F3A-Weltmeisterschaften in Warwick, Australien

Die weltbesten Kunstflieger trafen sich in Australien, um ihren Weltmeister zu küren. Aufgrund der langen Anreise, und damit mit erheblichen Kosten verbunden, nahmen nur 59 Piloten aus 19 Ländern teil. Erfreulicherweise waren auch sieben Junioren am Start. Das Team USA gewinnt überlegen die Teamwertung vor Frankreich und Japan. Lassi Nurila, FIN, wird Weltmeister vor den Amerikanern Andrew Jesky und Jason Shulman. Anthonin Paysant-Le Roux gewinnt die Juniorenwertung.

Nach rund 20 Stunden Flug traf das Schweizer F3A-Team, bestehend aus den Piloten Sandro Matti, Reto Schumacher und Philipp Schürmann, in Brisbane ein. Als erfahrene Helfer standen Viktor Matti und Urs Bärtschiger im Einsatz, Matthias Bosshard übernahm die Funktion des Teammanagers.

Die Transportkosten für die Modellkisten sind erheblich. Die Schweizer Piloten setzten auf mehrlagige Kartonkisten, um die strengen Einreisevorschriften für Holzkisten (Vermeidung von Parasiten) umgehen zu können. Deshalb hatten sich die Piloten entschieden, jeweils nur ein Modell mitzunehmen

*Red. Anmerkung: Die Bezeichnung «Helfer» ist eine starke Vereinfachung der heutigen Anforderungen an die Person, die hinter dem Piloten steht.

und auf ein Reservemodell zu verzichten. Die F3A-Modelle und ihre Technik sind einerseits sehr zuverlässig, andererseits kann es trotzdem zu grösseren oder kleineren Beschädigungen kommen. Ein Mitglied des französischen Teams beispielsweise verlor ein Modell während des Trainings. Bei allzu böigem Wind verzichteten wir deshalb aufs Training, um keine unnötigen Risiken einzugehen. Trotzdem mussten wir mehrere Kilogramm Werkzeug und Ersatzkomponenten mitnehmen.

seits an die acht Stunden Zeitverschiebung und die lokalen Wind- und Sichtverhältnisse zu gewöhnen. Mitte August ist tiefster Winter in Queensland, was bedeutet, dass es morgens Temperaturen knapp über dem Gefrierpunkt hat und tagsüber die Sonne kräftig auf über 20 °C wärmt. Ab 17.30 Uhr ist dann die Sonne schon wieder weg und es dunkelt sehr schnell.

Die WM fand auf einem Regionalflugplatz mit Asphaltpiste statt, der tagsüber für andere Flugzeuge gesperrt wurde. Die fliegerischen Verhältnisse sowie die sympathische Organisation der australischen F3A-Enthusiasten schuf von Beginn weg eine sehr lockere und

freundschaftliche Atmosphäre. Die drei Schweizer Piloten qualifizierten sich alle für das Halbfinale der besten 30. Sandro Matti erreichte das Finale der zehn Besten, Reto Schumacher als Zwölfter verpasste das Finale knapp. Mit den Rängen 8 (Sandro), 12 (Reto) und 27 (Philipp) sowie dem 4. Platz in der Teamwertung darf das Schweizer Team stolz auf seine Leistungen der letzten Woche zurückblicken.

Generell waren die Modelle aller Konkurrenten auf sehr hohem technischem Stand betreffend Qualität der Bauausführung wie auch der eingesetzten Komponenten. Ob Eindecker,

Vor dem offiziellen Beginn der WM flogen wir ausserhalb von Brisbane auf einem wunderschönen Modellflugplatz in Toowoomba, um uns einer-

Doppeldecker, Elektro- oder Viertaktantrieb, Aussenläufermotor oder Contra-Antriebe; alle Modellvarianten wurden eingesetzt und bewährten sich. Darunter eine favorisierte Modellauslegung zu benennen, ist sehr schwierig und hängt von den geflogenen Programmen ab. Doppeldecker und Contra-Antriebe waren jedenfalls zahlenmässig in der Mehrheit. Zudem schienen die Doppeldecker in den schwierigen Finalprogrammen mit vielen Messerflugpassagen die Nase vorn zu haben. Die Auswahl am Markt ist erfreulich gross und das Angebot

funktioniert. Direktantrieb oder Contra; da unterscheiden sich die Meinungen der Experten und zahlreiche Piloten haben beide Varianten ausprobiert.

Acht Doppeldecker, 2 Eindecker, 1 Viertakter YS-Motor, 2 Direktantriebe Plettenberg, 7 Contra-Antriebe. Sieben von 10 Modellen wurden vom chinesischen Hersteller HuiYang produziert.

Wieso haben F3A-Modelle mit Direkt- oder Getriebeantrieb ca. 3,5° Seitenzug eingebaut, damit sie geradeaus fliegen? Wieso soll ein Contra-Antrieb ein Vorteil sein? Es sind hauptsächlich vier Kräfte, die am Propeller wirken.

