Alle meine Entchen

Nein, Corona ist nun wirklich nicht an allem schuld. Doch gerät so ein Lockdown leicht zum Nährboden für Vorhaben, die zuvor vermeintlichem Zeitmangel zum Opfer gefallen waren. Darf man nicht fliegen und fehlt es allgemein an ausserhäuslicher Zerstreuung, kommen Bauprojekte auf den Tisch, die zuvor halt nur im Hinterkopf schmorten. In meinem Fall waren das – zugegebenermassen schon lange vor der Pandemie – einige Enten, feiner gesagt «Canards», Flugmaschinen, mit denen einst die Gebrüder Wright den Motorflug aus der Taufe hoben, die dann aber – Undank ist der Welten Lohn – irgendwie doch zu Mauerblümchen verkamen.

Enten im Flugzeugbau, das dürfte so hinlänglich bekannt sein, haben das Höhensteuer vorne. Damit schlagen die Ruder genau andersherum aus als bei «normalen» Flugzeugen. Und, um die Verwirrung vollständig zu machen, haben sie meist noch den Propeller ganz hinten. Kurz: Sie fliegen verkehrt rum. Das sorgt für Irritationen, gelegentlich auch bei Modellfliegern, die doch eigentlich immer als innovativ und für ungewöhnliche Ideen aufgeschlossen galten. Doch scheint es, dass Schaumwaffeln aus der Industripresse, Fertigmodelle aus Osteuropa und dem südöstlichen Asien nicht ganz ohne normative Wirkung blieben: Wozu noch das Melken lernen, wenn die Milch trinkfrisch im Supermarktregal steht? Gelegentliche Ratschläge von Clubkameraden, sich doch endlich mal statt dem «spinnerten Zeugs» mal was «Anständiges» zu leisten, bleiben nicht aus. Wer hier jetzt weiterlesen möchte, sollte vielleicht auch mit so was leben können.

Es ist ja nicht so, dass es im personenträgenden Bereich für Canards keine Vorbilder gäbe. Da wären, um nur einige wenige zu nennen, der bekannte «SPEED Canard» von Gyroflug, der als erstes Sportflugzeug in Entenkonfiguration weltweit eine Musterzulassung erhielt. Allgemein bekannt auch die als «Varieze» und «Long EZ» verwirklichten Ideen des Amerikaners Bert Rutan. Liebhabern besonders ästhetischer Flugzeugmuster dürfte «Starship» in Erinnerung sein, ein zweimotoriges Propellerflugzeug des Flugzeugherstellers Beech Aircraft. Dieses Entenflugzeug zählt laut Wikipedia zu den fortschrittlichsten Flugzeugen der zivilen Luftfahrt. Im Bereich der Forschungsflugzeuge vertrauten die Konstrukteure des «Voyager» auf die Entenkonfiguration.

Selbst die militärische Luftfahrt experimentierte unter dem Druck der Kriegereignisse des Zweiten Weltkriegs mit Enten. Als interessantestes Beispiel dürfte die in Japan entstandene «Shinden» gelten, die 1945 allerdings zu spät kam, um die Weltgeschichte noch drehen zu können. Im Bereich der späteren Projekte sticht vor allem die Grumman X-29 mit ihrem nach vorne gepfeilten Hauptflügel ins Auge.

Bei modernen Militärjets in Deltakonfiguration kommt der Entenflügel wieder häufiger zu Ehren. Hier allerdings hat er vorwiegend Stützfunktion. Er soll das deltaspezifische Auftriebsproblem beheben, dass bei nach oben ausgeschlagenem Höhenruder die Profilsehne in Richtung geringerer Einstellwinkel wandert. Frühe Beispiele sind die «Saab Viggen», die legendäre «XB-70 Valkyrie» und – noch aktuell – auch der «EFA Eurofighter».

