Die unendliche Geschichte Experimente mit Schwingenflugmodellen

Nachdem ich mich mit den Nachbau von Vogelmodellen beschäftigte, lag es nahe nicht nur die äußere Form zu kopieren sondern auch den Antrieb der Flugtiere. Nach eingehendem studieren aller bisher von anderen Modellbauern gemachten Versuche, entschloß ich mich mein erstes Experimentalmodell als Treibschwinge ( starre Mittelfläche mit außen angebrachten Schwingen) zu konzipieren. Zunächst galt es, die Wirkungsweise des Schwingenantriebes experimentell zu erforschen. Zu diesem Zweck testete ich verschiedene Schwingen an einer Rundlaufeinrichtung. Im Gegensatz zum Propeller kann man eine Schwinge nicht im Stand vermessen, da sich wegen der geringen Relativgeschwindigkeit sonst ein Strömungsabriß einstellt. Ideal wäre natürlich ein Windkanal, da mit meiner Einrichtung nur Anströmgeschwindigkeiten von etwa 4m/s zu erreichen sind ( dann stürzt das Gerät infolge von Unwuchten in die Schrankwand).


Versuche mit einer Rundlaufeinrichtung als Windkanalersatz Die Erkenntnisse aus diesen Experimenten waren folgende:

1. Nur wenn Schlagfrequenz , Anströmgeschwindigkeit und Verwindung der Schwinge miteinander harmonieren  ist ein optimaler Wirkungsgrad zu erreichen. Die Schwinge muß also entlang der Sinuswelle, welche durch Überlagerung von Schlag- und Fluggeschwindigkeit entsteht, einen Anstellwinkel von ca. +/- 3° (Auf- u. Abschlag) erreichen.

2. Die Leistungaufnahme der Schwinge hängt von deren Steifigkeit ab. Viele meiner Schwingen waren "zu weich" um Leistungen über 100 W aufzunehmen. Eine ausreichende Steifigkeit ist mit der gewählten Bauweise ( GFK / CFK - Stäbe mit Gewebefolie überzogen) nicht zu erreichen. 3. Ein großer Teil der Leistung wird durch positive und negative Massebeschleunigung verschwendet.

Neben der Forderung 1 muß also hier noch das Resonanzverhalten der Massekräfte berücksichtigt werden. Für einen Vogel sicherlich kein Problem , am Modell aber kaum zu realisieren. Trotz dieser nicht sehr optimistischen Versuche entschloß ich mich zu einen Versuchsmodell. Hier nun einige Bilder:



Technische Daten:

Und nun die alles entscheidende Frage: Wie fliegt so ein Ungetüm ? Obwohl der Leistungsbedarf infolge der geringen Flächenbelastung nicht sehr groß war und die Schwingen einen ausreichenden "Schub" lieferten ging der Vogel nach dem Handstart sofort in den Sturzflug über. Die Ursache war in der Verschiebung des Neutralpunktes zu finden. Da die Schwingen im Betrieb auftriebsmäßig nicht in Erscheinung treten, ist eine Veränderung der Schwerpunktlage die Folge.

Nachdem ich also den Schwerpunkt nach hinten verlagert hatte, waren die Flugleistungen schon viel besser. Mit abgeschalteten Schwingen ist das Modell dann allerdings hoffnungslos schwanzlastig. Alle Versuche zu beschreiben um dieses Modell zum fliegen zu bringen würden wohl den Speicherplatz meiner Homepage überschreiten. Deshalb nur so viel: Bei einem meiner Versuche geschah es plötzlich und völlig unerwartet, daß ein Höhengewinn erreicht wurde - 30 m Höhe aus eigener Schlagflügelkraft. Auf einen Flugtag in Oederan konnte ich dieses Ereignis auf Video dokumentieren. Das Modell flog dabei 4 Platzrunden und erreichte die besagte Höhe.


Dies war aber der letzte erfolgreiche Flug. Weitere Veränderungen an diesen Modell führten nur zu einer "Verschlimmbesserung". Selbst der Versuch den ursprünglichen Zustand wiederherzustellen gelang nicht. Ganz im Gegensatz zu meinen bisherigen Experimenten verkam das Thema Schlagflug manchmal zu einem  ziellosen Herumpropieren - vergleichbar mit der Bedienung eines Computers.






Inzwischen habe ich schon neue Ideen für die Verwirklichung eines Vollschwingenflugmodells: Durch meine Arbeiten mit der Aramid- Waben - Sandwichbauweise glaube ich das ideale Material für Schwingen gefunden zu haben. Durch die Wahl von Waben- und Außenlaminatdicke läßt sich ein Flügel konstruieren, welcher ideal den Erfordernissen der Schwingenflugmodelle gerecht wird. Sobald es meine Zeit erlaubt werde ich deshalb diese Experimente wieder aufnehmen.