Heute zeige ich einen Nachbau des ersten Weltmeisterschaftsmodells der RC1-Kunstfluggeschichte. Entworfen, gebaut und geflogen von der US-amerikanischen Legende Ed Kazmirski. Mit seiner ‚Orion‘ wurde Ed 1960 Weltmeister im Modellkunstflug. Unser Exemplar ist im Besitz unseres langjährigen Freundes Karlheinz Schmid. Es ist mit einem OS Max 46 Motor ausgestattet. Gebaut wurde das Modell von Günter Hoppe. Die Geschichte des Flugmodells gibt es hier:
Bericht von Ed Kazmirski 1963 Die Orion ist, wie jedes Flugzeug, eine Antwort auf ein Problem. (von Ed Kazmirski) Das Problem war in diesem Fall ein Flugmodell zu kreieren mit dem sehr gut geflogener Kunstflug möglich wird. Bis 1959 hatte ich das Astro Hog-Design geflogen, allerdings mit verschiedenen Modifikationen zur Verbesserung der Manöver.
Aber es braucht mehr als einen Astro, um einen Astro zu schlagen. Es ist zwar immer möglich, Bereiche mit Verbesserungsmöglichkeiten bei jedem Entwurf zu nennen, aber es ist nicht möglich, ohne weiteres einen Entwurf zu Papier zu bringen, mit dem diese Verbesserungen erreicht werden können, vor allem, wenn der bestehende Entwurf überall als das Flugzeug für den Mehrzweckwettbewerb anerkannt wird.
Zunächst muss eine Liste von Leistungsstandards erstellt werden. Durch das Studium unserer eigenen früheren Wettbewerbserfahrungen wurden bestimmte Schwächen deutlich, die bei verschiedenen Manövern mit unseren früheren Schiffen auftraten. Im Wesentlichen wurde beschlossen, dass ein gutes Wettbewerbsschiff jederzeit reibungslos fliegen muss.
Lange Zeit hatten wir das Gefühl, dass das Seitenleitwerk, das an der Unterseite des Rumpfes in einer Linie mit der Flügelwaschung angebracht ist, in bestimmten Fluglagen Probleme verursacht. Sogar in absolut ruhiger Abendluft bemerkten wir bei unserem letztjährigen Schiff ein gewisses Aufschaukeln.
Da die Querruder einen Großteil der Zeit benutzt werden, wäre jede Verbesserung in diesem Bereich eine große Hilfe. Wir fuhren mit einem Block zum örtlichen Flughafen und fertigten Skizzen der vielen verschiedenen Arten von Anlenkungen an, die man bei Flugzeugen in Originalgröße findet.
Wenn wir das rechte Querruder betätigen, geht dieses nach oben und das linke Querruder nach unten. Zu diesem Zeitpunkt soll eine Einheit des Drucks den rechten Flügel nach unten und eine Einheit des Drucks den linken Flügel nach oben drücken. Außerdem sollten wir eine Einheit Widerstand auf dem rechten Flügel und eine Einheit Widerstand auf dem linken Flügel haben. Dies würde eine gute Kurve oder eine gute Rolle ergeben. Beim konventionellen Querruder gibt es genau hier ein Problem. Wenn sich das linke Querruder nach unten bewegt, entsteht an der linken Tragfläche ein Auftrieb. Und wenn wir Auftrieb bekommen, entwickeln wir auch Widerstand, und zwar mehr Widerstand als am rechten Flügel. Jetzt rollt das Flugzeug nach rechts und giert leicht nach links. Wir versuchen dies zu kompensieren, indem wir eine Differenzierung vornehmen, d. h. mehr „Aufwärtsbewegung“ auf dem oberen Querruder im Verhältnis zur Abwärtsbewegung verwenden.
Dies ist jedoch mit Schwierigkeiten verbunden und kann nicht für alle Fluggeschwindigkeiten und Fluglagen zufriedenstellend gelöst werden.Nehmen wir nun die neue Querrudereinstellung. Wenn sich das rechte Querruder nach oben bewegt, drückt die Vorderkante des Querruders seine Nase unter die Unterseite des Flügels. Dies bewirkt zwei Dinge. Der Luftwiderstand des rechten Flügels wird durch den Luftwiderstand des linken Flügels kompensiert. Außerdem wird etwas Luft von der Unterseite des rechten Flügels abgezogen und über das obere Querruder geleitet, wodurch dieses effektiver wird. Nachdem wir einen Flügel mit dieser Anordnung gebaut und getestet hatten, stellte sich heraus, dass sie eine große Verbesserung bei allen Querrudermanövern darstellt. Außerdem stellten wir fest, dass sich bei gleichem Querruderausschlag eine noch bessere Rollrate ergibt. Das bedeutete, dass unser Querruder effizienter war. Nach dem Studium des Plans und der Anfertigung einiger Schablonen des Querruders werden Sie sehen, wie es funktioniert.