1. Propeller-Drehmoment: «Für jede Kraft gibt es auch eine entgegengesetzte Kraft.» (Newton) Da sich die meisten Flugzeugpropeller im Uhrzeigersinn drehen (von hinten gesehen), drücken sie beim Gasgeben den linken Flügel nach unten. Das könnt ihr gut selber ausprobieren, indem ihr das Modell auf Hüfthöhe haltet, während ein Kollege schnelle Gasbewegungen ausföhrt. Diejenigen von euch, die ihre Modelle «torquen», wissen, dass beim Torquen das Querruder teilweise bis auf Vollausschlag rechts gehalten werden muss, damit das Modell nicht um die Längsachse dreht.
2. Slipstream-Effekt: Der Propeller verursacht eine drehende Luftströmung um den Flugzeugrumpf. Dieser Slipstream bewirkt eine Asymmetrie, indem er einseitig auf das Seitenleitwerk trifft, was eine Drehung um die Hochachse nach links bewirkt. Am besten spürt ihr das bei euren Modellen am Start. Bei noch kleiner Geschwindigkeit ist die Anströmung des Rumpfes und Leitwerks noch klein. Sobald Gas gegeben wird, bricht das Modell nach links aus.
3. Kreiselwirkung oder Gyroskopischer Effekt: Rotierende Kreisel reagieren sehr träge auf Richtungsänderungen der Drehachse. Wird die Drehachse trotzdem mit einer gewissen Kraft ausgelenkt, wirkt die Auslenkung um 90° versetzt. Ein Propeller ist ein schnell rotierender Kreisel. Zieht man beispielsweise aus dem Horizontalflug am Höhensteuer, bewirkt dies eine Auslenkung des Modells nach links, beim Stossen nach rechts. Als Gegenmassnahme werden möglichst leichte Propeller verwendet, um die Kreiselkräfte klein zu halten.
4. P-Faktor: Als Anschauung dient ein Zweiblatt-Propeller: Stimmen die Drehachse und die Anströmungsachse überein, haben beide Blätter den gleichen Anströmungswinkel Alpha. Ist das Flugzeug jedoch angestellt (beispielsweise Langsamflug), stimmen die Motordrehachse und die Flugrichtung des Modells nicht mehr überein. Dadurch erhält das sich nach unten bewegende Propellerblatt eine grössere Anstellung als das nach oben bewegende. Auch dadurch entsteht bei grossem Anstellwinkel des Modells eine Kraft, die das Modell nach links abtreiben will.

Drei dieser vier Kräfte wirken alle nach links – sie heben sich leider nicht auf. Sie sind abhängig von Fluggeschwindigkeit, Propellerdrehzahl (Schub), Anstellwinkel und Gewicht der Propellerblätter. Die im F3A erflogenen 3,5° Seitenzug sind immer ein Kompromiss, der meist bei Halbgas im Geradeausflug erflogen wird. Sobald Gas reduziert oder erhöht wird, stimmt der Seitenzug nicht mehr genau. Dies wird von manchen Piloten mit Mischer-Gas-Seitenrudern weggemischt. Alle anderen Kräfte werden vom versierten Piloten ausgesteuert. Die Drehzahlen bei den Direktantrieben bewegen sich um ca. 6000 U/min.

Und hier kommt die Idee der gegenläufig rotierenden Propeller ins Spiel, die

1. das Drehmoment aufheben,
2. den Slipstream-Effekt neutralisieren,
3. zwei Kreiseffekte generieren, die sich gegenseitig aufheben,
4. an jedem Propellerblatt der P-Faktor zwar stattfindet, sich jedoch gegenseitig aufhebt.

Hast du Lust bekommen, auch einmal möglichst perfekte Linien an den Himmel zu zaubern? Die Region Nordostschweiz (NOS) bietet seit mehreren Jahren Einsteigerkurse und Trainings an. Einsteiger werden von erfahrenen F3A-Piloten betreut. Es geht um das optimale Programmieren des Modells, über sinnvolle Mischer und Ausschläge bis zum aufbauenden Wettbewerbs-training. Die Wettbewerbe der Sportflyers-Programme (Termine jeweils im MFS) sind optimal für einen Einstieg in den Kunstflug.

M. Bosshard

Momentan sind verschiedene Contra-Systeme erfolgreich im Einsatz. Die ersten Systeme vor einigen Jahren nutzten Planetengetriebe, die regelmässig gefettet werden mussten und im Flug relativ heiss wurden. Die Propeller waren nicht direkt mechanisch verbunden, was auch nicht immer den gewünschten neutralisierenden Effekt brachte. (Brenner USA, CRS AUT). Die an der WM eingesetzten Contra-Antriebe verfügen über ein Untersetzungsgetriebe mit zwei Propellerwellen (eine direkt angetrieben, die andere über einen Zahnriemen). Die Belastung des möglichst leicht ausgeführten Getriebes (bis 3 kW Leistung) ist enorm. Zahnräder und Zahnriemen müssen regelmässig ausgetauscht werden. Der Motor ist relativ klein dimensioniert, weshalb er gut gekühlt werden muss. Häufig

eingesetzt werden Antriebe von Adverrun, VLV, Dualsky und Akiba. Die Propeller rotieren mit einer Drehzahl von ca. 4000 U/min. (D3-Motors aus Polen hat einen Antrieb (TMCR21) im Angebot, der über zwei separate Motoren mit zwei Controllern verfügt. Aus dieser Auslegung eröffnet sich eine «riesige Spielwiese für Tüftler», die beide Gaskurven individuell einstellen und somit die wirkenden Kräfte direkt beeinflussen können. Auch eine gewisse Sicherheitsredundanz wird erreicht, weil zwei Motoren mit zwei Controllern unabhängig voneinander laufen, jedoch ab einem gemeinsamen 10S-Lipo. Dieser Antrieb ist vermutlich sehr effizient, weil er keine mechanischen Verluste in einem Getriebe generiert. Er war jedoch an der WM in Australien nicht vertreten.)

