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Up, up and away – Grosse Segler – kleiner Antrieb

von Emil Ch. Giezendanner
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Es war seit Langem mein Traum, einen Grosssegler ab unserer Piste starten zu lassen. Mit Interesse habe ich über mehrere Jahre die entsprechenden technischen Entwicklungen verfolgt. Erfreut muss ich feststellen, dass sich dem Eigenstartliebhaber neue interessante Möglichkeiten eröffneten.


Ein Rückblick mit Freude

Gerne erinnere ich mich an die alten Zeiten, als bei uns die ersten Grosssegelmodelle auftauchten – es muss zwischen 1975 und 1985 gewesen sein – und eine eigentliche Szene entstand wie die 1982 von Peter Äberli und Georg Staub gegründete IGG. Wunderschöne Modelle von Ernst Tscheulin, später von Christian Gierke und anderen eroberten den Segelflughimmel. Die Modelle von Tscheulin und weitere waren als Bausatz mit GFK-Rumpf und Styro-Abachi-Flügel erhältlich. Andere bezogen nur die Rümpfe und bauten die Flügel selber. Eine aufwendige und anspruchsvolle Arbeit. Diese Technik wird noch heute verfeinert von ein paar Spezialisten angewendet. Das Bespannen mit den damaligen Folien war eine Herausforderung und hat mir zahlreiche Flüche entlockt. Die meisten unserer Fluggelände wiesen nur kleine Überhöhungen aus. Zudem mussten Bäume und Büsche überwunden werden, um in den Genuss der Hangaufwinde zu gelangen. Hochstart und Motorwinde halfen uns dabei.



Ein grosser Schritt

Doch plötzlich war alles anders: Ab 1973 führten wir in Pfäffikon die ersten Elektroflugmeetings durch. Die damit verbundenen Flugtage stellten immer mehr eine eigentliche «Produkteschau» dar, in deren Rahmen schon bald stärkere Elektromotoren (Fritz Geist und Heinz Keller) zum Einsatz gelangten. Plötzlich waren Bodenstarts mit Kunstflugmodellen möglich (Heinz Elsässer) und – das hat uns besonders überrascht – die Vorführungen von Ernst Tscheulin mit seinen Grossseglern (Glasflügel 604, Kestrel, LS 2). Ein paar Schritte zum Handstart und gemütlich stieg sein 5-m-Modell in den Himmel. Damit war der Bann gebrochen. Kurzerhand wurde bei unseren Modellen den schönen Rümpfen brutal die Nase abgesägt und ab ca. 1980 ein «Keller 80 oder 100» eingebaut. Anfänglich benutzten wir Nickel-Cadmium-Zellen (NiCad seit 2006 verboten) und später die Nickel-Metallhydrid (NiMH). Die Packs mit bis zu 20 Zellen brachten schnell einmal 1 kg und mehr Zuladung. Für die grossen Segler (ca. 3,5 bis 5 m) kein Problem. Zeitweise flogen bei uns ein halbes Dutzend und mehr mit diesen eleganten und praktisch geräuschlosen Seglern.



Für uns ein Schmaus – für andere ein Graus

An einem schönen Sonntag (um 1980) trafen auf unserem Hangfluggelände Gäste vom Zürichsee mit ihren schönen Grosssegelmodellen ein. Schon bald kamen angesichts unserer barbarisch abgesägten Rumpfnasen hitzige Diskussionen in Gang. Die Liebhaber schöner Segelflugorchideen waren mehr oder weniger entsetzt – was der Freundschaft jedoch keinen Abbruch tat. Beim späteren Umtrunk mussten wir lernen, dass in der Grossseglerszene der Ästhetik – übrigens bis heute – ein hoher Stellenwert zukommt, während bei uns das problemlose Starten auf einem nicht ganz einfachen Gelände Priorität hatte. Für die grösseren und schwereren Modelle wurde der Handstart allerdings zur Herausforderung. Hier wiederum boten uns die «Seebuben» mit ihrem Katalpult Entwicklungshilfe.


