Gyro-Copter – selten auf Modellflugplätzen

Viele Leute, darunter auch passionierte Modellflieger, fragen sich immer, wie ein Tragschrauber eigentlich funktioniert. Darum habe ich zuerst ein wenig Geschichte und das Funktionsprinzip zusammengetragen.

Als Erfinder des Tragschraubers wurde lange Zeit der Spanier Juan de la Cierva genannt, der seinen Autogiro als geschützten Markennamen im Jahr 1923 bekannt machte. Das Grundprinzip des Tragschraubers wurde jedoch bereits zuvor vom Mallorquiner Pere Sastre Obrador entworfen.

Tragschrauber, auch Autogyro, Gyrokopter oder Gyro-Copter genannt, ist ein Drehflügler, der in seiner Funktionsweise einem Hubschrauber ähnelt. Jedoch wird hier der Rotor nicht durch ein Triebwerk, sondern passiv durch den Fahrtwind in Drehung versetzt, oder einfach durch die Autorotation. Der Auftrieb ergibt sich dabei durch den Widerstand des sich drehenden Rotorblatts bei nach hinten geneigter Rotorfläche. Tragschrauber sind interessant für Anwendungen, bei denen geringe Geschwindigkeiten erwünscht, aber Senkrechtstart und -landung nicht notwendig sind. Vorteile sind dabei die Überziehsicherheit (d. h. ein Strömungsabriss ist nicht möglich), die geringen Bau-, Wartungs- und Betriebsmittelkosten, das geringe Gewicht und der geringe Platzbedarf sowie die einfache Erlernbarkeit der Bedienung.

Der Antrieb erfolgt durch ein Triebwerk mit Propeller. Der Rotor wird an einem Mast befestigt. Ein Schlaggelenk, das eine Bewegung des Rotorblatts nach oben oder unten zulässt, ist zentrales Merkmal eines Tragschraubers. Eine Taumelscheibe wird nicht benötigt; zur Steuerung wird der komplette Rotor geschwenkt. Zusätzlich wird ein herkömmliches Seitenruder zur Steuerung benötigt. Aufgrund der geringen Geschwindigkeit wird meist ein festes Fahrwerk verwendet. Eine geschlossene Kabine ist eher selten. Einige Modelle setzen zusätzliche auch Tragflächen ein.

Tragschrauber benötigen nur eine sehr kurze Startrollstrecke von wenigen Metern bis etwa 100 m und gehören damit zur Gruppe der ESTOL-Flugzeuge (Kurzstart- und landeflugzeuge). Die Landerollstrecke liegt zwischen 0 und einigen Metern. Zur weiteren Verkürzung der Startstrecke kann der Rotor vor dem Start durch einen weiteren Motor auf die Startdrehzahl beschleunigt oder auch von Hand angeworfen werden. Die Autorotation kommt dadurch zustande, dass das Rotorblatt im inneren Bereich der Rotorebene einen so hohen Anstellwinkel hat, dass eine das Blatt beschleunigende Kraft resultiert. Im äusseren Durchmesser hingegen bremst die Resultierende das Blatt. Diese Kräfte sind im stationären Flug im Gleichgewicht. Erhöht man den Anstellwinkel der Rotorebene, verschiebt sich die Grenze zwischen beschleunigendem Bereich und abbremsendem nach aussen, es entsteht ein Ungleichgewicht zugunsten der Beschleunigung, ergo: Der Rotor erhöht seine Drehzahl. So wird verständlich, wie der Tragschrauberrotor stets automatisch die nötige Rotordrehzahl einnimmt, um die Maschine zu tragen.

Da der Rotor nur durch den Luftstrom angetrieben wird, ist er mechanisch gering belastet und es ist kein kompliziertes Getriebe notwendig. Der Antriebsausfall ist ebenfalls unkritisch. Tragschrauber haben keine Mindestgeschwindigkeit und können somit nicht in einen überzogenen Flugzustand geraten. Das war auch die Motivation des Erfinders Juan de la Cierva. Der richtige Umgang mit diesen Fluggeräten muss trotzdem gut geschult werden, denn negative Anstellwinkel sind nicht zulässig, da sie – ähnlich wie zu grosse Anstellwinkel bei anderen Fluggeräten – zu einem kritischen Flugzustand führen können. Negative Anstellwinkel werden durch starkes Drücken am Steuerknüppel erreicht, was zu einer Anströmung des Rotors von oben führen würde; gleichzeitig hohe Vortriebsleistung verstärkt den negativen Effekt.

