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Jahresbericht 2004

5 Jahre AkaModell München

Editorial

Editorial Jeder kennt das: Dinge, die wichtig sind, bleiben aus Zeitmangel und Bequemlichkeit unerledigt. Die AkaModell wollte schon immer einen Jahresbericht schreiben, um sich und ihre Arbeit zu präsentieren, und immer gab es andere Arbeiten, die wichtiger oder interessanter waren. Inzwischen gibt es die AkaModell seit fünf Jahren und Sie halten den ersten Jahresbericht in den Händen, der als Ersatz für die fehlenden Berichte früherer Jahre zusätzlich um einen Rückblick erweitert wurde. Einige von Ihnen werden vielleicht zum ersten Mal hören, dass es an der Technischen Universität München (TUM) die AkaModell gibt und andere werden sich fragen, was der Sinn einer akademischen Modellfluggruppe ist, gelten Modellflugzeuge doch in den Augen der breiten Öffentlichkeit als teures Spielzeug für Jungs, die nicht erwachsen werden wollen, oder als trauriger Ersatz für diejenigen, die sich den Traum, als Pilot selbst in einem Flugzeug zu fliegen, nicht erfüllen können. Doch hi nter Modellflug steckt weit mehr, als diese Vorurteile vermuten lassen. Modellflug ist die Faszination, eine der technisch anspruchvollsten Herausforderungen, nämlich das Fliegen, zu meistern. Es ist der Traum, mit eigenen Händen ein Fluggerät zu schaffen, es in die Luft zu befördern, dort zu kontrollieren und erfolgreich wieder zu landen. Wer Modellflug betreibt, muss in einer Person Konstrukteur, Mechaniker und Pilot sein. Er muss sich diese Fähigkeiten über viele Jahre autodidaktisch aneignen und dabei Fleiß und Durchha ltevermögen zeigen, da mangelndes Wissen oder jeder noch so kleine Fehler unnachgiebig bestraft werden. Modellflug ist eine facettenreiche Freizeitbeschäftigung vom 25 Gramm schweren Slowflyer aus Schaumsto ff bis hin zum 25 Kilogramm schweren von Gasturbinen getriebenen Jet aus Faserverbundwerkstoffen im Wert von 20000 Euro. Darüber hinaus ist Modellflug ein vom Deutschen Sportbund anerkannter Sport und eine Sparte des Luftsports auf höchstem technischem Niveau, mit regionalen, nationalen und internationalen Wettbewerben. Was Modellfliegen vom manntragenden Fliegen unterscheidet, ist die Tatsache, dass der Pilot den Flug nicht körperlich erfährt. Für einige mag zwar gerade das der Reiz des Fliegens sein, emotional können die Eindrücke für einen Modellpiloten aber durchaus genauso intensiv sein. Aus technischer Sicht ist es, sofern die Flugaufgabe nicht im Transport des Piloten besteht, unerheblich, ob sich der Pilot an Bord des Flugzeugs befindet oder am Boden. Im Gegenteil, ohne die Limitierungen des Piloten durch dessen Gewicht und Belastungsgrenzen bieten sich völlig neue Möglichkeiten, die Flugleistungen zu steigern. Der größte Vorteil des Modellflugs gegenüber bemanntem Fliegen ist jedoch die Möglichkeit, eigene Ideen ohne Reglementierung mit weniger Aufwand für Zulassung und ähnlichem umsetzen zu können. Dennoch können das Wissen und die Arbeit für Forschung und Entwicklung eines unbemannten Flugzeugs genauso oder sogar aufwändiger und anspruchs voller sein als für ein bemanntes Flugzeug. Als die AkaModell vor fünf Jahren gegründet wurde, fing sie bei Null an, ohne Ausstattung und nur mit dem Knowhow, das die Mitglieder mitbrachten. Über die Jahre konnte zunehmend neues Wissen erarbeitet und die Möglichkeiten erweitert werden; entsprechend stieg der Aufwand und Anspruch der Konstruk tionen. Das Jahr 2004, mit all seinen Höhen und Tiefen, war sicherlich ein ganz besonderes Jahr für die AkaModell, was diesen Jahresbericht hoffentlich zur interessanten Lektüre für Sie macht. Ralf i

Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis Editorial Inhaltsverzeichnis Teil I: Die AkaModell – Wir über uns Die Ziele der AkaModell Finanzen Mitgliederzahlen Ausstattung Teil II: Rückblick 1999-2003 Die Geschichte der AkaModell Abgeschlossene Projekte AM3 „Steckenpferd“ AM4 „Tokoloschi“ AM5 „Ultimate“ AM6 „Genius“ AM7 „Yak“ Wettbewerbe Schleudersegler (F3K) Pylon (F5D) Sonstige Aktivitäten Teil III: Aktuelle Projekte AM8 „Nyamuk“ AM9 „Batleth“ AM10 „Climax“ Teil IV: Wettbewerbe 2004 HLG Pylon (F5D) Nyamuk gewinnt Weltmeisterschaft Teil V: Sonstiges 2004 März 2004 – Die AkaModell ist abgebrannt Fluglager Hegau 23.7 – 25.7.2004 Schulungen Unternehmungen Danksagung

i ii 1 1 1 1 2 3 3 4 4 4 5 5 6 7 7 8 8 9 9 9 11 12 12 12 13 14 14 14 15 15 16

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Besuchen Sie uns im Internet:

Impressum: Herausgeber: AkaModell München Boltzmannstr. 15 85747 Garching Email: [email protected] Redaktion: Metzger, Rößler

