leitwerk dessen Moment, so daß es nunmehr geeignet ist, das Moment des Luftschraubeimiges aufzubeben. Beide Momente wirken nach oben und erklären die Erscheinung, daß Flugmodelle mit tragendem Höhenleitwerk ,,iu sich steigen"! (Abb. 11). Überdies fliegt auch ein solches Flugmodell, wenn das überwiegende Leitwerkmomcnt genügend groß ist, im Kraftflug- mit dem gleirheu Anstellwinkel wie im Gleitflug, so daß damit die Gewähr für optimale Steigleistung gegeben ist. Diese Tatsache sollte man sich auch bei Gummimotorflugmodellen zunutze msrhen.

Wie erreicht man nun ein genügend großes Leitwerk-nioment im Kraftflug? Aus Günden der Stabilität wählt mau den c„-Wert des Leitwerkes etwas geringer als den des Tragflügeln. Das Seitenverhältnis wird möglichst klein gewählt, damit der Luftsrhrauhenstrah] nicht nur einen geringen Teil der Leitwerkfläche erfaßt. Ich sehe ein Seitenverhältnis von 1 i3 darum als sehr günstig an. Für den Gleitflug war« das Profil GS 314, für den Steigflug (höhere Heynulds/ahl) das N 60 oder Clark Y günstig. Da aber das Profil 3'W mil hohem Anstellwinkel arbeiten mußte und bei böigem Wetter leif bt die Strömung abreißen kanu, dürfte im ganzen das Clark Y oder N 60 günstiger sein. Da mir Messungen des INi 60 zur Verfügung standen, habe ich in nebenstehender Tabelle den Anstellwinkel für Tragflügel und Leitwerk ermittelt und erhielt für den Flügel etwa 5.5°, für das Leitwerk 3,5°. Der Leitwerksnatellwmkel ist dabei hauptsäch-

lich durch das kleine Seitenverhältnis bestimmt. Ich ziehe aber daB durch den t^Wert des Leitwerkes -— 0,6 erreichte stark drückende Moment der Minderung des induzierten Widerstandes vor; ein schmales Leitwerk großer Spannweite würde wieder nur sehr wenig von dem Luftschraubenstrahl erfaßt werden.

Man soll nicht etwa glauben, daß das Herauslegeu des Höhenleitwerkes aus dem Luf tschraubensf rahl, wie dies häutig bei Gummimotor-Flugmodellen gemacht wurde, au-näherad die Flugleistung so zu verbessern vermag, wie es gerade bei dem drückenden Moment des Leitwerks der Fall ist, wenn dieses voll von dem Luflschraubenstrah! beaufschlagt wird. An meinem Versuchs-Gummimotorflugmodell (Abb. 12) konnte ich diese Tatsache sehr deutlich benhart]-

Abb. 12. Versuehs-Gummimotor-Flugmodell

Abb. 13. FlugmodelUntwurf, der die Eigenschaften eines Parasolftugmodelh hat

Abb. 14. Kräftespiel beim Gleitflug

tcn. Die Luftschraube mußte hei der gezeigten Anordnung i-ehr stark gekippt werden. Erst das Tieflegeti de» Leitwerkes brachte den gewünschten Erfolg: Die LnfiM-hraubenziig-richtuug verlief ' sogar genau in Kichluiig der Elugmodell-längsachse! Der Schränkungswinkel zwischen Tragflügel und Leitwerk 5,5r" — 3,5'' — 2°. Unter Berücksichtigung des Ah-windkanals hinter dem Tragflügel würde sieh dieser Schrän-kwigswinkel für g = 1 auf 1,5° verringern.

Wie groß ist nun in Wirklichkeit die Konstante g? Bei der Parasolanordnuiig des Tragflügels geht g gegen 0, hui der Mitteldcckcranordnung wird g etwa — 2. In der Mitlellagc (Hochdecker) ist nach meinen Versuchen g nicht 1, sondern geringer, da hierbei die größere StrahlgeschwijiHigkeit unterhalb des Tragflügels herrscht. Damit ist der Schränkuuga-winkel zwischen Flügel und Leitwerk unter den zugrunde gelegten Werten von 2° bis 0& zu suchen, wobei die Grund-Einstellung zur Längsachse nicht außer acht, gelassen werden darf! Die endgültige Einstellung ergibt sieh bei der Flugerprobung, so daß man den Einstellwinkel von Flügel oder Leitwerk veränderlich festlegen muß. Wenn ich nun auf meine Versuche mit dem „Bussard" zurückgreife, der bei einem Schrüuknngswinkel von 4° überzog, so erklärt sieb diese Tatsache insofern, als da» Höhenleitwerk nicht mehr Auftrieb lieferte und folglich den Überschlag ergab. Untfr Berücksichtigung des Flügelabwindwinkels wird dies noch deutlicher. Man muß bei dem ver4itlniamäßig großen Aof-t rieb,* den' das Lall Wellt ■ hWart, dta &aVwerpunkt leW'WUtl nach hinten legen, waa aber hei Flugmodellen mit zündermotor mit Schwierigkeiten verbunden ist. Als sehr günstig nimmt sich hier die Parasolanoriluimg des Tragflügels aus, die überdies alle bisher behittdelten Vorteile in sich vereinigt.