Zur Erstinfektion mit dem Entenvirus war es schon vor mehr

als 20 Jahren mit einem amerikanischen Holzbaukasten-Modell namens «Tristar» (Vertrieb Hölllein) gekommen. Dies war ein futuristisch wirkendes Zweckmodell mit einem stark gepfeilten Flügel und Winglets am äusseren sowie einem Propeller am hinteren Ende. Das Ding war ursprünglich für kleine Verbrennungsmotoren konzipiert, auch nicht unbedingt schön, flog aber phantastisch und diente am Ende seiner Laufbahn – so kurz nach der Jahrtausendwende – als Versuchsträger für die ersten LRK-Motoren. Irgendwann ersetzte ich das zweckvoll gestalteten Tischbein, das Flügel und Leitwerk zusammenhielt, durch etwas rundrumpf-ähnlich Voluminöses. Im Inneren der Röhre durfte sich nun ein 90-mm-Impeller austoben, der seine Luft ähnlich einer F 16 bauchseitig einsog. Er verhalf dem Tristar-Verschnitt zu einem stilgerechteren Sound und einer grandiosen Fluggeschwindigkeit. Leider war die Festigkeit des damals schon betagten dünn beplankten Flügels dem auf längere Dauer nicht gewachsen. Nun, den Versuch war's wert!

Die erstaunlich gut erhaltenen Reste bekamen einen neuen, diesmal ungepfeilten Flügel mit Winglets auf Höhe der Querruderansätze sowie ein neues Foliendesign spendiert. Auch dieses Modell flog nach gekonntem Handstart auf Anhieb und wurde zum Vorbild für einige nachfolgende Ver-

suchsträger, die alle nach einem recht ähnlichen Bauprinzip konstruiert waren: Hochdecker mit Trapezflügel, mit 114 cm Spannweite, 25 cm Profiltiefe innen, 15 cm am Randbogen, Profil ähnlich RG 15. Kompakter Luftkanal mit Impelleraggregat etwa auf halber Tiefe (Schwerpunkt!) und leicht konisch verlaufendem, auf ca. 85% der Eintrittsfläche sich verengendem Düsenrohr. Wegen der kompakten Form wurde auf ein Seitensteuer verzichtet. Der Entenflügel war anfangs unprofiliert. Später wurde mit dünnen, symmetrischen Profilen gearbeitet, wie sie häufig bei Seglerleitwerken zu finden sind. Die EWD lag bei ca. 2 Grad. Als Starthilfe bekamen spätere Versionen einen Haken für die Gummiflitsche, um unabhängig von elitärem Starthilfepersonal zu werden. Lediglich beim Landevorgang war störend, dass sich der bauchseitige Lufteinlass die Lust auf Erdbewegungsaktivitäten nicht verlässlich abgewöhnen lassen wollte. Ein später vorne angebrachter Gfk-Landesporn verschaffte Besserung.

Starts und Landungen gewinnen in des Wortes mehrfacher Bedeutung an Reiz, wenn sie wie bei einem richtigen Flugzeug aussehen. Ein bodenstartfähiges, vorbildähnliches Projekt schwebte mir vor. Die Wahl fiel auf die Kyushu J7W1 «Shinden». Nun, so kompli-

ziert muss man nicht unbedingt anfangen. Doch, es sei schon mal verraten, es war spannend und machte Mut. Schon das Original hatte unter widrigen Umständen das Licht der Nippon-Welt erblickt. Dazu gedacht, die anfliegenden amerikanischen Bomberverbände abzufangen, kämpften die japanischen Ingenieure Ende des Zweiten Weltkriegs vorwiegend mit der Materialknappheit. Das Antriebsaggregat, ein 18-Zylinder-Doppelsternmotor von Mitsubishi, hatte einen Druckpropeller zu versorgen. Man musste dies mit dem Preis eines ausgesprochen storchenbeinig hohen Fahrwerks bezahlen, damit der 6-blättrige, hinter dem Drehpunkt liegende Propeller die nötige Bodenfreiheit bekam, um ungestreift ab-

heben zu können. Endziel der Entwicklung war daher der Einbau eines 900-kp-Strahltriebwerks, wozu es aber 1945 nach Hiroshima nicht mehr kam. Schon vor geraumer Zeit war mir ein Bericht in einer japanische Modellbauzeitschrift zugespielt worden, der genau dieses für die Epoche ungemein fortschrittliche Projekt ausführlich beschrieb. Winziger Schönheitsfehler: Alles auf Japanisch! Verwertbar schien jedoch die auf A3-Format ausklappbare Dreiseitenansicht, auf der zumindest einige Zahlenangaben lesbar waren. Sie dienten als Bauvorlage für das Shinden-Modellprojekt mit 154 cm Spannweite. Das Tragflächenprofil konnte man auf ein dünn gedrücktes Clark-Y schätzen, dessen Profilsehne parallel zur

Längsachse lief. Als Kopfflügel war eine ebene Platte vorgesehen, die, weil Zahlen ohne lesbare Bezeichnung mitunter trügen, von mir einen Anstellwinkel von 3 Grad verpasst bekam.