Ernst Keplinger, www.rc-gyro-modelle.at, aus dem oberösterreichischen Katsdorf in der Nähe von Linz hat sich vor neun Jahren mit dem Tragschrauber-Virus infiziert. Von da an stand für ihn fest, einen in allen Belangen funktionsfähigen und für jedermann flugfähigen Tragschrauber zu entwerfen und zu bauen. In zig tausend Entwicklungs- und Flugteststunden wurde so manche Idee entworfen, gebaut, erflogen, um sie dann wieder zu verwerfen. Aber der Aufwand hat sich gelohnt und heute produziert und fliegt Ernst Tragschrauber, die an das Vorbild von Auto Gyro angelehnt sind und auch zu 100% fliegen und den grossen Vorbildern in keiner Weise nachstehen.

Aus der Schmiede von Keplinger gibt es zurzeit zwei Modelle, das eine mit einem Rotordurchmesser von 1,36 (Massstab 1:6) und das andere mit 2,5 (Massstab 1:3,5) Metern. Die Baukästen können in drei verschiedenen Grundfarben, blau, gelb oder rot, vom Kunden bestimmt und bestellt werden. (Gegen einen entsprechenden Aufpreis ist jede RAL-Farbe möglich.) Der Aufbau der Modelle ist grösstenteils in GFK gehalten. Rotorkopf in CFK, Blatthalter in Kohlefaser, beides von höchster Qualität. Im Modell verbaut sind 4 Servos, Antriebsmotor, Prerotationsmotor, beim 2,5er-Modell ein zusätzliche 40-A-Regler für den Prerotationsmotor. Ein hochwertiges BEC versorgt den Empfänger mit Strom ab dem Antriebsakku. Beim kleineren Modell wird ein 4S-5000er-Lipo für beide Motoren und RC, beim grösseren ein 3S-2200er-Lipo für die Prerotation, ein 6S-5000er für den Flugmotor und RC eingesetzt. Dies reicht für genügend Flugzeit und puren Flugpass. Bei den GFK-Blättern wurde auch einiges ausprobiert. Doch an die Eigenschaften, wie sie Herbert Sitar mit seiner 40-jährigen Erfahrung in der Rotorblattherstellung hat, konnte kein anderes Blatt anknüpfen. Damit die Freude mit dem Modell und der Spass am Fliegen wirklich nachhaltig ist, unterstützt Ernst Keplinger seine Auftraggeber nicht nur mit der Bereitstellung von Qualitätsbaukästen, sondern mit weitreichenden Informationen und Erklärungen zur Technik und zum Bau des Modells, sowie der Antriebsauslegung. Eine genaue Einweisung, wie man so ein hochwertiges Tragschraubermodell startet, fliegt und auch wieder sicher landet, gehört für jeden der Copter-Kunden zu seinem Service.

Grossen Wert legt man aber auf die grosse Verfügbarkeit der Ersatzteile aller seiner sich im Handel befindlichen Coptern. Denn nur eine 100%-Ersatzteilversorgung gibt dem Piloten auch die Garantie für pures Flugvergnügen.

Leider wird heute sehr viel aus Fernost angeboten, aber bereits beim ersten kleinen Schadenfall merkt dann der Besitzer, dass es gar keine oder nur mit viel Mühe zu beschaffende Ersatzteile gibt.

Das Fliegen mit einem RC-Gyromodell ist einfach und problemlos zu lernen. Jeder durchschnittliche Modellpilot kann sein Modell, das er aus dem Baukasten heraus erstellt hat, völlig entspannt fliegen. Mit einem Copter werden die Vorstellungen vom Fliegen mit einem wirklich aussergewöhnlichen Modell im Handumdrehen vom Modellpiloten realisiert werden können.

Ein Tragschrauber gehört zu den sichersten Fluggeräten überhaupt, denn er kann weder überzogen noch ins Trudeln gebracht werden. Strömungsabrisse kennt der Copter ebenso wenig wie Probleme, die durch Antriebsausfall entstehen können. Er hat keine bauartspezifische Mindestgeschwindigkeit – das bedeutet völlig stressfreies Fliegen! Da der Rotor im Flug nur durch den Luftstrom angetrieben wird, ist er mechanisch gering belastet und kommt ohne kompliziertes Getriebe aus. Die Einfachheit und geringe Komplexität in Verbindung mit den herausragend sicheren Flugeigenschaften lädt förmlich dazu ein, aussergewöhnliche Scale-Modelle entstehen zu lassen und diese auf spektakuläre Weise in der Luft zu bewegen.

Weitere Infos unter: www.rc-gyro-modelle.at//rctragschrauber@gmail.com oder für Frankreich und die Schweiz: www.swiss-scale-helikopter.ch