Bei der Arbeit mit den Leitwerksbereichen und der Position des Schwerpunkts stellten wir fest, dass wir durch die Verkleinerung des Leitwerksbereichs und die Verlagerung des Schwerpunkts nach hinten unsere Landeanflüge verbessern konnten. Das Schiff war viel einfacher zu landen, weil die Landegeschwindigkeit geringer war. Wir gehen davon aus, dass das Seitenleitwerk bei voller Leistung im Hochgeschwindigkeitsflug das Flugzeug gut in der richtigen Nicklage hält. Wenn wir im Landeanflug die Leistung reduzieren, wird das Flugzeug natürlich langsamer. An diesem Punkt wird das Höhenleitwerk dadurch belastet, dass der Schwerpunkt deutlich weiter hinten liegt als normal und die Fläche des Höhenleitwerks eher klein ist, was dazu führt, dass das Flugzeug leicht sinkt. Dies führt zu einem größeren Anstellwinkel und damit zu einer geringeren Landegeschwindigkeit.
Ursprünglich wurde das Schiff mit einem geraden Flügel mit einer Flächenbelastung von etwa 17 Unzen geflogen. An windigen Tagen waren die Anflüge einfach zu langsam, und so beschlossen wir, die Flügelfläche zu verkleinern. Wir entwarfen einen sich verjüngenden Flügel (unter Beibehaltung des Querrudermoments) mit etwa 100 Quadratzoll weniger Fläche. Die Flugtests mit dem verjüngten Flügel zeigten eine deutliche Verbesserung der Leistung. Die zusätzliche Zeit, die für die Konstruktion benötigt wird, ist es allemal wert. Die Gleichmäßigkeit des Fluges ist so deutlich verbessert, dass wir der Meinung sind, dass der alte gerade Flügel für ein Wettbewerbsschiff nun überflüssig ist.
Eine weitere Überlegung, die wir bei der Konstruktion von Wettbewerbsschiffen für wichtig halten, ist, dass das Flugzeug mit der richtigen Geschwindigkeit fliegen sollte. Ein Beispiel: Wir haben ein Schiff, das bei 20 mph stallt und bei 30 mph fliegt. Bei einem Contest haben wir einen Wind von 25 mph; unser Schiff würde mit einer Geschwindigkeit von 5 mph eindringen. Wenn wir drei Loopings fliegen, landen wir in einer beträchtlichen Entfernung von der Stelle, an der wir das Manöver begonnen haben, in Lee.
Noch wichtiger ist, dass das Schiff sofort langsamer wird, wenn wir den Auftrieb aufgeben, und wenn es sich dem Scheitelpunkt des Loops nähert, erreicht das Flugzeug fast die Überziehgeschwindigkeit. An diesem Punkt wird das Schiff sehr instabil, und auch wenn wir den ersten Looping überstehen, sind der zweite und dritte Looping nicht normgerecht. Diese Überlegung gilt für einen großen Teil der Manöver, die wir durchführen. Das ist der Grund, warum wir Flieger sehen, die vor einem Manöver tauchen und laut Buch Punkte verlieren.
Nehmen wir nun ein Schiff, das mit 50 mph fliegt und bei 20 mph zum Stillstand kommt. Bei einem geraden und ebenen Flug machen wir drei Loopings. Da das Schiff weit über dem Strömungsabriss und der instabilen Geschwindigkeit liegt, durchfliegt es die drei Schleifen mühelos. Wenn wir den Steuerknüppel weiter zurückhalten, würde das Schiff sogar unendlich viele Loopings fliegen. Diese Zahlen sind natürlich nur Näherungswerte.
Wir glauben, dass ein Grund, warum Tiefdecker den Ruf haben, schwer zu fliegen zu sein, darin liegt, dass sie ursprünglich 7 bis 8 Pfund wogen. Mit einem „35er Motor“ waren sie ständig in der Nähe ihrer Überziehgeschwindigkeit. Daher waren sie ziemlich instabil und sehr schwer zu fliegen.