Wer aber eine Antipathie gegen ein Parasolflugmodell hat, weil es sehr an ein fliegendes „Monstrum" erinnert, kann auch unter Beachtung der erläuterten Punkte fast die gleichen Flugleistungen erreichen und dem ganzen Flugmodell ein'sehr Aug zeugähnlich es Aussehen geben, wenn er den Entwurf so bestimmt, wie es in Abb. 13 gezeigt ist. Man soll beim Flugmodellentwurf nicht mit Künsteleien aufwarten, sondern die hauptsächlichsten Faktoren untersuchen und die Form des Flugwerkes möglichst einfach gestalten. Somit wird auch die Genauigkeit der Bauausführung leichter erreichbar, und die Auswirkungen auf die Flugleistnngen werden nicht ausbleiben«'

Ich möchte abschließend das Parasolflugmodell einer genaueren Betrachtung unterziehen und die Besonderheiten dieses Flugmodellmusters klären, die von den Modellfliegern zwar geschätzt werden, ihnen aber zum großen Teil wenig verständlich sind. Wie oben erklärt, liegt der Tragflügel außerhalb des Luftschraubenstrahles und liefert somit eine sehr gleichmäßige Auftriebsverteilung längs der Spannweite. Das Höhenleitwerk liegt in Höhe der Flugmodellängsachse, also voll im Luftschraubenstrabl. Obwohl es an sich einen geringeren eu-Wert als der Tragflügel hat, wird im Kraftflug doch das Leitwerkiuotnent größer als das Tragflügelmoment (in hezug auf den Schwerpunkt) und ist somit geeignet, das Moment des Luftschraubenzuges auszugleichen. Die Flügelanordnung verbessert natürlich erheblich die Querstabilität infolge der tiefen Schwerpunkllagc, so daß mau kleine Flugmodelle ohne Gefahr mit starken Motoren ausrüsten kann. Die Längsstabilität wird beim Parasolflugmodell

ebenfalls erheblich verbessert, wie aus den Abb, 14 und 15 hervorgeht. Es ist hier nur auf den Gleitflug Bezug genommen, da die Verhältnisse im Steigflug verwickelter, aber ähnlich sind. Abb. 15 zeigt, daß bei großer Anstellung (wenn also das Gesamten orneut kopflastig wirken muß) das Moment iy ■ negativ wird und infolgedessen sehr schnell den Anstellwinkel verkleinert, also eine ausgezeichnete Längs-stahilität ergibt. Im gedrückten Zustand tritt ebenfalls sehr schnell ein" Auf richten ein. Diese Tatsache ist um so bedeutender, als das Verbrennungsmotor-Flugmodell nach dem meist plötzlichen Aussetzen des Motors aus der «eukreiliItn Lage abkippt und außerordentlich weit nach unten durchschießt, bis es tatsächlich abfängt. Eine hohe Läups-stabitität ist also unbedingt zu begrüßen. Ich konnte manchmal beobachten, daß der Motor kurz nach dem Start' aussetzte und das Flugmodell dann aus der senkrechten Steiglage abkippte und sich aus Höhen von 10 bis 15 m nicht mehr fangen konnte. Das Parasolflugmodell verhindert dies aus. gezeichnet, wenn etwa der Abstand des Höhenleitwerkes von der Flügelhirilerkaute zwei- bis dreimal so groß wie die TrHg-

Abb. IS. Kräftespiel beim Kraftflug

flügeltiefe ist und seine Grundrißfiäche ein Drittel des Tragflügels beträgt. Schon aus Gründen der erforderlichen großen Schwerpunktrücklage sollte man den Leitwerkhebelarm nicht zu klein nehmen. Andererseits bringt ein kurzer Huinpf praktisch keine Gewichts- oder Widerstandsverringerung.

Es sind damit die wesenfriflBTen'll'otmWm.ismftjfoa rar«io« beträchtliche Steigerung der Flugleistnngen fegeben. Wenn wir noch vor Jahren die Leistungen der ausländischen „Himmelsraketen" als weit übertrieben angesehen haben, so habe ich nach zahlreichen Versuchen und Überlegungen inzwischen erkannt, daß diese Steigleistungen von z.'B. 600 m/min keine Phantasiegehilde sind, sondern bei dem Vorhandensein von Motoren mit günstigem Leistungsgewicht auf 800 bis 900 m in der Minuten gebracht werden können. Das Einfliegen stellt dann aber natürlich erhöhte Anforderungen an den Starter. Ich habe mit meinen Flugmodellen bisher 500 m/min erreicht und werde bei Verwendung von Balsaholz und Schirmbauin auf etwa 700 m/min kommen. Das Aussehen dieser Flugmodelle wird immer mehr von dem Steigflug bestimmt und fordert ein kleines und leichtes Flugwerk mit einem starken Motor, der das Flugmodell förmlich „zum Himme! empor-faugt". Gerade der Selbstzündermotor eröffnet hier einen sehr aussichtsreichen Weg und erteilt dem kleinen Flugmodell eine Steigleistung, die fast an die hioderner Jagdflugzeuge heranreicht!

Inhalt des Schriftteils

Spiet

Neue Modellflug.Höchstleistung. Von .Gefr. Arthur Oswald.................65

Probleme des Leistungs-Verbrennungsmotor-Flugmodells und ihre Lösungen. Von Obergefr. Ernst Broecker 68

Bauplan: Drehflügel-Hallenflugmodell „Aro". Von Gefr. Arthur Oswald.


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Erlaubnis zur Retro-Digitalisierung und Veröffentlichung auf der Digitalen Luftfahrt Bibliothek am 2. Mai 2022 erteilt durch die Maximilian Verlag GmbH & Co. KG. Die Zeitschrift „Deutsche Luftwacht - Ausgabe Modellflug“ wurde von 1944 bis 1944 über den Verlag E. S. Mittler & Sohn, Berlin, vertrieben. Rechtsnachfolger ist die Koehler-Mittler-Verlagsgruppe, heute ein Unternehmen der Tamm Media, Hamburg.


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