Später sollte sich herausstellen, dass dies zu viel war, weshalb die Shinden lebenslang mit einem leicht negativ (also nach oben!) ausgeschlagenen Höhenruder in die Luft ging.

Doch tat dies dem Erfolgserlebnis erst mal keinen Abbruch. Angetrieben durch einen 90-mm-Impeller (6s) flog das Modell praktisch auf Anhieb und zeigte hervorragende, wenn auch zu Anfang etwas gewöhnungsbedürftige Flugeigenschaften. Nach etwas turbulentem Erstflug, was sich aber nach Verlegung des Schwerpunkts nach vorne korrigieren liess, war es vor allem das ungewohnte Flugbild, das Gewöhnung erforderte. Auch geriet in dieser ursprünglichen Version der Startvorgang gern ausser Kontrolle. Als Ursache kam schnell das anfangs zu weit vorne angeordnete Bug-

rad in Verdacht. Durch den langen Hebelarm zwischen Bugrad und Schwerpunkt (er liegt hier kurz vor der Flächennase) geriet das Modell auf der Rasenstartbahn leicht ins Hüpfen und damit von der geraden Bahn ab. Es wurde dann plan-gemäss näher an den Schwerpunkt, also weiter nach hinten, verlegt und fährt nunmehr zwangsläufig nach vorne ein. Auch das Steuerverhalten um die Querachse schien leicht verbesserungsfähig, was wohl auch der fehlenden Profilierung des Entenflügels zuzuschreiben war. An all das konnte man sich gewöhnen – doch wie schon gesagt: Die Lektion

«Shinden» war ein ermunternder Erfolg, dazu interessant und lehrreich.

Ich geb's ja zu: Ich baue nicht gerne Flügel. Deshalb sind die jüngeren Canard-Kreationen genau genommen Umbau- oder Recyclingprojekte. Sie verwenden zumindest den Tragflügel von herkömmlichen Modellen, welche in der ursprünglichen Form entweder zu langweilig oder infolge unsensibler Nutzbarmachung teilinvalid geworden sind.

Los ging's mit einer gewendeten 1,4-m-Funtana (ehemals im Vertrieb Staufenbiel), ein Glücks-

fall, denn hier waren neben den Tragflächen auch Teile des Höhen- und Seitenleitwerks «verwertbar». Kreativität war gleichwohl gefordert, hierzu einen neuen Rumpf zu konstruieren, der die drei aerodynamisch wirksamen Elemente zu einem fliegenden Canard verband. Für solche Rumpfn Neubauten hat sich übrigens 3-mm-Pappelsperrholz bestens bewährt, das an unkritischen Stellen schon auch mal einige Erleichterungsbohrungen verträgt. Nach überschlägiger Schwerpunktermittlung wurde klar, dass der Motor seinen Platz auf der bequemen Rückbank räumen und in die Rumpf-

mitte umziehen musste, wollte man nicht dicke Bleibatzen in die Nase stopfen müssen. Der Aussenläufer trieb nun über eine 6-mm-Stahl-Hohlwelle den Heckpropeller an. Dieser wurde 3-blättrig gewählt, einfach weil hier der Durchmesser nicht zu gross werden darf, möchte man beim Abheben nicht eine Bodenberührung der Blattspitzen riskieren. Eine ententypische Besonderheit wohl, die jedoch, wie später noch zu erörtern sein wird, die Flugleistungen nicht zu beeinträchtigen scheint.

Der auf einem Starrfahrwerk rollende Rückwärtsflieger war von Anfang an ein Kind stolzer Eltern. Ohne Sperenzchen hob er nach wenigen Metern ab, stieg kraftvoll und liess so ziemlich alles mit sich machen, was die organspendende Funtana auch schon gekonnt hatte. Nein, da gab es nichts zu me-

ckern, ausser dass der Modellpilot das Flugbild, vor allem, wenn wie hier Kopfflügel und Tragfläche sehr eng beieinanderliegen (kurz gekoppelte Ente), wieder erst mal einlernen muss. Ja, und ein bisschen laut konnte das Schnattern schon mal werden, wie immer, wenn der Prop so knapp hinter dem Seitenleitwerk quirlt.

