Die Entwicklung des Elektrofluges zum Jedermann-Modellflug

Zunächst möchte ich kurz zu dem Begriff «Jedermann»-Modellflug Stellung nehmen:

Es soll keineswegs so verstanden werden, als wolle man durch den Elektroflug eine explosionsartige Verbreitung des Modellflugsportes erreichen. So nach der Devise: Jedem Bürger sein Elektrospielzeug. Sondern es ist so gedacht, dass jeder, der sich mehr oder weniger ernsthaft mit Modellflug beschäftigt, den Elektroflug als gleichwertige Sparte neben all den anderen betrachtet. Und dass, wenn man Elektroflug betreiben möchte, keine grösseren handwerklichen Fähigkeiten, kein grösseres technisches Wissen oder auch keine grösseren Kosten nötig sind. Den Menschen, die mit zehn linken Daumen auf die Welt gekommen sind, wird keine Art von Modellbau Spass bereiten. Soviel zum Begriff «Jedermann»-Modellflug.

Nun einige Worte zum Thema «Entwicklung»: Sicherlich unternahmen einige Modellflieger schon frühzeitig Versuche mit Elektroantrieb, die auch hie und da gelungen sein mögen, wie z.B. dem Engländer Taplin. Aber kein Name ragt in dem Geschehen so heraus, wie der von Fred Militky. Er setzte sich seit 1940 zielstrebig und geradezu verbissen für die Realisierung des elektrisch angetriebenen Flugmodells ein und er wird daher vielfach als der «Vater des Elektrofluges» benannt. Als er 1976 starb, hatte er nicht nur RC-Elektroflugmodelle, sondern auch ein manntragendes Flugzeug mit Elektroantrieb verwirklicht. Seit Ende der sechziger Jahre gehörte ich zu seinen Mitarbeitern. So wird es Sie bestimmt nicht wundern, wenn ich meine Ausführungen anhand Beispielen seiner Projekte mache, die ich miterlebt habe, bzw. an denen ich selbst beteiligt war. Dies soll keinesfalls Leistungen, die andere auf diesem Gebiet erbracht haben, schmälern oder gar in Abrede stellen.

Es wäre zu langatmig, wollte ich lückenlos über Versuche und Fehlschläge berichten; deshalb möchte ich Ihnen einige markante, wenn Sie so wollen, Meilensteine der Entwicklung näher beschreiben.

Nach vielen Experimenten und einigen Jahren, in denen Elektroflug weiterhin ein Traum blieb, gelang Herrn Militky 1959 der erste Steigflug eines Modells. Leider war es auch der letzte mit diesem Modell, denn es entschwand auf Nimmerwiedersehen. Es wurde von Salzwasserbatterien gespeist. Dies sind Batterien, die, nachdem sie mit einigen Tropfen Salzwasser aktiviert worden sind, hohe Ströme abgeben können. Sie sind nur einmal verwendbar. Das Modell war der Vorläufer des 1960 auf den Markt gekommenen Freiflugmodells «Silentius». Hierzu einige technische Daten: Die Spannweite betrug 780 mm, das Fluggewicht 140 g, die Gesamtflächenbelastung lag bei ca. 12 g/dm². Der Antrieb erfolgte durch einen Dr. Faulhaber-Glockenankermotor mit Getriebeuntersetzung 15:1, der eine 2-Blatt-Balsaholz-Klappluftschraube von 320 mm Ø antrieb. Die Stromquelle bestand aus 2 Rulag Miniatur-Blei-Akkus.