Die AkaModell – Wir über uns

Teil I: Die AkaModell – Wir über uns Die Ziele der AkaModell Modellflugvereine, wie es sie sehr zahlreich in Deutschland gibt, befassen sich in der Regel ausschließlich mit dem Betrieb von Flugzeugen. Bei Bau und Konstruktion sind die Modellbauer meist auf sich selbst angewiesen, weshalb viele auf kommerzielle Fertigmodelle oder Bausätze zurückgreifen. Wer sich an Eigenkonstruktionen wagt, muss seine Ideen als Einzelkämpfer umsetzen, was das Wissen und den Aufwand, der in die Konstruktion gesteckt werden kann, begrenzt. Im Gegensatz dazu konzentriert sich die AkaModell gerade auf die gemeinsame Entwicklung und Konstruktion von Modellflugzeugen. Dabei wird auf natürliche Weise das im Studium vermittelte theoretische Wissen angewe ndet und die Ausbildung um zahlreiche wichtige Aspekte wie Projekt-, Zeitmanagement und Teamarbeit erweitert. Die Bereiche, in denen die AkaModell tätig ist, umfassen nahezu den gesamten Komplex Luftfahrttechnik, wie die folgende Liste von behandelten Themen eindrucksvoll zeigt: Entwurfsmethoden, Aerodynamik, Flugantriebe, Flugleistungsrechnung, Flugregelung, Elektrotechnik, Leichtbau, Faserverbundwerkstoffe und Fertigungsverfahren. Da die Aktivitäten der AkaModell in der Freizeit stattfinden, ist es aber auch wichtig, dass die Projekte nicht nur aus trockener Theorie bestehen, sondern auch realisiert und damit geflogen wird. Außerdem sind gemeinsame Aktivitäten wie Flugtage und Wettbewerbsteilnahmen die Grundlage für Motivation und Zusammengehörigkeitsgefühl in der Gruppe. Trotz des hohen fachlichen Anspruchs sieht die AkaModell sich nicht als elitäre Organisation, die sich durch ihr gesammeltes Wissen und ihre aufwändigen Konstruktionen von den restlichen Modellfliegern abhebt, sondern versucht, Modellflug gemeinnützig zu fördern, indem zum Beispiel Ergebnisse veröffentlicht und über das Internet kostenlos zur Verfügung gestellt werden oder Urmodelle für den Formenbau zum Selbstkostenpreis verliehen werden. Ralf

Finanzen Die AkaModell finanziert sich ausschließlich über Mitgliedsbeiträge und Spenden. Sie erhält keine feste finanzielle Unterstützung. Der Jahresbeitrag beträgt aktuell 30 Euro für Studenten und 60 Euro für Absolventen. Derzeit werden die gesamten Mitgliedsbeiträge für die Einrichtung und zum Unterhalt der Werkstatt verwendet. Projekte müssen über Spenden finanziert werden. Tilman

Mitgliederzahlen Die AkaModell besteht ausschließlich aus Studenten oder Absolventen einer Münchener Hochschule. Die Anzahl der Mitglieder ist seit der Gründung von 20 auf aktuell 33 gestiegen. Der Anteil der Alten Herren, also Mitglieder mit abgeschlossenem Studium, liegt bei rund 20%; die AkaModell ist also nach ihrer Altersstruktur zu Recht eine Studentengruppe. Rund 90% der Studenten sind aus der Fakultät Maschinenwesen, was zum einen mit dem Ort der Werkstatt zusammenhängt und zum anderen damit, dass sich die Tätigkeit der AkaModell inhaltlich am meisten mit den Interessen von Luft- und Raumfahrt-Studenten deckt.

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Die AkaModell – Wir über uns

35 30 25 20

Aktive Alte Herren

15 10 5 0 1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

Entwicklung der Mitgliederzahlen über die Jahre

Ralf

Ausstattung Die AkaModell darf einen Teil eines Raums des Lehrstuhls für Luftfahrttechnik als Werkstatt nutzen. Dieser rund 20 m² große Bereich wurde von der AkaModell mit Werkbänken und den notwendigsten Werkzeugen für den Bau von Modellflugzeugen ausgestattet. Außerdem besitzt die AkaModell eine kleine Bibliothek mit Fachbüchern über Modellbau und hat ihren eigenen Internetauftritt. Die Seiten werden täglich von rund 100 Interessierten aus aller Welt besucht.

Impressionen aus der Werkstatt

Ralf

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Rückblick 1999-2003

Teil II: Rückblick 1999-2003 Die Geschichte der AkaModell

Im November 1999 unterhielten sich zwei Mitarbeiter der TU München und stellten fest, dass sie beide Modellflieger sind. Sie bedauerten, dass es an der TUM keine akademische Modellfluggruppe gab. An der Uni Stuttgart gibt es bereits seit 1978 die Akamodell, jene legendäre Studentengruppe, die insbesondere durch ihre Forschung im Bereich Aerodynamik bei niedrigen Re-Zahlen zu einem Leistungssprung im Modellflug führte. So stand die Frage im Raum, warum es an der TUM eigentlich keine AkaModell gab. Die Antwort war einfach: Weil sich noch niemand die Mühe gemacht hatte, eine zu gründen. Und so hingen wenige Tage später kleine DIN-A5-Zettel im Gebäude für Maschinenwesen mit der Aufschrift: „Wer hat Inte resse an der Gründung einer Modell-Akaflieg?“ Die Anzahl der Interessenten, die sich auf diese Anzeige meldeten, übertraf die Erwartungen bei weitem und führte dazu, dass am 25. November 1999 die AkaModell von 18 Studenten und zwei Mitarbeitern der TUM gründet wurde. Die ersten Ziele, die man sich bei der Gründung setzte, waren eine eigene Werkstatt an der TUM und ein eigenes Fluggelände in der Nähe von Garching. Über ein Jahr hat es gedauert, bis die AkaModell eine Werkstatt an der TUM einrichten konnte . Die Werkstatt war rückblickend die eigentliche Initialzündung der AkaModell. Nun konnte endlich praktisch gearbeitet werden und Ideen umgesetzt werden. Die Werkstatt war und ist das Herz der AkaModell. Die in diesen Jahren umgesetzten Projekte sind im Anschluss einzeln aufgeführt, ebenso wie die Wettbewerbsteilna hmen und sonstigen Aktivitäten. Ein eigener Flugplatz konnte bis heute nicht erreicht werden, was an der geographischen Lage Garchings zwischen der Stadt München, Autobahnen, Naturschutzgebieten und der Kontrollzone des Münchner Flughafens liegt. Aber die AkaModell war wesentlich an der Gründung des Modellsportclubs Eching beteiligt und hat Zugang zu deren Platz. Ralf 3

Rückblick 1999-2003

Abgeschlossene Projekte AM3 „Steckenpferd“ Das Steckenpferd ist ein Park- oder Slowflyer, der einfach zu bauen und fliegen ist. Schwerpunkt des Projekts war es, eine möglichst robuste, reparaturfreundliche und kostengünstige Bauweise zu finden. Gelöst wurde diese Aufgabe durch einen Materialmix aus Carbonstäben- und rohren und Polystyrol. Dadurch eignet sich das Ste ckenpferd besonders zur Anfängerschulung. Vom Steckenpferd gibt es im Internet eine kostenlose Bauanleitung , die über unsere Webseiten schon über 5000-mal heruntergeladen wurde. Technische Daten: Spannweite: Länge: Abfluggewicht: Steuerfunktionen:

1200 mm 900 mm ca. 300 Gramm Seite, Höhe Salem

AM4 „Tokoloschi“ Das Projekt AM4 entstand aus dem Wunsch, moderne Fertigungsverfahren mit Faserverbundwerkstoffen zu erlernen. Dazu sind als erstes geeignete Formen nötig, die aufgrund der geforderten Genauigkeit CNC gefräst werden müssen. Da das Fräsen eigener Formen zu diesem Zeitpunkt für die AkaModell nicht finanzierbar war, nutzten wir die Möglichkeit, den Urmodellsatz eines bewährten Wettbewerbsmodells der Klasse F5D Elektro-Pylon1 auszuleihen. Das Modell ist wegen seiner Spannweite von nur einem Meter bestens geeignet, um mit wenig Materialaufwand erste Laminiererfahrungen zu sammeln. Im Flug erreichen diese Wettbewerbsmodelle Geschwindigkeiten von über 300 km/h und Beschleunigungen, die dem 50-fachen der Erdbeschleunigung entsprechen. Aufgrund dieser sehr hohen Belastungen wurde für dieses 1

In der Klasse F5D werden Hochgeschwindigkeitsrennen um einen Dreieckskurs geflogen.

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Rückblick 1999-2003

Modell die strukturelle Auslegung errechnet und dabei der Lagenaufbau und auch die Bauweise optimiert. Das gesamte Strukturgewicht konnte auf bisher unerreichte 125 Gramm reduziert werden. Schließlich wagten einige AkaModeller mit diesem Modell die erste Teilnahme an einem Wettbewerb, um die Ergebnisse der strukturellen Auslegung und Bauweise zu vergleichen. Neben diesen praktischen Erfa hrungen im Wettbewerbseinsatz und beim Bau des Modells nutzten wir auch die Möglichkeit, aus unseren Formen ein Windkanalmodell zu bauen und dieses in einem Windkanal des Lehrstuhls für Fluidmechanik zu vermessen. Die daraus gewonnenen Daten waren eine wichtige Grundlage bei der Entwicklung der Nachfolger AM8 und AM9. Christian R.

AM5 „Ultimate“ An der rasanten Entwicklung des Hallen-Modellflugs hat sich die AkaModell München in den letzten Jahren mit einigen Eigenkonstruktionen beteiligt. Ein besonderes Highlight im Hinblick auf Konstruktion, Bau und Flugeigenschaften stellt hier sicherlich das Projekt AM5 „Ultimate“ dar. Ziel war die Realisierung eines vorbildähnlichen und voll kunstflugtauglichen Modells in extremer Leichtbauweise. Die Konstruktion erfolgte CAD-gestützt, um eine schnelle und reproduzierbare CAM Umsetzung zu ermöglichen. Als Baustoff wurde 3 mm dickes extrudiertes Polystyrol eingesetzt. Zur Gewichtsreduktion wurden die Rumpfspanten und Seitenwände bis auf eine Restdicke von 0,5 mm integral CNC-heruntergefräst. Ebenso wurden Flügelrippen, Flächenverbinder, Ruder und Leitwe rke mit einer CNC-Fräse erstellt. Die Beplankung von Flächen und Rumpfrücken erfolgte mit 1 mm starkem extrudiertem Polystyrol. Ruderanlenkungen und Fahrwerk wurden aus CFK/GFK gefertigt. Durch diesen radikalen Leichtbau wurde ein Leergewicht von nur 64 g erreicht. Mit modernen Antriebskomponenten und einer Micro-Fernsteueranlage ausgestattet, ergibt dies ein Abfluggewicht von ca. 130 g bei einer Spannweite von 600 mm. Dieser Wert wird selbst von aktuellen Zweckmodellen selten unterboten. Durch die geringe Flächenbelastung, die üppige Motorisierung und die profilierten Flächen ergeben sich hervorragende Flugeigenschaften sowie ein traumhaftes Flugbild. Werner

AM6 „Genius“ Die Wettbewerbsklasse der Hand Launch Glider (HLG2) erfreut sich allgemein und insbesondere auch innerhalb der AkaModell großer Beliebtheit, da hier mit Modellen von vertretbarem finanziellem Aufwand auf nahezu jedem Gelände geflogen werden kann. Zudem lässt einen dieser Sport so schnell nicht mehr los, wenn man einmal einen HLG einfach aus der Hand in die Thermik 2

Erklärung siehe aktuelles Projekt AM10 S. 2

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Rückblick 1999-2003

geworfen hat und in derselben bis an die Sichtgrenze gestiegen ist. Die AkaModell erhielt die Möglichkeit, einen Formensatz für den Tragflügel des "Genius", ein von Alex Wunschheim und Xare Hafner entwickelter und in Wettbewerben bereits erfolgreich eingesetzter HLG zu erstellen. Für Rumpf und Leitwerk hat die AkaModell ein eigenes Design entwickelt, basierend auf aerodynamischen und flugmechanischen Berechnungen. So wurde bereits 2003 durch die AkaModell erstmals in dieser Wettbewerbsklasse erfolgreich ein T-Leitwerk eingesetzt. HLGs benötigen auf Grund des flugdynamischen Verhaltens beim Start extrem große Seitenleitwerke. Das Höhenleitwerk in T-Konfiguration wirkt dabei als Endscheibe für das Seitenleitwerk, wodurch dieses kleiner ausgeführt werden kann und dadurch im Flug weniger Widerstand verursacht. Nachteil des T-Leitwerks ist allerdings eine extrem hohe Torsionsbelastung des Leitwerksträgers durch den Abstand zwischen Leitwerksträger und Höhenleitwerk. Passend zum neuen Leitwerksdesign wurde eine neue Form für den Rumpf mit integriertem Leitwerksträger und genau passender, CNC-gefräster Leitwerksanformung erstellt. Vorteil dieser Bauweise ist die nun integrale Bauweise des Rumpfes mit Leitwerksrohr und -anformung, die die bisher notwendigen Verstärkungen an diesen Verbindungsstellen überflüssig macht und somit für eine Verringerung des Gewichts sorgt. Durch die geringe Größe des Seitenleitwerks ist das Gesamtgewicht trotz des steiferen Rumpf-Leitwerksübergangs nicht höher als bei einem Vergleichsmodell mit konventionellem Leitwerk. Philipp