Mit dem Einbau der 45er RC“ verbesserten sich ihre Flugeigenschaften. Man könnte also fragen, warum nicht einen 60er einbauen und die Leistung weiter verbessern? Unsere Antwort ist, dass es eine Grenze für die Größe des Motors gibt, die wir verwenden können, weil wir weder die Vibrationen noch die radikale Gewichtszunahme ertragen können. Wir wissen, dass unsere Geschwindigkeit ohne Probleme steigt, wenn wir unser Schiff leichter und sauberer machen. Die meisten Leute werden sagen, dass ein schnelles Flugzeug schwer zu fliegen ist, und wir dachten genauso, bis wir das Problem untersuchten. Wir beobachteten, dass schnelle Schiffe, die in verschiedenen Wettbewerben flogen, wild und nicht sehr geschmeidig waren und den Eindruck machten, dass sie schwer zu handhaben waren. Als wir das Problem analysierten, stellten wir fest, dass sie übersteuert waren. Wenn die Geschwindigkeit des Schiffes zunimmt, muss die Steuerung langsamer werden und der Kontrollbereich verkleinert werden. Wir haben viele Experimente zu diesem Thema durchgeführt und sind mit den Ergebnissen sehr zufrieden.
Betrachten wir das Höhenruder. Zunächst verkleinern wir die Fläche. Dann verringern wir durch den Einsatz eines längeren Höhenruderhorns die Fahrgeschwindigkeit und reduzieren gleichzeitig den Ausschlag. Das richtige Gleichgewicht zwischen Höhenruderfläche und Hornlänge wurde durch Versuch und Irrtum gefunden. Wir wollen gerade genug Höhenruder für schöne runde Schleifen, sowohl innen als auch außen. Außerdem müssen wir genug Höhenruder haben, um das Flugzeug zum Trudeln zu bringen. Hier müssen wir einen Kompromiss eingehen, aber am Ende haben wir weniger Höhenruder als vorher. Das wirkt Wunder für die Laufruhe, aber, was ebenso wichtig ist, es hilft uns bei der Landung. Wir können ein kleineres Höhenruder mit weniger Weg verwenden, weil unser Schiff schneller fährt. Bei dieser Geschwindigkeit ist das Höhenruder aufgrund der Geschwindigkeit effektiv. Aber lassen Sie uns die Leistung drosseln und ein Touch and Go oder eine normale Landung machen. Wenn sich das Flugzeug verlangsamt, wird das Höhenruder weniger wirksam, und wir stellen fest, dass wir mehr Höhenruder verwenden können, ohne dass sich das Flugzeug aufbläht. Dadurch werden die Anflüge sanfter. Interessanterweise ist das Höhenruder bei einem Flugzeug in Originalgröße bei der Landung voll ausgefahren. Vielleicht nähern wir uns dem bei unseren Modellen an.
Wir sprachen über das Aufräumen des Flugzeugs und waren der Meinung, dass der Rumpf der richtige Ort dafür ist. Die frühen RC-Modelle waren ziemlich sperrig. Das war notwendig, weil alle Komponenten, die in die Rumpfabteile eingebaut wurden, groß und sperrig waren. In den letzten Jahren sind alle Komponenten kleiner geworden. Dadurch konnten wir einen Rumpf mit einem kleineren Querschnitt konstruieren. Der Rumpf ist sauberer und leichter, weil wir weniger Material verwenden. Nach einigen Überlegungen sind wir auf die auf den Plänen gezeigte Softblock-Bauweise gekommen. Damit können wir die Konturen entwickeln, die wir für ein sauberes Schiff benötigen. Das Erstaunliche an dieser Bauweise ist, dass sie schnell und einfach zu bauen ist und zudem ein geringes Gewicht hat. Alle oberen Blöcke sollten aus dem weichsten Balsaholz bestehen, das erhältlich ist. Der Rumpf, den ich letztes Jahr verwendet habe, wog 20 Unzen. In der gleichen Bauphase wiegt der ORION nur 13 Unzen.
Die Verkleinerung der Nase ist eine große Hilfe, vor allem weil der Propeller dadurch effizienter an seinem Innendurchmesser arbeiten kann. Wir haben festgestellt, dass sich das Bodenhandling mit diesem Rumpf erheblich verbessert hat, da er nicht mehr so stark zur Wetterfahne neigt.
Konstruktion
Der Modellbauer, der diese Art von Schiff baut, hat bereits einige Erfahrung, so dass wir hier nicht auf die baulichen Details eingehen, sondern nur die wichtigsten Punkte erwähnen wollen. Bei einem modernen Mehrzweckschiff ist es sehr wichtig, dass alle Flächen eben sind. Wenn wir einen Flügel mit eingebauten Verwerfungen haben, ist er für Wettbewerbe praktisch unbrauchbar.