Die Eingangsleistung betrug ca. 6 Watt. Der Antrieb wurde nach etwa 20 sec. mittels einer Glimmschnur, die einen Federkontakt öffnete, ausgeschaltet. Aus diesen Daten ersieht man leicht, dass dies noch nichts für «Jedermann» sein konnte. So kam es auch, dass in den späten sechziger Jahren kein Elektroflugmodell mehr auf dem Markt war. Die Sache war jedoch nicht eingeschlafen, sondern es wurde intensiv experimentiert. Der entscheidende Durchbruch gelang im Sommer 1971 mit dem Modell «Silencer». Nachdem auch hier einmotorig zuerst nur sogenannte «Wiesenschleicher», d.h. Flüge fast ohne Steigen gemacht wurden, kam ich, angeregt durch eines meiner Semi-scale-Modelle, auf die Idee, es mit zwei Triebwerken zu versuchen. Nur wenige Tage vor der F3A-Kunstflugweltmeisterschaft in Doylestown Pa., gelangen erste wirklich gute Flüge. In den USA führten dann H. Militky und ich das Modell unter grossem Beifall vor. Hierzu wieder einige technische Daten des Modells: Spannweite 1600 mm, Fluggewicht 922 g, Flächenbelastung ca. 24 g/dm², 2 Dr. Faulhaber-Glockenankermotoren mit Getriebe und Balsaholz-Klappluftschrauben von 320 mm Ø, die noch vom Modell «Silentius» stammten. Die Antriebsstromquelle bestand aus 9,6-V-Ni-Cad-Sinterzellen von 600 mA/h Kapazität. Die Fernsteuerung war ein bis auf die Knochen abgemagertes Varioprop-Seriengerät, mit dem das Seiten- und Höhenruder bedient sowie, mit dem Höhenruder gekoppelt, der Motor aus- und eingeschaltet werden konnte.

Jetzt war man ziemlich sicher, dass man bei geeigneter Abstimmung von Modellgrösse, Antriebsmotor-, Stromquellen und nicht zuletzt Luftschrauben einen Bausatz auf den Markt bringen konnte, mit dem auch ein mittelmässig begabter (wobei die Betonung noch auf begabt lag) Modellflieger zurechtkam. Das Ergebnis war das Modell «Hi-Fly», das 1973 auf der Nürnberger Messe vorgestellt wurde und auch heute noch im Fertigungsprogramm ist. Es ist ein Segler mit 2300 mm Spannweite. Der Antrieb erfolgt durch 2 Motoren Jumbo 2000 mit Getriebe 5:1, die ihrerseits je 1 Kunststoff-Klappluftschraube von 350 mm Ø antrieben. Die Stromquelle besteht aus 10 Zellen Ni-Cad mit 1,0 Ah. Die Eingangsleistung ist etwa 2 x 35 Watt. Für kurzzeitige Steigflüge konnte auch mit 12 Zellen geflogen werden, was insbesondere bei Wettbewerben interessant war. In dieser Zeit nämlich wurden bereits die ersten Wettbewerbe für Elektroflugmodelle ausgetragen und Versuche unternommen, sowohl für den Zuschauer, als auch den Piloten attraktive Wettbewerbsprogramme zu schaffen. Dies zeigt sehr deutlich, dass die Elektroflieger schon eine – wenn auch noch kleine – Schar von Anhängern gefunden hatte.

Auch der nahegelegene Ort Pfäffikon hat hier im Bezug auf Elektroflug Tradition. Dort findet dieses Jahr zum 5. Male ein Wettbewerb unter dem Namen Militky-Cup statt. Um Ihnen den Faden der Entwicklung zu verdeutlichen, noch einige Anmerkungen zum Modell «Hi-Fly»: Es ist in Super-Leichtbauweise herzustellen, so dass das Verhältnis von Zellengewicht zur Zuladung sehr ungünstig war. Wie Sie vielleicht teilweise aus eigener Erfahrung wissen, ist die «Hi-Fly» trotzdem ein ausgezeichnetes Elektrosegler und Flüge von etwa 20–22 min. Dauer sind ohne Thermik die Regel. Bedingt durch die Leichtbauweise ist es jedoch besser, vom ehrgeizigen Kunstflug Abstand zu nehmen.

In dieser Zeit, also Anfang der siebziger Jahre, lag das Thema Elektroflug dann einfach in der Luft, und so war es kein Wunder, dass auch Mitbewerber Bausätze und Ausrüstungen im Handel anboten. Hauptsächlich waren es drei Gründe für die plötzliche Verbreitung:

Erstens kam, gewissermassen als «Schützenhilfe» für den Elektroflug, das grösser und grösser gewordene Umweltbewusstsein der Bürger hinzu. Ich pflege es gelegentlich auch als Umwelthysterie zu bezeichnen. Dadurch war es auf vielen Modellflugplätzen plötzlich nicht mehr möglich, mit Verbrennungsmotoren zu fliegen, wenigstens zu bestimmten Zeiten. Diese Lücke konnte nur mit Elektroantrieb wieder geschlossen werden. Dabei bemerkte dann so mancher Modellflieger, dass nicht nur der Lärm fehlte, sondern auch das allen bekannte Öl auf Hemd und Hose.