AM7 „Yak“ Die Yak 55SP ist im Original ein Kuns tflugzeug der neuesten Generation. Charakteristisch für dieses Flugzeug sind die große, runde Motorhaube und die riesigen Ruderflächen. Motor, Flügel und Höhenleitwerk sind fast auf einer Linie, dadurch fliegt die Yak sehr neutral. Genau diese Eigenschaften bieten die perfekte Basis für ein Kunstflugmodell. Die Idee war es, die Yak als langsamfliegenden Parkflyer zu bauen. Somit wird jeder Parkplatz oder kleiner Park zum Flugplatz. Besonderes Augenmerk bei der Konstruktion wurde auf Leichtbau, Crash Resistance und schnelle Reproduzierbarkeit gelegt. Die Yak wurde am Computer komplett in CAD konstruiert und dann aus extrudiertem Polypropylen (EPP), einem extrem widerstandsfähigem Schaumstoff, mit einer CNC-Heißdraht-Schneidemaschine geschnitten. Sicherlich einmalig in dieser Größe sind der hohlgeschnittene Flügel und Rumpf aus diesem Material. Die Kabinenhaube und die Motorhaube werden in GFK6

Rückblick 1999-2003

CFK hergestellt. Dadurch kann die schöne Form dieser Teile auch auf das Modell übertragen werden. Die kombinierte Nutzung der Motorhaube als Formelement und Motorträger spart zusätzlich Gewicht. Bei einem so kleinen und agilen Modell kann es durchaus vorkommen, dass der Pilot die Flug lage falsch interpretiert, was bei geringer Flughöhe meist zum Absturz führt. Durch die Verwendung von EPP kann die Energie, die beim Absturz entsteht, fast komplett über das Material und die daraus resultierende Verformung aufgenommen werden. Nur in seltenen Fällen kommt es zu gravierenden Schäden am Modell. Die Flugeigenschaften der Yak sind fantastisch. Das Modell lässt sich im Vergleich zu anderen Modellen in dieser Klasse unglaublich neutral und präzise steuern. Die klassischen Kunstflugfiguren wie Rollen, Looping, Messerflug oder auch Rollenkreise sind sehr einfach zu fliegen. Besonders begeistern kann die Yak bei gerissenen Rollen (Rollen durch Strömungsabriss) und Flachtrudeln. Technische Daten: Maßstab: 1:10 Spannweite: 800mm Länge: 750mm Gewicht: 250-360g je nach Antrieb und Fernsteuerkomponenten Florian W.

Wettbewerbe Schleudersegler (F3K) Im Jahr 2003 stand nicht nur der Bau der HLGs an, sondern natürlich auch die Teilnahme an ve rschiedenen Wettbewerben der Contest Euro Tour. Anfang Mai 2003 fand der erste Wettbewerb in Kempten statt. Bei noch recht windigem und kaltem Wetter erflogen zwei AkaModeller auf ihrem ersten Wettbewerb sehr gute Platzierungen. Highlight war dann sicherlich für alle die Deutsche Meisterschaft vom 21. bis 22. Juni 2003 in Freystadt. Die AkaModell meldete 6 Piloten, davon 4 mit unserem Eigenbau AM6. Erst kurz vor dem Wettbewerb wurden die letzten Modelle fertig. Es war auch der erste Praxistest für das neu konzipierte T-Leitwerk. Die Anreise fand bereits freitags statt. Wir übernachteten auf dem Flugplatz in Zelten. Somit konnte die wettbewerbsfreie Zeit zum gemeinsamen Fliegen und Feiern genutzt werden. Der Wettbewerb lief für alle sehr erfolgreich. Das T-Leitwerk konnte im direkten Vergleich mit den konventionellen Leitwerken getestet werden. Es zeigte sich deutlich, dass die Konfiguration sehr gut funktioniert und einen Vorteil in verschiedene n Flugsituationen bringt. Die Platzierung über das ganze Teilnehmerfeld verteilt lässt sich auf den unterschiedlichen Trainingsstand zurückführen. Florian W.

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Rückblick 1999-2003

Pylon (F5D) Ermutigt durch den erfolgreichen Bau des Pylo nmodells AM4 Tokoloschi wagten zwei AkaModeller das Abenteuer, mit den selbst gebauten Modellen auf Wettbewerben der Klasse F5D Elektropylon teilzunehmen. Bei dieser Wettbewerbsart werden pro Lauf 10 Runden um einen Dreieckskurs geflogen; der Schnellste gewinnt. Soweit ganz einfach, doch zuerst muss man so ein kleines und ca. 300 km/h schnelles Modell einmal kontrolliert fliegen können. Da wir uns keine Blöße geben wollten, knackten wir unsere Spardosen für einen Hochleistungsantrieb der Firma Hacker, den wir das erste Mal nur wenige Tage vor dem Wettbewerb flogen. Als wir zum ersten Mal eine wettbewerbsübliche Geschwindigkeit um die 300 km/h erreichten, fiel uns die Kinnlade runter und wir hatten zeitweise mehr Adrenalin als Blut in den Adern. An diese Flugleistung musste man sich erst gewöhnen. Auf dem ersten Wettbewerb im Mai 2002 machte sich dann unser Trainingsmangel bemerkbar und wir landeten mit den Platzierungen im hinteren Teilne hmerfeld. Doch das Speed-Virus hatte uns infiziert. 2002 nahmen wir noch auf 3 weiteren Wettbewerben teil und steigerten uns kontinuierlich bis zu einem respektablen 7. Platz. Die Winterpause nutzten wir zum Bau neuer Modelle, um unseren Hangar aufzustocken, und pünktlich zum ersten Lauf der deutschen Meisterschaft 2003 in Ue lsen traten wir wieder an und brauchten auch jedes Modell, das wir dabei hatte n. Durch das eigenwillige Fluggelände war der Verschleiß beim Landen sehr hoch. Auch der 2. Lauf der deutschen Meisterschaft begann durch mehrere technische Ausfälle mehr als enttä uschend. Doch dann, im letzten Flug, stimmte einfach alles. Mit 65,3s für die 4 km Luftlinie flog die Akamodell die bis dahin schnellste jemals geflogene Zeit. Auf einem interkontinentalen Wettbewerb wäre dies ein Weltrekord gewesen. Der Durchbruch war geschafft und die Pechsträhne überwunden. Im dritten und letzten Lauf zur DM konnte sich die AkaModell einen 2. Platz sichern. In der Gesamtwertung der deutschen Meisterschaft 2003 erreichten wir schließlich die Plätze 6 und 13. Christian R.

