Flugmechanische Betrachtungen

Diese Text entstand im Zusammenhang meiner Bemühungen, mit der Multiplex Funcub Bodenstarts und -landungen zu üben, also Fliegen mit Fahrwerk zu erlernen. Die Aussagen gelten natürlich nicht nur dafür, sondern zeigen, wie sich Modellflug generell von den 'großen' Fliegern unterscheidet.

click

Die legendäre Piper J3 "stalls" bei 38 Knoten, also 70 km/h. Normalerweise sollte man zur Sicherheit das 1,3 fache zur Landung fliegen. Buschflieger schweben jedoch mit etwa 75 km/h zur Landung ein, wie ich auf den Instrumenten im Cockpit beobachten konnte. Die Funcub ist circa 8x kleiner. Maßstäbliche Landegeschwindigkeit wäre also etwa 9 km/h. Bei einer Flächenbelastung von 40 g/qdm und einem unterstellten maximalen Auftriebswert von 1 (E 374 mit gesetzten Klappen) ergibt sich eine Fluggeschwindigkeit von 29 km/h, oder umgerechnet auf große Buschflieger 230 km/h. Wir kommen also mit maßstäblich etwa 3-facher Landegeschwindigkeit rein. Dies entspricht auch meiner "Pilot-Experience". Wir sind einfach sehr schnell!

Ginge das auch anders?

Versuchen wir mal eine Alternativrechnung: Hochauftriebsprofile für den Modellflug (z.B. das E 385) bringen es bis zu einem Ca-Wert von 1,5. Unterstellen wir jetzt einen Leichtbau mit 20 g/qdm Flächenbelastung (was noch problemlos machbar ist) kommen wir auf eine Fluggeschwindigkeit von 17 km/h. Das entspricht immernoch ca. 130 km/h für das Original, wir haben uns jedoch bereits an das 1,7-fache der Landegeschwindigkeit heran getastet. Noch weniger ist bei dieser Größenordnung von Fliegern physikalisch kaum möglich. Steil nach unten gestellte Klappen, die den Propellerstrom umlenken, könnten hier noch Verbesserungen bringen. Hier fehlt mir jedoch noch ausreichende praktische Erfahrung. Stark gesetzte Klappen bewirken eine deutlich verschlechterte Steuerbarkeit, da weniger Luftstrom am Leitwerk ankommt. Und das gerade in einer Situation, wo eine gute Steuerbarkeit wichtig ist.

Fazit für die Landefähigkeit: Will man wirklich unter ähnlichen Verhältnissen wie die originalen Buschflugzeuge starten und landen, braucht es Leichtbau und ein Hochauftriebsprofil.

Fluggeschwindigkeit in Abhängigkeit von Auftriebswert Ca und Flächenbelastung Fb rechnet sich näherungsweise so:

Formel

Und hier noch ein weiteres Thema: Es gibt eine Faustformel, mit deren Hilfe man bei Flugmodellen die Größenverhältnisse von Leitwerk und Leitwerkshebelarm abschätzen kann. Als Ergebnis erhält man einen "Stabilitätsmaß" genannten Wert. Bei freifliegenden Segelflugmodellen, die sich von ganz alleine stabilisieren sollen, wird ein Wert von 0,7 empfohlen. Bei ferngesteuerten Seglern liegt er bei 0,5 - 0,6, je nach Profilmoment. Hier muss der Pilot also ggf. unterstützen. Bei vielen Motormodellen, so auch bei der Funcub, liegt der Wert bei 0,45. Heißt also, dass das Modell sich bei Störungen kaum selbst stabilisiert, sondern immer mit dem Höhenruder korrigiert werden muss. Für den routinierten Modellflieger ist das sicherlich kein Problem. Einen Anfänger könnte das jedoch überfordern.