Das folgende Projekt sollte auf ähnlicher Basis entstehen, aber ein Einziehfahrwerk bekommen. Wieder Mittelmotorkonzept mit 3-blättriger Druckschraube (11" x 8"), diesmal – weil verfügbar – Rechteckfläche mit 132 cm Spannweite. Die nun starren Seitenleitwerke wanderten – vorwiegend aus Geräuschminderungsgründen – bis zum Querruderansatz nach aussen. Beim Entenflügel setzte ich erst mal wieder auf eine ebene Platte – hatte ja bisher funktioniert. Der Abstand zwi-

Entenmodelle haben immer ein tragendes, da vor dem Schwerpunkt liegendes Höhenleitwerk. Daher darf man zur Ermittlung der Flächenbelastung beide Flächeninhalte guten Gewissens addieren. Dieser eindeutig positive Aspekt wird in der Praxis allerdings durch die Tatsache getrübt, dass zwei kleine Flächen aerodynamisch weniger effizient arbeiten als eine grosse (zweifacher induzierter Widerstand). Zudem kann die hintere Fläche vom Abwindfeld der vorderen beeinflusst werden. Es ist daher günstig, den Kopfflügel eher hoch zu legen, was natürlich designtechnische Grenzen hat. Eine hochliegende Canard bietet zudem den Vorzug, dass im Bereich des Kopfflügels der darüberliegende Rumpfteil damit eher flach wird. Dies verhindert, falls es mal zu einem Schiebeflug kommen sollte, eine einseitige Abschattung des Kopfflügels.

Motoren (mit Segelenten liegen keine Erfahrungen vor) profitieren fraglos vom Druckantrieb. Kleine Propeller bekommen damit einen besseren Wirkungsgrad, wovon namentlich schnelle Modelle profitieren. Man braucht übrigens keine speziellen Pusher-Luftschrauben, da man die Props nun einfach umgedreht, d.h. von vorne auf die Welle steckt. Auch werden die Seitenleitwerke der Modelle nicht angeströmt und damit auch nicht unsymmetrisch beaufschlagt, weshalb man sich um den Seitenzug des Props keine Gedanken zu machen braucht. Der Propellersturz sollte so verlaufen, dass die gedanklich verlängerte Motorwelle durch den Schwerpunkt in Z-Richtung (auf der Hochachse) geht. Dieser ist leicht mit ermittelbar, indem man den Rumpf seitlich mit dem Finger unterstützt. Vorher sollte natürlich der Schwerpunkt in X-Richtung (siehe unten) bekannt sein. Da dieser meist im Bereich der Flächennase sitzt, ist auf eine ausreichend grosse Seitenruderfläche zu achten, da der diesbezügliche Hebelarm eher kurz ausfällt. Winglets gelten als bewährtes Seitenruderkonzept.

Die Schwerpunktlage bleibt auch nicht ohne Einfluss auf die Fahrwerksanordnung. Beim Abheben wandert nämlich der Drehpunkt von der Radachse zum Schwerpunkt. Wenn das Hauptfahrwerk zu weit hinter dem Schwerpunkt liegt, bedarf es zum Abheben wegen des zu langen Hebelarms hoher Auftriebskräfte. Verwaiste Flächen von Modellen, die im Vorleben ein Dreibeinfahrwerk hatten, sind daher weniger geeignet. Problematisch ist auch ein zu weit nach vorne geschobenes Bugfahrwerk, da es auf rauen Graspisten gerne hochhüpft und das Modell seine Richtung verliert.

Bekannt sein dürfte, dass bei überzogen fliegenden Enten die Strömung am Kopfflügel zuerst abreisst. Das Modell taucht dann den Kopf kurz in – so diese vorhanden – tiefere Luftschichten, um Fahrt aufzuholen. Im Flug sieht das so aus, als würde

das Modell fortgesetzt mit dem Kopf nicken. Bei zu tiefer Fluglage geht das allerdings nur einmal.