Eine Tragflächenplatte kann nicht genauer sein als die Fläche, auf der sie gebaut ist. Ein Stück %-Zoll-Sperrholz von mindestens 12″ x 36″ ist gut geeignet. Aber auch dieses kann eine leichte Verformung oder Verwindung aufweisen. Durch Unterlegen und Festklemmen dieses Stücks auf der Werkbank, bis jeder Teil davon eben ist, sichern Sie sich eine einwandfreie Arbeitsfläche. Dies ist sehr wichtig. Verwenden Sie eine gute, empfindliche Wasserwaage.
Das System, das wir für den Bau des konischen Flügels verwenden, besteht darin, dass wir von der Sehnenlinie aus arbeiten. Die Sehnenlinie muss parallel zur Arbeitsfläche verlaufen. Nach dem Ausschneiden der Rippen sollte die Sehnenlinie auf jeder Rippe mit einem Kugelschreiber markiert werden – diese Linie ist in den Plänen eingezeichnet. Durch Unterfüttern der Hinterkante jeder Rippe, bis die Sehnenlinie parallel zur Arbeitsfläche verläuft, erhalten Sie eine exakte Flügelfläche.
Wir verwenden seit etwa drei Jahren mit ausgezeichnetem Erfolg die in den Plänen gezeigte Flügelkonstruktion. Balsaholz hat eine ausgezeichnete Zug- und Druckfestigkeit im Faserverlauf. Wenn wir das gesamte Material in der Nähe der Oberfläche des Flügels anordnen, erhalten wir mehr Festigkeit. Das liegt daran, dass die Teile unter Druck und Zug stehen. Aus diesem Grund verwenden wir ¼“x1/2″-Holme, die bei 30 Prozent der Sehne, also dem dicksten Teil des Flügels, flach liegen. Den Plänen können Sie entnehmen, dass die Holme innen verdoppelt sind, um die Lasten des Mittelteils und des Fahrwerks aufzunehmen. Wenn das Flugzeug richtig gebaut ist, wird es sein ganzes Leben lang richtig bleiben.
Der Flächenwinkel beträgt 3 1/8″ unter jeder Spitzenrippe. Die Auswahl des Holzes ist wichtig. Der Holm sollte aus mittelhartem, geradfaserigem Balsaholz bestehen. Die Vorderkantenblätter sollten weich sein, ebenso wie die Außenrippen. Die Innenrippen sind aus mittelhartem Balsaholz. Verwenden Sie Seide zur Bespannung der Tragfläche. Wir haben 2-Zoll-Klebeband über der mittleren Verbindung der Tragfläche verwendet. Dadurch wird die Mittelfuge wesentlich stabiler. Dieses Klebeband ist auf dem örtlichen Flughafen erhältlich.
Die Rumpfseiten sollten nach Möglichkeit aus einem Stück gefertigt werden. Wenn Sie einen Spleiß verwenden müssen, achten Sie auf eine gute, stabile Verbindung. Nach dem Ausschneiden der Rumpfseiten sollte die auf den Plänen eingezeichnete „0“-Linie auf die Rumpfseiten übertragen werden. Dies ist wichtig, da wir diese Linie für die Einstellung der Anstellwinkel von Flügel und Leitwerk verwenden. Alle Rumpfblöcke sollten aus weichem Balsaholz bestehen. Die Oberdeckblöcke werden nach dem Zusammenfügen der Seiten eingebaut. Wenn alle Blöcke eingebaut sind, sieht der Rumpf recht grob aus, aber nach etwa einer Stunde Schnitzen und Schleifen wird er zu einer echten stromlinienförmigen Schönheit. Wir verwenden Minnesota Mining Production Finishing Paper (80er Körnung) für den Grobschliff und 150er Körnung für den Feinschliff. Dieses Papier ist in den meisten Hartwarengeschäften erhältlich.
Das Leitwerk wird komplett fertiggestellt, einschließlich der Bespannung und der Montage der Höhenruder, bevor es in den Rumpf eingebaut wird. Der mittlere Teil des Leitwerks, an dem es mit dem Rumpf verbunden ist, und die Stelle, an der das Seitenruder befestigt ist, dürfen nicht abgedeckt werden. Das Leitwerk wird dann an diesen unbedeckten Stellen fest mit dem Rumpf verbunden.