Das zweite Argument war die jetzt möglich gewordene Realisierbarkeit des elektrisch angetriebenen Flugmodells, ohne dass zuerst eigene Experimente mit undefiniertem Ausgang gemacht werden mussten. Jeder Interessierte hatte den Erfolg des «Silencer» ja in der Fachpresse vorgeführt bekommen. Dazu gehört auch, dass die Kosten, auf die ich später nochmals zurückkommen möchte, überschaubar waren.

Der dritte Grund war, dass viele Modellflieger, wenn es etwas Neues gibt, dies unbedingt haben und ausprobieren müssen. Es hat einfach einen gewissen Reiz, wenn man an der Spitze einer Entwicklung mitmachen kann. Wenn Sie nur an die parallel dazu verlaufende Entwicklung des Modell-Hubschraubers denken!

Es war also jetzt möglich, ins Fachgeschäft zu gehen, sich einen Bausatz mit sämtlichem Zubehör zu kaufen und nach einigem Bauaufwand das fertige Modell mit Erfolg zu fliegen. Dem stand jedoch noch ein recht stolzer Preis entgegen, denn man musste gleich 2 Triebwerke kaufen: was sollte man machen, wenn plötzlich Thermik da war und das Modell, mit abgeschalteten Motoren, immer höher stieg? Auch waren an den Aggregaten selbst noch einige schwache Punkte, die sich nach einiger Betriebszeit herausstellten.

Um also wirklich für «Jedermann» geeignet zu sein, musste der Elektroflug noch preiswerter und vor allem robuster werden. Diese Entwicklung wurde in den Jahren 1973 bis 1975 nochmals sehr entscheidend vorangetrieben. Die wohl grösste Verbesserung trat bei den Antriebsbatterien ein. Aber auch Motoren, Getriebe und Luftschrauben, nicht zuletzt die Modelle selber, wurden in dieser Zeit nochmals überarbeitet.

Mit dem Erscheinen des Bausatzes «Mosquito» zur Messe 1975 trat – das kann man ruhig sagen – eine Beruhigung der Entwicklung ein.

In diesem Modell waren alle zuvor genannten Forderungen verwirklicht: Kostete der Antriebssatz der «Hi-Fly» noch ca. DM 238.—, so waren es beim jetzt einmotorigen «Mosquito» nur noch ca. DM 130.—.

Die Steigleistung war damit nicht schlechter und man hatte durch zusätzliche Verwendung z.B. des Pilotschalters die Möglichkeit, durch Schubumkehr das Modell schnell wieder in Bodennähe herunterzuholen und überdies die Antriebsbatterie gegen Tiefentladung zu schützen, da der Schalter nach Erreichen einer einstellbaren Spannung den Antrieb automatisch ausschaltet.

Es ist bestimmt kein Zufall, dass alle frühen und erfolgreichen Beispiele Modelle waren,

die wir als Segler bezeichnen, nämlich Modelle mit grossem Flächeninhalt, mit einem stark tragenden Profil, die demzufolge eine geringe Fluggeschwindigkeit haben und ebenfalls ein geringes Sinken. Diese Modelle brauchen nur wenig Antriebsenergie, um einen Steigflug auszuführen. Ferner spielt die Tatsache eine nicht zu unterschätzende Rolle, dass grosse Luftschrauben, die relativ langsam drehen, einen besseren Wirkungsgrad haben als kleine, schnell laufende. Leider wird jedoch ein Teil dieses Vorzugs durch das notwendige Untersetzungsgetriebe wieder zunichte gemacht.

Erst als durch leichtere Fernsteuerungen und verbesserte Antriebsgeräte ein gewisser Überschuss an Leistung vorhanden war, kamen mehr und mehr Modelle mit Direktantrieb, also ohne Untersetzungsgetriebe, auf den Markt. Es sind vorwiegend sogenannte Sport- und Kunstflugmodelle, die zum Teil beachtliche Geschwindigkeiten erreichen. Diese Variante, ich denke als Beispiel an das Modell «Elektro Max», ist trotz guter Leistung schon für ca. DM 150.— mit Antrieb zu versehen. Die Eingangsleistung liegt bei etwa 150 Watt, je nach verwendeter Luftschraube. Das Gesamtgewicht erreicht etwa 1700 g. Die Flugdauer beträgt bei voller Leistung ca. 4 min., bei halber Leistung, wobei sich das Modell auf gleicher Höhe hält, ca. 10 min. plus Gleitflugzeit, je nach Ausgangshöhe.