Im F3A gibt es eine strikte Gewichtslimite von 5 kg Abfluggewicht, was für die Hersteller der starken und fein regelbaren Antriebe eine echte Herausforderung darstellt. Die Gewichtslimite im Sporting-Code F3A wird übrigens auf die Saison 2024 aufgehoben, was vermutlich dazu führen wird, dass grössere Akkus eingesetzt werden und an den Antrieben weniger Gewicht gespart werden muss.

So viel zur Theorie und den nüchternen Fakten. Die Erfahrungen der letzten Jahre zeigen, dass man im F3A mit allen beschriebenen Motoren und Propellerauslegungen gewinnen oder verlieren kann. Der Erfolg liegt zweifellos in der perfekten Abstimmung von Flugstil, Modell und Antrieb. Die Top-Piloten widmen dem Einfliegen und Einstellen ihrer Modelle Dutzende, wenn nicht Hunderte von Flügen, bis sie zufrieden sind. Da ohnehin ständig mit allen Rudern geflogen wird, werden entstehende Kräfte bereits im Ansatz auskorrigiert.

Und ob die zwei gegenläufig rotierenden Propeller alle entstehenden Momente wirklich

neutralisieren, ist die andere Frage. Der vordere Propeller arbeitet in einer laminaren, unverwirbelten Strömung, wogegen der hintere Propeller die Luftströmung bereits mit Drall und Verwirbelungen aufnimmt. Ich vermute, dass es zu diesem Thema aus der personentragenden Luftfahrt strömungstechnische Experimente gibt.

Die weltbesten Kunstflieger fliegen die momentan gültigen Programme P23 und F23 (die Programme werden alle zwei Jahre gewechselt) nahezu geometrisch perfekt. Wie kann es nun gelingen, sich noch von der Konkurrenz abzuheben? Im Training werden folgende Hilfsmittel eingesetzt:

Ansagers

Die Piloten kennen nach mehreren Hundert Flügen Training das Programm auswendig, sie benötigen dazu keinen Einflüsterer. Der Helfer hat jedoch einen entscheidenden Einfluss auf die Platzierung der Figuren im F3A-Fenster. Währenddem der Pilot mit Sperberaugen

auf sein Modell schaut, um jedes Grad Abweichung der gewünschten Fluglage zu erkennen und zu korrigieren, schaut der Helfer auf die Einhaltung der Begrenzungen sowie auf die Platzierung in der Mitte. Die Strecken vor und nach Rollen müssen exakt genau gleich lang sein, die Radien innerhalb einer Figur deckungsgleich. Die zehn besten Piloten an einer EM/WM fliegen unbekannte Programme, die mittels eines Computerprogramms aus einem Aresti-Figurenkatalog zusammengestellt werden. Diese sind sehr komplex mit punktierten Rollen, Rollkreisen und Rollen-Loopings mit zahlreichen Snaps (geschlitzten Rollen) durchsetzt. Ohne routinierte Teamarbeit zwischen Pilot und Helfer ist ein korrektes Fliegen dieser Programme unmöglich.

2. Einsatz von geometrischen Hilfsmitteln. Mit Geo-Dreiecken und Figurenlehren versucht man, im Training Senkrechten, 45°-Winkel und Rundheit von Loopings zu perfektionieren. Dies immer im Zusammenhang mit

der Perspektive, die sich aus der Platzierung der Punktrichter ergibt.

3. GPS-basierte Fluglageerkennung. Der Einsatz von «Flight-Coach» hat die F3A-Welt weiter verändert und die Perfektion gesteigert. Mithilfe eines kleinen, leichten Kästchens im Rumpf, das mit GPS-Position und Lageerkennung im Raum ausgestattet ist, kann der Flug auf einem PC nach dem Flug ausgewertet werden. Flight-Coach wurde von zahlreichen, international zusammenarbeitenden F3A-Piloten entwickelt und perfektioniert. Momentan wird sogar daran geforscht, ob man mit Flight-Coach auch Bewertungen der Flüge machen könnte. Auf die Resultate diesbezüglich darf man gespannt sein. Wird es in Zukunft zur Ergänzung der internationalen Punktrichter auch eine Art VAR (Video Assisted Referee) auf den Modellflug-Meisterschaften geben, der die elektronisch aufgezeichneten Daten in die Resultate einfließen lassen wird?

https://youtu.be/3NMehdGWrUE