Sonstige Aktivitäten Im Sommer 2001 fand zum ersten mal ein AkaModell Grillfest mit Fliegen statt, das inzwischen zur festen Tradition wurde und jährlich mindestens einmal stattfindet. In der kalten Jahreszeit nahm die AkaModell an zahlreichen Hallenfliegen teil, 2001 hatten wir sogar einen festen Termin in einer Halle der ZHS. Darüber hinaus unternahm die AkaModell Exkursionen zu Herstellern und Messen. Ralf 8

Aktuelle Projekte

Teil III: Aktuelle Projekte AM8 „Nyamuk“ Manchmal kommt es anders, als man denkt. Eigentlich hätte der Nachfolger des AM4 ja für das neue Reglement ab 2005 sein sollen, doch während der Konstruktion (s. AM9 „Batleth“ ), kamen uns Zweifel bezüglich der Qualität der von uns entwickelten Entwurfsmethoden und ob unsere Ideen in der Praxis funktionieren würden. So wurde beschlossen, einen einfachen Testflügel zu bauen, im Windkanal zu vermessen und mit den Daten des AM4 zu vergleichen. Noch aussagekräftiger wäre es, einen angepassten Rumpf des AM4 mit dem Testflügel gleicher Flügelfläche und einem entsprechenden Leitwerk im Wettbewerb im Vergleich zum AM4 einzusetzen. So war das Projekt AM8 „Nyamuk“ (Nyamuk = indonesisch Moskito) geboren. Das Material für die Flügel- und Leitwerksformen wurden von einem Autohersteller gestiftet und für einen Sonderpreis von der Firma Modell- und Formenbau Ecker gefräst. Der Rumpf des AM4 wurde von Hand angepasst und davon eine Form erstellt. Die Struktur wurde mit denselben Methoden wie beim AM4 ausgelegt. Jedoch zeigte sich, dass der schlanke Flügel eine neue Bauweise mit mehr Steifigkeit erforderte. Deshalb wurde der Flügel des Nyamuk komplett mit CFK-Außenschale und Schaumsandwich gebaut. Das Leergewicht von 140 Gramm lag damit nur geringfügig über dem des AM4. Der Erstflug des Nyamuk war am 27.5.2004, gerade zwei Tage vor dem ersten Wettbewerb. Von Anfang an zeigte sich, dass das Modell ein sehr angenehmes Handling besitzt und wie berechnet einen Tick schneller ist als der AM4. Mehr über die sehr erfolgreichen Wettbewerbseinsätze des Nyamuk 2004, wie zum Beispiel den Weltmeistertitel, können Sie im Teil IV: Wettbewerbe 2004 lesen. Ralf

AM9 „Batleth“ F5D-Elektropylon ist eine internationale Wettbewerbsklasse, bei der es darum geht, 10 Runden um einen mit drei Wendemarken abgesteckten Dreieckskurs möglichst schell zu umfliegen. Die eingesetzten funkferngesteuerten Modelle dürfen nur durch einen Elektromotor, der seine Energie aus reglementierten NickelCadmium- oder Nickel-Metallhydrid-Akkumulatoren erhält, angetrieben werden. Durch den technischen Fortschritt in der Akku-Technik wurden die rund einen Meter großen Modelle im Verlauf der Jahre immer schneller, so dass die Federation Aviation International (FAI) beschloss, das Reglement zum Jahr 9

Aktuelle Projekte

2005 dahingehend zu ändern, dass die Modelle größer und langsamer werden. Die AkaModell hat übrigens als externer Berater für die FAI bei der Entwicklung des ne uen Reglements mitgewirkt. Konsequenz des neuen Reglements ist jedoch, dass die alten Modelle wie der AM4 oder AM8 ab 2005 nicht mehr eingesetzt werden dürfen. Sehr früh beschloss die AkaModell daher ein regelkonformes Flug zeug, den AM9 „Batleth“ zu entwickeln. Dieser sollte bereits im Frühjahr 2004 fertig sein, damit die Saison 2004 für Feinabstimmungen genutzt werden und 2005 mit einem erprobten Flugzeug an den Wettbewerben teilgenommen we rden konnte. Für die Entwicklung des Batleth musste aus Sicht der AkaModell Neuland betreten werden. So wurde unter anderem ein Simulationsprogramm geschaffen, mit dessen Hilfe Einflüsse von Entwurfsparametern auf die Flugleistungen bewertet werden konnten und ein eigenes spezielles Tragflügelund Leitwerksprofil entworfen. Was jedoch fehlte , war die Validation der von uns entwickelten Methoden, und bei zu vielen unserer Ideen waren wir nicht sicher, ob sich diese in der Praxis bewähren würden. Zum Beispiel wollten wir einen Flügel mit ungewöhnlich hoher Streckung einsetzen, was zu extrem geringen Tiefen an den Flügelenden führt. Die daraus resultierenden niedrigen Re-Zahlen können zu gefährlichen Strömungsabrissen im Langsamflug führen. Aus diesen Gründen beschlossen wir Ende 2003, als die Konstruktion abgeschlossen war und wir davor standen, viel Geld für das Fräsen der Formen auszugeben, das Projekt Batleth zunächst ruhen zu lassen und unsere Methoden und Ideen an einem Flugzeug für das alte Reglement im direkten Vergleich zu AM4 zu testen. So entstand zunächst AM8 „Nyamuk“ (s.o.). Nyamuk zeigte uns schnell, dass unsere Befürchtungen unberechtigt waren. Das Langsamflugflugverhalten war vorbildlich und die restlichen Flugleistungen entsprachen exakt unseren Erwartungen. Im Herbst 2004, nach Ende der Wettbewerbssaison konnten wir also die Entwicklung des AM9 voller Motivation und mit den besten Erwartungen fortsetzen. Zunächst wurde die Konstruktion noch einmal komplett überarbeitet, um die Erkenntnisse, die wir mit AM8 gewonnen haben, einfließen zu lassen. So wurde zum Beispiel die Streckung von 14 auf 13 reduziert, da es bei Nyamuk zu Flatterproblemen kam. Am Ende entstand ein Hochleistungsmodell mit elliptischem 4-Klappen-Flügel mit Super-Shark-Wingtips 3 und einem speziell für diesen Flügel angepassten Laminarprofil. Der Flügel ist schraubbar angebracht in Mitteldecker-Konfiguration und der Akkuwechsel findet durch die entstehende Rumpföffnung bei abgenommenen Flügel statt. Die Rumpfnase ist im Gegensatz zu AM4 und AM8 fest. Der Rumpf besitzt einen extrem geringen Querschnitt, gerade groß genug , um die Antriebs- und Fernsteuerkomponenten unterbringen zu können. Das Leitwerk ist wieder in T-Leitwerksanordnung. Im Lauf der Wettbewerbssaison 2005 sollen noch einige Ideen nachgerüstet werden, die jetzt aus Zeitgründen noch nicht realisiert werden konnten. Nachdem die Konstruktion Mitte Oktober 2004 abgeschlossen war, hat es rund acht Wochen gedauert, bis wir eine finanzierbare Möglichkeit zum Fräsen der Urmodelle und Formen gefunden hatten. Aktuell sind wir dabei, diese Frästeile so aufzuarbeiten, dass wir daraus die Formen bauen können, in denen dann die Modelle entstehen werden. Der Erstflug ist im ersten Quartal 2005 geplant, also ausreichend früh vor dem ersten Wettbewerb im Mai. Ralf