Mittlerweile bin ich mit meinen Ausführungen in der Gegenwart angelangt. Wenn Sie heute in ein gut sortiertes Fachgeschäft gehen, bietet sich Ihnen eine grosse Auswahl an Elektroflugmodellen und Antrieben an. Gemeinsam haben fast alle, dass sie in dem Bereich, für den sie ausgelegt und entworfen sind, problemlos funktionieren. Man kann also schon mit Recht behaupten, den Elektroflug für «Jedermann» zu haben. Eine Fachberatung ist jedoch unumgänglich, denn man kann es sich auch heute noch nicht leisten, zum Beispiel durch eine falsch dimensionierte Luftschraube oder falsche Motorauswahl usw. Leistung zu verschenken. Und genauso wie ein Verbrennungsmotor seine korrekte Einstellung und Pflege haben muss, sollten Sie auch mit einem Elektroantrieb verfahren. In der Pflege, insbesondere der Antriebsbatterie, liegt das Geheimnis für viele problemlose Flüge.

Nun noch einige Bemerkungen zu den Kosten im Vergleich zu Verbrennungsmotoren:

Die zuvor erwähnten Anschaffungspreise von ca. 130.— bis 150.— DM für einen Elektroantrieb wären ungefähr auch für vergleichbare Kolbenmotoren zu bezahlen, wenn man Tank, Starterbatterie und sonstiges Zubehör, das ja zum Betrieb unbedingt nötig ist, mitrechnet. Eine Abweichung hiervon ergibt sich höchstens bei steigenden Leistungsanforderungen, z.B. für Kunstflugmodelle, wobei dann die Elektroverson in Nachteil gerät. Deren Kosten steigen dann sehr viel schneller an.

Bei den laufenden Betriebskosten steht einerseits kostenlose Energie aus der Autobatterie dem immer wiederkehrenden Kauf von Modelltreibstoff gegenüber. Das bedeutet eine klare Entscheidung für den Elektroantrieb. Ich persönlich bin nicht der Meinung, dass die Entscheidung für oder gegen Elektroflug von ein paar Mark Unterschied im Anschaffungspreis abhängt. Es scheint bei vielen Modellfliegern vielleicht mangelnde Information zu sein oder auch schon der Zwang, eine Batterie präzise laden zu müssen, oder sollte es gar der fehlende Lärm sein? Stellen Sie sich einmal einen Formel-1-Wagen mit Elektromotor vor!

Lassen Sie mich zum Schluss noch einige Vermutungen äussern, wie ich mir die weitere Entwicklung vorstelle:

Der betroffenste Punkt ist wohl der Energiespeicher, sprich: Batterie. Sie ist in erster Linie für die hohe Zuladung verantwortlich, und das wird wohl vorerst auch annähernd so bleiben. Vielleicht wird es möglich sein, deren Innenwiderstand weiter zu senken und sie gegen Überladen oder Tiefentladung unempfindlicher zu machen. Verbesserungen werden jedenfalls nur in kleinen Schritten erfolgen.

Ebenso bei den Motoren. Dort könnte man an eine Verbesserung des Magnets denken, an ein besseres Auswuchten, bessere Kühlung und Lagerung und allenfalls noch etwas geringeres Gewicht. Aber hier zeichnet sich die Entwicklung schon deutlich ab: Alles wird seinen Preis haben, speziell bei kleinen Stückzahlen.

Am einfachsten werden Verbesserungen beim Zubehör zu erreichen sein, das die Handhabung des Elektroantriebes vereinfacht, z.B. automatische Ladegeräte, universelle und verlustfreie Schalter und Ähnliches.

Für das Modell, also die Zelle, wird auch in Zukunft gelten, dass es aerodynamisch gut durchgebildet sein muss und dass wegen der hohen Zuladung gute Festigkeit bei geringem Gewicht nötig sein wird.

Aber auch heute schon ist jeder ernsthafte Modellflieger und Modellbauer in der Lage, mit Elektroantrieb problemlos zu fliegen.