Eigenstartfähige Grosssegler sind angekommen

Seit einigen Jahren sind mit Elektromotoren ausgerüstete Grosssegler akzeptiert. In Bausätzen sind Rümpfe sogar dafür vorbereitet. Auch im manntragenden Segelflug hat der Elektroantrieb eine «leise Revolution» eingeleitet. Neben den verbreiteten Klapptriebwerken gelangen auch dort in der Rumpfnase eingebaute E-Motoren zum Einsatz. Technische Bezeichnung «FES» = Front Electric Sustainer. Dieses



Fortsetzung auf Seite 26 →


Start mit E-Motoren
Versuch einer TypologieBeschriebKommentar
Startwagen

Antrieb mit Klapppropeller Rumpfnase
Altes Konzept «Startwagen» noch immer aktuell und dankbarSelberbau oder Markt

Höhe bzw. Bodendistanz des Propellers kann bestimmt werden, was grössere Propellerdurchmesser zulässt (mit kleinen Drehzahlen. Sehr leise!).
Klapptriebwerk mit PropellerEigenstartfähig

Sehr leistungsfähig, gute Steigraten
Grosse Ausschnitte am Rumpf müssen verstärkt werden. Normales Fahrwerk
Impeller-KlapptriebwerkEigenstartfähig

Technisch elegante Lösung. Benötigt beim Start mehr Anfangsgeschwindigkeit (Luftdurchsatz Impeller)
Benötigt weniger Platz im Rumpf. Impeller-Antriebe benötigen generell rasanteres Fliegen. Normales Fahrwerk
FES «schwach»Bodenstart nicht möglich.

Benötigen einen Schleppstart und dienen als «Flautenschieber»
Sehr einfache Realisierung und Einbau. Bescheidener Aufwand (Motor, Drehzahlsteller, Akkus). Normales Fahrwerk

Eine interessante Verbindung von Schleppstart und Überbrückungshilfe mit Motor
FES «stark»Eigenstartfähig

Mehrere rasante Steigflüge (je nach Akku)
Stärkere Motorisierung (Motor, Drehzahlsteller, Akkus)

Problem Bodenfreiheit des Propellers (kleine, hochdrehende Propeller verursachen unangenehmen Lärm). Zweistufige Fahrwerke als Lösung. Eventuell Rumpflängsschnitt korrigieren – leicht höhere Rumpfspitzen.


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propCalc - Propeller Calculator

alle Angaben ohne Gewähr - Genauigkeit: +/-10%

GenerellModellgewicht: 12000 g inkl. AntriebAnz. Motoren: 1 (an einem Akku)Spannweite: 6000 mm / 236.22 inchFlügelfläche: 105 dm² / 1627.5 in²Widerstand: vereinfacht (0.03 Cw)Flughöhe: 500 m.ü.M / 1640 ft.ü.MLufttemperatur: 25 °C / 77 °FLuftdruck(QNH): 1013 hPa / 29.91 inHg
Akku-ZelleTyp: LiPo 4500mAh - 30/45C (normal)Konfiguration: 6S 1PKapazität: 4500 mAh (4500 mAh total)max. Entladung: 85%Widerstand: 0.0038 OhmSpannung: 3.7 VC-Rate: 30 C Dauer / 45 C maxGewicht: 113 g / 4 oz
ReglerTyp - Timing: CC Phoenix Edge Lite 100 (normal)Strom: 100 A Dauer / 100 A maxWiderstand: 0.0035 OhmGewicht: 92 g / 3.2 ozVerlängerung zu Akku: AWG10=5.27mm²Länge: 0 mm / 0 inchVerlängerung zu Motor: AWG10=5.27mm²Länge: 0 mm / 0 inch
MotorHersteller - Typ: Leomotion LEO 4130-0490 V3 (490) (mittel)Kv: 490 U/VLeerlaufstrom: 1.8 A @ 10 VLimite (max. 15s): 2280 WWiderstand: 0.014 OhmGehäuselänge: 54 mm / 2.13 inchAnz. mag. Pole: 14Gewicht: 392 g / 13.8 oz
PropellerTyp: GM (0°)Durchmesser: 15 inch / 381 mmPitch: 10 inch / 254 mmAnz. Blätter: 2PConst / TConst: 1.06 / 1.0Getriebe: 1 : 1Fluggeschw.: 0 km/h / 0 mphberechnen
BatterieMotor @ Optimaler WirkungsgradMotor @ MaximumPropellerGesamter AntriebModellflugzeug
Entladerate: 18.48 C
Spannung: 20.30 V
Nennspannung: 22.20 V
Energie: 99.9 Wh
Gesamtkapazität: 4500 mAh
genutzte Kapazität: 3825 mAh
Flugzeit Vollgas: 2.8 min
Ø Flugzeit: 3.3 min
Gewicht: 678 g / 23.9 oz
Strom: 59.18 A
Spannung: 20.64 V
Drehzahl*: 9359 U/min
el. Leistung: 1221.7 W
mech. Leistung: 1113.1 W
Wirkungsgrad: 91.1 %
Strom: 83.18 A
Spannung: 20.01 V
Drehzahl*: 8875 U/min
el. Leistung: 1664.6 W
mech. Leistung: 1506.0 W
Wirkungsgrad: 90.5 %
Temperatur (ca.): 79 °C / 174 °F