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4-Klappen-Flügel mit Super-Shark-Wingtips ist ein Flügel mit je einem Querruder außen und einer Wölbklappe innen und einer speziellen Gestaltung der Flügelspitzen

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Aktuelle Projekte

AM10 „Climax“ Durch das Projekt AM6 Genius haben viele AkaModeller den Spaß an HLGs entdeckt. HLGs sind Modellsegelflugflugzeuge für die internationale Wettbewerbsklasse F3K. Ziel bei derartigen Wettbewerben ist es, das Modell durch Muskelkraft auf möglichst hohe Ausgangshöhen zu befördern und dann durch das Ausnutzen von Thermik verschiedene Zeitflugaufgaben zu erfüllen. Die derzeit gängige Startmethode ähnelt dem Diskuswerfen in der Leichtathletik. Dabei wird der Flieger am Flügelrandbogen gehalten und durch eine 360°-Drehung beschleunigt und abgeworfen. Diese für Flugzeuge einzigartige Startmethode erfordert eine spezielle Aus legung des Fluggeräts, sowohl der Aerodynamik, als auch der Statik. Beim Genius griff die Akamodell auf einen schon bewährten Flügel zurück und konstruierte nur eigene Leitwerke und einen Rumpf. Doch entstand schnell der Wunsch nach einem eigenen Flügel. Zudem erhofften wir uns dadurch nochmals eine Leistungssteigerung. In einer Semesterarbeit wurden dann das Reglement und die Startmethode analysiert. Zudem wurde eine Statistik bisheriger F3K Wettbewerbsmodelle erstellt. Besonderer Wert wurde dabei auf die Seitenstabilitätswerte gelegt. Durch die Startmethode weichen diese stark von normalen Flugzeugen ab, da zum Abfangen der Drehbewegung nach dem Start sehr hohe Stabilitätswerte gefordert werden. Mit Hilfe eines Computerprogramms wurden der Start und die Flugbahn für typische Wettbewerbsflüge simuliert. Durch systematische Variation der Flügel- und Leitwerksgeometrien und deren Profile wurden dann Optimierungen vorgenommen, die ein deutliches Verbesserungspotential gegenüber aktuellen Modellen aufdeckten. Damit war das Projekt AM10, die Entwicklung eines F3K Wettbewerbsseglers als Nachfolger des Genius beschlossene Sache. Mit Hilfe des Programms konnten die optimalen Werte der Flügel und Leitwerksgeometrie gefunden und der Vorentwurf schnell abgeschlossen werden. Zurzeit wird noch das Flügelprofil für die niedrigen Re-Zahlen optimiert. Danach könnte es bereits an die Erstellung der CAD-Daten zum Fräsen von Negativformen gehen. Aber die AkaModell will noch etwas mehr. Als besondere Innovation sollen an dem Modell Winglets zum Einsatz kommen. Dies erscheint in dieser Klasse besonders sinnvoll. Zum einen kann dadurch die effektive Spannweite, in dieser auf 1,5 Meter begrenzten Klasse erhöht werden. Zum andern könnte ein Winglet den sonst üblichen Wurfgriff in Form eines Pflockes durch die Tragfläche am Randbogen ersetzen und dadurch Widerstand einsparen. Dazu sollen Ergonomiestudien durchgeführt werden und anschließend ein Winglet berechnet werden. Christian R.

Bewegungsstudie eines SAL-HLG Drehwurf-Starts

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Wettbewerbe 2004

Teil IV: Wettbewerbe 2004 HLG In der Saison 2004 konnte die AkaModell nicht wie erhofft an den erfolgreichen Einstieg in die Contest Euro Tour im Vorjahr anschließen. Dies lag einerseits daran, dass einige Piloten den Schwerpunkt ihrer Aktivitäten auf den sehr erfolgreichen Bereich „Pylon“ legten, andererseits an der teils sehr ungünstigen Lage der Austragungsorte. So musste die erneute Teilnahme an der Deutschen Meisterschaft wegen der weiten Anreise ins nördlich von Hamburg gelegene Kaltenkirchen abgesagt werden. Der HLG-Wettbewerb in München blieb so der einzige, an dem 4 Piloten der AkaModell teilnahmen. Aufgrund mangelnder Wettbewerbspraxis und eines frühen Modellverlustes wegen Kollision blieben dann leider die Platzierungen hinter den Erwartungen zurück. Dass die Begeisterung für die Schleudersegler der AkaModell trotzdem erhalten geblieben ist und auf die neuen Mitglieder übertragen werden konnte, zeigt die Entwicklung des Projektes AM10, mit dem sicher ein neuer Schub in dieser Modellklasse zu erwarten ist. Werner