Oftmals wird in der Literatur für Entenflügel eine nach meiner Erfahrung zu hohe EWD von 3 bis 6 Grad empfohlen. Das mag für sehr langsam fliegende Muster gelten. Bei Modellen der hier beschriebenen Spezies haben sich Winkel von 1,5 bis 2 Grad als passend erwiesen. Auch wenn profillose Brettleitwerke in einigen Fällen funktioniert haben, sind in summa die Erfahrungen mit tragend profilierten Leitwerken eindeutig besser.

Ja, und dann hält die Crux mit dem Schwerpunkt in X- bzw. Längsrichtung. Selbst eine überschlägige Ermittlung ist nicht so trivial wie bei einer herkömmlichen Leitwerksanordnung, wo man einfach in 1/3 der Flächentiefe die Finger darunterhält.

Es gibt ein zeichnerisches Ermittlungsprogramm (siehe Anlage), das, bei einfacher Flächengeometrie – wie etwa dem Beispiel «Square» – leicht zu handhaben ist.

Ansonsten helfen Computerprogramme wie das «ENTEX» von Dieter Schall. Ihre Zuverlässigkeit steht und fällt mit der Exaktheit der eingegeben Modellmasse. Dies kann bei Modellen mit beispielsweise elliptischen Flächen etwas diffizil werden, weil man die Geometrie dann mit Rechteck- bzw. Trapezformen annähern muss. Die Praxis empfiehlt dann unbedingt einen ein bis zwei Finger breiten Sicherheitsaufschlag nach vorne. Schwanzlastige Enten können sich äusserst überraunig verhalten. Schlimmstenfalls kommt das Vieh ins Trudeln. Zu weit vorne liegt der Schwerpunkt, wenn im Kurvenflug stark mit dem Höhenruder abgestützt werden muss. Das lässt sich dann schrittweise durch Rückverlagerung reduzieren.

ruder zu ziehen, was die gewünschte Wirkung auch nicht verfehlte. Kopf hoch, abheben, geht doch! Aber die Freude war kurz und verfrüht, denn in kaum 2 Metern Höhe klappte dem federlosen Vieh wie von Geisterhand geschlagen der Schnabel nach unten, um Sekundenbruchteile später mit selbigem im Dreck zu stecken. Was war das? Nun, vermutlich war die Strömung am Entenflügel abgerissen (siehe Kasten). Gleichwohl, der Schaden war lokal begrenzt; meine Ente bekam ihre zweite Chance, diesmal jedoch mit einem Leitwerk von Clark-Y-Profilierung. Und siehe, der Hammerschlag auf die Nase blieb aus. Kreuzbrav stieg «Square» auf Höhe und war steuerbar wie das einstmals in Anfängerkreisen geliebte «Graupner Taxi». Auch

die Landungen verliefen völlig undramatisch.

Bald stellte sich heraus, dass die Ente nach dieser Nasenkorrektur nicht nur hervorragend fliegt, sondern auch zu ausgesprochen flotter Gangart taugte. Angetrieben durch einen Aussenläufermotor vom Typ Pichler BOOST 50 (600 kv) und einem 6-s-Akku mit 3800 mAh geht es mit Speed in jede Richtung, wenn

nötig, beschleunigt senkrecht in die Höhe. Ein Spassgerät, bei dem nach ausgiebigem Herumheizen nur eine Frage offen zu bleiben scheint: Wann wird endlich der Akku leer? Ganz offensichtlich arbeitet der Heckantrieb auch mit der Dreiblattschraube sehr effizient. Dies lässt sich nur damit erklären, dass der Propellerstrahl hier keine Rumpffinterferenzen erzeugt, sondern frei nach hinten

Experimentalflug bleibt auch in Zeiten spannend, in denen der um Reputation bemühte Modellflieger seinen 9-Meter-Segler «Klapptriebwerk» und GPS- Rückkehrhilfe included, üblicherweise gegen Entrichtung eines niedrigen fünfstelligen Betrags in einer Edelschmiede abholt, oder im Falle begrenzterer Mittel, auf die

Plug-and-Play-Version aus dem vierfarbig, but bedruckten Karton zurückgreift. Eigene Wege zum Gipfel der Zufriedenheit sind zwar nicht immer die kür-

zeren, wohl aber interessanter als ausgetretene Pfade mit professionell vormontiertem Sicherungsseil. Und, um selbst mal wieder was zu versuchen,

braucht es eigentlich keinen neuen Lockdown. ■

Fotos: Ludwig Retzbach und Philipp Mattle