Wattmeter-Messung
Strom: 83.18 A
Spannung: 20.3 V
Leistung: 1688.6 W
Standschub: 7153 g / 252.3 oz
Drehzahl*: 8875 U/min
Schub bei Abriss: - g / - oz
Schub bei 0 km/h: 7153 g / 252.3 oz
Pitch Geschw.: 135 km/h / 84 mph
Blattspitze: 637 km/h / 396 mph
spez. Schub: 3.68 g/W / 0.13 oz/W
Komponenten: 1278 g / 45.1 oz
Leistungs-Gewicht: 154 W/kg / 70 W/lb
Schub-Gewicht: 0.60 : 1
Strom @ max: 83.18 A
P(in) @ max: 1846.6 W
P(out) @ max: 1506.0 W
Wirkungsgrad @ max: 81.6 %
Drehmoment: 1.62 Nm / 1.19 lbf.ft
Steigvermögen: 1211 m / 3973 ft
Abfluggewicht: 12000 g / 423.3 oz
Flächenbelastung: 114.3 g/dm² / 37.5 oz/ft²
Kubische Flächenbel.: 11.2
Überziehgeschwind.: 51 km/h / 32 mph
gesch. Horizontal-Geschw.: 103 km/h / 64 mph
gesch. Vertikal-Geschw.: - km/h / - mph
gesch. Steigleistung: 7.3 m/s (~25...30°) / 1440 ft/min

Antrieb nach e-Calc.



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Meine Wahl: Chocofly SB-14 (6 m)

Wer sich bei den zahlreichen Anbietern von Grossseglern informiert, stösst auf ein Riesenangebot. Allerdings sind nicht alle Typen einfach abrufbar – Geduld ist angesagt. Mit Chocofly habe ich gute Erfahrungen gemacht. Also schaue ich zuerst einmal beim «Einheimischen»-Angebot.


Meine Kriterien waren:
  • Langsamer Thermikflug möglich – keine «spezialisierte» Rennmaschine
  • Gutmütigkeit (vom Hörensagen)
  • FES-Antrieb (einfacher Einbau eines Motors in Rumpfnase)
  • Zweistufiges Fahrwerk passend
  • Hochdecker (Abstand Flügel zum Boden erleichtert Bodenstart/Landung)
  • Der Akku soll vor dem Fahrwerk Platz haben – auch ein Grund für nur 6b-Zellen

Die Berechnung und Ausrüstung des Antriebs bei Leomotion haben sich im praktischen Betrieb als absolut problemlos und erfolgreich erwiesen. Die Startstrecke auf befestigter Piste beträgt 10 bis 15 m. Auch auf tief geschnittenen Rasenflächen ist der Start problemlos. Zwei Steigflüge mit etwas Reserve zum «Heimkommen». Flüge, die sich bei Thermik lohnen. Und die anderen sind schöne Erlebnisse.


Technische Daten Chocofly SB 14 und Ausrüstung
Spannweite:6000 cm
Rumpflänge:2033 cm
Startgewicht:10360 g
Motor:Leomotion 4130 (490 U pro Volt)
Drehzahlsteller:Summit 100 light. BEC 8 A, Rückspeisung
Akku:Lipo 6S 3700 mAh
Propeller:15 x 10 inch
Drehzahl:8875 U/min
Strom:84 A
Leistung:1700 W



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