Pylon (F5D) 2004 war aus Sicht der AkaModell die erfolgreichste Saison in der Disziplin F5D Elektropylon, aber auch die aufwändigste. Das lag zum einen daran, dass wir an fünf Wettbewerben teilnahmen, zum anderen aber auch am finanziellen Einsatz für Akkus. Bei den elektrisch angetriebenen Hochgeschwindigkeitsflugzeugen sind gute Akkus die Grundvoraussetzung für einen Spitzenplatz. Den ersten Wettbewerb im österreichischen Perg nutzten wir ausschließlich zum Testen. Zu Beginn flogen wir den bewährten AM4 und wechselten dann auf den neuen AM8 Nyamuk. Schnell zeigte sich, dass die neue Konstruktion überlegen ist. Außerdem wurden verschiedene Antriebe gestestet, es konnte aber keine eindeutig überlegene Variante festgestellt werden. Umso erfreulicher war, dass es trotz der Testerei zu den Plätzen 1 und 8 gereicht hatte, also dem ersten Sieg eines AkaModell Piloten. Ende Juni war der erste vo n drei Wettbewerben für die deutsche Meisterschaft in Münster. Uns war von Anfang an bewusst, dass ein guter Platz in der DM in diesem Jahr sehr schwierig zu erreichen sein würde, da die Piloten der Nationalmannschaft im WM-Jahr einen hohen Material- und Trainingsaufwand betreiben. Unser 4. Platz in Münster war daher auch die beste Platzierung eines Nicht-Nationalmannschaftsmitglieds. Beim zweiten Wettbewerb zur DM in Kirchdorf an der Iller reichte es sogar zum dritten Platz. Eine Woche vor dem letzten Wettbewerb zur DM nutzten wir die österreichische Staatsmeisterschaft in Liezen zum Testen und Trainieren. Im ersten Lauf setzten wir einen speziell von der Firma Hacker für die AkaModell gefertigten Motor ein. Die Geschwindigkeit, die der Nyamuk damit erreichte , war phantastisch, allerdings war das 12

Wettbewerbe 2004

Modell nicht für so hohe Geschwindigkeiten ausgelegt. Querruderflattern führte zu einem Absturz und verhinderte so einen möglichen Sieg. Mit den Plätzen 2 und 5 konnten wir aber mehr als zufrieden sein. Beim letzten Wettbewerb zur DM in Nördlingen kämpften wir mit einer Pechsträhne und mussten uns mit dem dritten Platz begnügen. Jedoch reichte das, um in der Gesamtwertung der DM den dritten Platz, hinter dem Erst- und Drittplatzierten der WM, zu erreichen - ein krönender Abschuss einer erfolgreichen Saison. Dieser Erfolg stimmt uns sehr zuversichtlich für die kommende Saison, denn die Ziele für 2005 sind klar definiert. Sollte die AkaModell einen der ersten vier Plätze in der DM erreichen, würden wir uns damit für die Weltmeisterschaft 2006 qualifizieren. Ralf

Nyamuk gewinnt Weltmeisterschaft Deutsche Pylonflieger gehören zu den erfolgreichsten Sportlern überhaupt: Alle Weltmeistertitel der Klasse F5D seit der ersten Weltmeisterschaft 1994 in Wangaratta/Australien wurden von deutschen Piloten gewonnen. Im Jahr 2004 konnte erneut das Double aus Einzel- und Mannschaftsweltmeisterschaft gefeiert werden, zum 6. Mal in Folge. Die verwendete Technik der Deutschen Piloten verdient daher einen näheren Blick. Diese Erfolge basieren auf einer Kombination aus Leistung und Zuverlässigkeit und zwar sowohl auf Piloten- wie auch auf Modellseite. Jens Bartels ist WM-Teilnehmer seit 1994 und war bisher auf jeder WM dabei. Bei den letzten Weltmeisterschaften war er mit dem „Avionik D-99“, einem Modell eines russischen Herstellers angetreten. Dieses Jahr jedoch setzte er den neu entwickelten „Nyamuk“ der AkaModell München ein, der zum ersten Mal überhaupt in Perg/Österreich auf einem Wettbewerb flog und mit dem Christian Rößler auf Anhieb gewann. Dieses schien nachhaltig Eindruck gemacht zu haben, so dass Jens ebenfalls einen „Nyamuk“ haben wollte, vor allem für Vergleichszwecke. Die Weltmeisterschaft in York/Großbritannien würde ein enges Rennen werden, so viel war vorher schon klar. Es galt also, jeden kleinen technische n Vorteil auszuloten, um erneut erfolgreich zu sein. Was unterscheidet den „Nyamuk“ von den Konkurrenzmodellen? Die Aerodynamik ist insgesamt stärker ausgereizt, als das bei den Konkurrenzmodellen der Fall ist, insbesondere erkennt man das am höher gestreckten Flügel. Damit hat der „Nyamuk“ in der Speedwende klare Vorteile, bei nur geringen Nachteilen auf der Geraden. Im Wettbewerb konnte man dann sehr deutlich sehen, dass diese Konstruktion den kleinen, aber feinen Unterschied ausmachte: Nach wetterseitig verpatztem Start rollte Jens Bartels das Teilnehmerfeld von hinten auf und gewann am Ende mit 0,32 Sekunden Vorsprung vor Dirk Belting mit dem bewährten „Avinoik D-99“. Im Wettbewerb konnte man durch den direkten Vergleich mit den Konkurrenten erkenne n, dass sich die rechnerischen Vorteile in der Speedwende tatsächlich auch in der Praxis zeigten. Es geht nur um wenige Promille Widerstand in der Kurve, einige Sekundenbruchteile, aber die können solche Wettbewerbe auf die insgesamt gewertete Renndistanz von 28 km entscheiden. Natürlich spielen die anderen technischen Komponenten wie Akkus und Motoren eine ganz erhebliche Rolle, aber hier ist ein Level an Zuverlässigkeit und Leistung erreicht, der kaum eine Differenzierung erlaubt. Die entscheidenden Fortschritte wurden in der Saison mit dem „Nyamuk“ erzielt und es wird interessant sein zu sehen, wie sich der designierte Nachfolger „Batleth“ 2005 im Wettbewerb schlagen wird. Hartmut Siegmann (Pressereferent F5D-Team Deutschland - www.F5D.org 13