Wenn das Höhenleitwerk für den Einbau in den Rumpf bereit ist, sollte der Rumpf so aufgestellt werden, dass die „0“-Linie parallel zur Werkbankoberfläche verläuft. Das bedeutet, dass die Motorhalterungen auf 0° stehen. An diesem Punkt sollte das Leitwerk 3/16″ positiven Einfall in 6″ haben. Die Tragfläche sollte 1/2″ positiven Einfallswinkel in 12″ haben. Dies ergibt eine Decalage von M“ oder etwa 1/2° Einfallswinkel. Der Schwerpunkt ist in den Plänen eingezeichnet und liegt 41/2″ hinter der Vorderkante der Tragfläche am Rumpfkontaktpunkt.
Eine weitere interessante Anmerkung betrifft den Rumpf, der mit Seide bespannt werden sollte. Auf das nackte Holz zwei Schichten Klarspachtel (jede gute Butyratspachtelqualität) auftragen; leicht mit 3M Production Finishing Paper # 150 anschleifen. Legen Sie trockene Seide über das Holz und spachteln Sie dann durch die Seide hindurch. Tragen Sie drei Schichten Spachtelmasse auf die Seide auf, wobei zwischen den einzelnen Schichten mindestens zwei Stunden Trockenzeit liegen sollten. Schleifen Sie das Holz nach dem Trocknen mit Schleifpapier Nr. 150, bis es glatt ist, und achten Sie darauf, nicht durch die Seide zu gehen. Zwei weitere Anstriche mit klarem Dope und ein gutes Schleifen sollten ein glattes Finish ergeben. Clear Dope sollte nicht verdünnt werden. Zwei Anstriche mit Farbe decken in der Regel recht gut. Der Farblack sollte gerade so weit verdünnt werden, dass er gut fließen kann. Das Farbspachtel wird nicht geschliffen. Nachdem die Farbe mehrere Tage getrocknet ist, erhält man mit einer letzten Schicht Klarlack aus der Aero-Gloss-Sprühdose eine wirklich glatte Oberfläche, die sich leicht abwischen lässt.
Da wir viele Punkte auf den Boden bekommen können, finden wir das Fahrwerk sehr wichtig. Ein weiches Luftrad, vorzugsweise ein #5 Pessar, ist am besten, denn wenn der Reifen leicht fiat ist, braucht es natürlich mehr Kraft, um das Flugzeug zu rollen. Daher ist es nicht notwendig, den Leerlauf zu niedrig einzustellen. Außerdem fängt der Niederdruckreifen den Landestoß viel besser ab und eliminiert einen Teil des Aufschaukelns. Es ist auch wichtig, die Räder auf etwa 11/2° nach außen zu stellen. Der Grund dafür ist, dass, wenn beim Aufsetzen ein Rad zuerst berührt wird, die Vorspur nach außen gezogen wird und das andere Rad berührt. Das funktioniert auch beim Start mit Seitenwind.
Bei Experimenten wurde auch festgestellt, dass ein besserer Leerlauf erreicht wird, wenn der Leerlaufstab in der Glühkerze in einem Winkel von 90° zur Achse der Kurbelwelle steht. Der Grund dafür ist, dass der Leerlaufstab parallel zum Gasstrom durch den Zylinder liegt. Dadurch wird die Tendenz des Kraftstoffs, den Leerlaufstab zu unterdrücken, verringert. Um die Stange in diese Position zu bringen, müssen Unterlegscheiben unterschiedlicher Dicke verwendet werden.
Dies ist eine gute Kraftstoffmischung: 4 Teile Methanol – 1 Teil Bakers AA Castor Oil; fügen Sie 32 Tropfen Amyl-Acetat pro Liter dieser Mischung hinzu. Damit erhalten wir einen Kraftstoff, der unsere K & B 45 kühl hält und dennoch volle Leistung bringt. Der Leerlauf ist mit diesem Kraftstoff ausgezeichnet.
Wir erheben nicht den Anspruch, dass alle hier vorgestellten Ideen originell sind, sondern präsentieren sie lediglich als allgemeine Informationen. Wenn Sie sich das Design ansehen, werden Sie feststellen, dass wir die guten Eigenschaften bereits vorhandener Designs genutzt haben. Dazu haben wir eine Reihe von eigenen Innovationen hinzugefügt, die unserer Meinung nach neue Möglichkeiten im Bereich des „Multi“-Fliegens eröffnen.
(übersetzt aus dem Englischen)
Ed Kazmirski 1961
Fotos: Burkhard Erdlenbruch, Willi Streil, Urs Leodolter