Sonstiges 2004

Teil V: Sonstiges 2004 März 2004 – Die AkaModell ist abgebrannt Am 12. März 2004 kam es durch einen technischen Defekt zu einem Brand in der Werksatt, bei dem ein Teil der Einrichtung der AkaModell und Privateigentum von Mitgliedern verbrannt ist. Obwohl die AkaModell das Feuer nicht verursacht hatte, war der Schock groß, als wir erfuhren, dass keine Versicherung für den Schaden aufkommen würde. Das traf die AkaModell umso härter, weil insbesondere der nagelneue Formensatz des AM8, den die AkaModell mühsam durch Spenden finanziert hatte, vernichtet wurde noch ehe ein Prototyp gebaut werden konnte. Das Projekt AM8 stand dadurch vor dem Aus. Retter in der Not waren die Professoren des Instituts für Luft- und Raumfahrt (ILR) der TUM, die den materiellen Schaden schnell und unbürokratisch übernahmen. Die Instandsetzung des Raums wurde durch die Mitglieder der AkaModell in Eigenleistung durchgeführt und so konnte die Werkstatt nach drei Wochen wieder benutzt und das Projekt AM8 fortgesetzt werden. Im Nachhinein erwies sich AM8 als das bisher erfolgreichste Projekt der AkaModell und darum möchten wir uns auch an dieser Stelle nochmals besonders beim ILR bedanken. Christoph N.

Fluglager Hegau 23.7 – 25.7.2004 Fluglager – eine treffenden Umschreibung für: „10 flugbegeisterte AkaModeller begeben sich mit vielen Kraftfahrzeugen und Unmengen an Fluggeräten, Elektronik und Energiespeichern ausgestattet mit jeder Menge Grillgut an einen 250 km entfernten Ort, in diesem Fall einen Hang, an dem dann der Lust am Hangfliegen nachgegangen werden soll.“ Als Hang wurde das Flug gelände Hegaustern nördlich des Bodensees ausgewählt, wobei uns leider am ersten Tag der Wettergott nicht besonders freundlich gesonnen war. Dem Flugbetrieb jedoch tat dies keinen Abbruch. Wenn sich die Wolken dann für einen kurzen Moment öffneten und der Regen versiegte, ging alles in die Luft, was Flügel bzw. einen Rotor hatte. Der Abend klang dann bei einer ordentlichen Pizza beim örtlichen Italiener aus, da die Witterung eine ungehinderte Grillfeier leider nicht erlaubte. Der folgende Tag versprach Sonne nschein pur, nur leider fehlt der Wind für den gewünschten Hangaufwind, was aber durch thermische Aufwinde mehr als wettgemacht wurde. Selbst die sturmerprobten Zagi-Nurflügelmodelle kreisten in der Thermik um die Wette und so manch einer hatte nach die14

Sonstiges 2004

sem super Flugtag einen steifen Nacken. Das nächste Fluglager ist auch schon in Planung, wo sich mit Sicherheit die gleichen Piloten und hoffentlich noch einige andere einfinden werden und mit hoffentlich mehr Glück beim Wettergott. Mike

Schulungen Die AkaModell hat dieses Jahr erfreulich viele neue Mitglieder begrüßen dürfen. Um nun das in der AkaModell erarbeitete besondere Knowhow im Bereich Bauweisen und rechnerische Auslegung von Modellflugzeugen zu erhalten und möglichst schnell und vollständig weiterzugeben, wurden dieses Jahr Schulungen durchgeführt. Eine Schulung befasste sich mit dem CDF-Programm Xfoil, das eine Berechnung der Beiwerte eines Flügelprofils ermöglicht und zudem verschiedene F unktionen zur Auslegung und Modifikation von Profilen bietet. Dieses Programm wird von der AkaModell zur Entwicklung eigener, genau auf den Anwendungsfall des Flugzeugs abgestimmter Flügel- und Leitwerksprofile eingesetzt. In der Schulung wurde zunächst ein Crashkurs in Profilaerodynamik gegeben und die Funktionen und Möglichkeiten der Software aufgezeigt. Anschließend wurde mit Fallbeispielen die Auswirkung verschiedener Änderungen der Geometrie wie z.B. Änderung der Wölbung, des Tropfenprofils oder auch ein Klappenausschlag in den Profilpolaren dargestellt. Um die an der AkaModell verwendete Schalenbauweise eines Sandwichflügels aus Faserverbundwerkstoffen zu schulen, wurden Werkstattabende organisiert, bei denen der Bau eines HLG-Flügels von der Vorbereitung des Materials und der Formen bis zum Laminieren des Flügels vorgestellt wurde. Hierbei war tatkräftige Mitarbeit sehr erwünscht, jeder konnte eigenhändig mithelfen und zum Gelingen des Flügels beitragen. Die Herstellung kleiner und leichter Schale nflügel muss durch eigene Mitarbeit erlernt werden. Nur so ist es möglich, ein Gefühl für die besonderen Anforderungen der Bauweise zu erlangen. Philipp

Unternehmungen Auch abseits der Wettbewerbe und Aktivitäten in der Werkstatt ist die AkaModell aktiv. So wurden gemeinsam Ausflüge zu den großen Modellbaumessen in Süddeutschland durchgeführt, um dort die günstigen Einkaufsmöglichkeiten zu nutzen und sich über Neuigkeiten zu informieren. Außerdem wurden Flugtage und -abende organisiert, häufig rief man sich bei gutem Wetter kurzfristig zusammen und fuhr an einen nahe gelegenen Hang oder ein Fluggelände. Etwas längerfristiger geplant wurden Hangflugtage vorbereitet; hier fuhr man morgens an einen Hang im Gebirge und verbrachte den Tag mit Segelflug am Hang, gern auc h mit Luftkampf mit den "Zagi"s; das sind sehr robuste Nurflügelmodelle, die Kollisionen, Abstürze und ähnliches schadlos überstehen. Ansonsten sind diese Hangflugtage eine Gelegenheit, größere und aufwendigere Segelflugmodelle, die für diese alpinen Bedingungen gedacht sind, zu fliegen. Philipp

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Danksagung

Danksagung

Lehrstuhl für Luftfahrttechnik

Institut für Luft- und Raumfahrt

Leibnitz-Rechenzentrum