"Da Capo"

Der Elektroantrieb mit Doppelschicht-Kondensatoren als Energiespeicher ist hochaktuell: Diese "Superkondensatoren" werden in der modernen Elektronik häufig als Puffer oder in der Elektromobilität auch als schnell ladbare Bremsenergiespeicher eingesetzt (zum Beispiel in der Formel 1). Zusammen mit einem Coreless-Bürstenmotor (wie etwa in Handys als Vibrationsmotor oder in Kameras eingesetzt) ergibt sich ein hocheffizienter Antrieb – bestens geeignet für ein leichtes Freiflugmodell, das sich bei Windstille draußen und drinnen in großen Räumen, etwa Turnhallen, fliegen lässt.

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Lesezeit: 11 Min.
Von
  • Heinz Eder
Inhaltsverzeichnis

Hier zeigen wir Schritt für Schritt, wie das Depron-Freiflugmodell "Da Capo" gebaut wird. Der Bau beginnt mit dem Bereitlegen der einzelnen Bauteile und dem Studium des Bauplans. Das [Zip-Archiv] enhält drei PDF-Dateien: "Da Capo Plan" zeigt den verkleinerten Bauplan zur Übersicht auf einer A4-Seite, "Da Capo 1 zu 1" liefert auf vier A4-Blättern eine Darstellung des Modells in Originalgröße, den man zusammenkleben kann. "Da Capo Hilfslehren" schließlich zeigt die drei Hilfslehren, die man ebenfalls aus Depron schneidet und die für den korrekten Zusammenbau erforderlich sind.

Ein ebenes Baubrett aus weicherem Holz ist von Vorteil, jedoch nicht unbedingt erforderlich. Wenngleich das Modell einfach aufgebaut ist, gilt es dennoch, die Vorgaben sehr genau zu beachten – nur so ist der Flugerfolg gewährleistet!

Das Modell lässt sich nach dieser Anleitung rein nach Plan und Stückliste aufbauen, wenn man sich die Balsa- und Depronteile selbst zuschneidet. Wer sich die Mühe sparen will, alle Komponenten einzeln zusammenzukaufen und die Teile per Hand zuzuschneiden, kann den "Da Capo" auch als Bausatz bei CNC-fly.com kaufen. Alle Komponenten in diesem Bausatz sind präzise aufeinander abgestimmt.

  • 5 Laser-geschnittene Depronteile aus 1,5 mm Depron für Flügel und Leitwerk
  • 2 Pylonteile aus 1 mm Balsaholz
  • 2 Halteklötze aus 1,5 mm Depron
  • 2 Endrippen aus 1 mm Balsaholz
  • Rumpfstab 3×6×335 mm aus leichtem Balsaholz (Dichte ca. 0,09 g/cm³)
  • Hilfslehren für V-Stellung Flügel, Schwerpunktbestimmung, rechter Winkel
  • DC-Motor 7 mm, Innenwiderstand 3,4 Ohm, Wirkungsgrad ca. 60%
  • Doppelschichtkondensator 5 Farad (z.B. Greencap 2,7 V Nennspannung)
  • SMD-Schalter
  • Luftschraube (z.B. 57×20)
  • Klebstoff: für Schaumstoffe geeigneter Kontaktkleber (z.B. UHU Por)

Der für Styropor geeignete Kontaktkleber wird wie folgt angewendet:

  • Klebestellen, die gegebenenfalls nachjustiert werden müssen: Beide Seiten einstreichen und etwa 20 Sekunden ablüften lassen. Die zu klebenden Teile können dann nochmal getrennt und neu positioniert werden.
  • Heavy-duty-Klebungen (z.B. Motor, Schalter und Kondensator an den Rumpfstab kleben): Beide Seiten einstreichen und etwa 5 Minuten ablüften lassen. Teile exakt positionieren und kurz andrücken.

Klebungen mit UHU Por können mit Feuerzeugbenzin wieder vollständig gelöst werden. Nach dem Ablüften kann erneut geklebt werden.

Als Erstes werden auf dem Flügelmittelstück die Risslinien für die beiden Pylonteile mit Hilfe eines rechten Winkels angezeichnet. An dieser Stelle werden später die Pylonteile aufgeklebt.

Biegen: Dazu wird eine Wolldecke zweimal gefaltet (sodass vier Lagen entstehen) und auf eine ebene Unterlage gelegt. Mittels einer festen Rolle (Länge mindestens 25 cm, Durchmesser ca. 4,5 cm, z.B. Staubsaugerrohr/Papprohr/Silikonkartusche o. Ä.) wird unter gleichmäßigem Druck über das aufgelegte Depronblatt gewalzt (Abb. 1). Die Rolle muss dabei mit beiden Händen parallel zu den Längsseiten des Depronblattes bewegt werden. Dünnere Rollen bzw. mehr Druck erzeugen eine stärkere Wölbung und umgekehrt.

Abb. 1: Walzen des Depronblattes auf einer mehrlagigen Wolldecke

Die beiden Flügelaußenteile werden in gleicher Weise behandelt. Das Ergebnis ist ein kreisbogenförmiges Profil. Die Wölbungshöhe sollte an der höchsten Stelle der Unterseite des Flügels 5 mm betragen. Das kann mit Hilfe der Endrippen überprüft werden. Am Flügelende ist die Wölbungshöhe entsprechend der geringeren Profiltiefe etwas geringer. Ist die Wölbung beim Rollen zu stark geworden, legt man das betreffende Depronteil mit der konkaven (hohlen) Seite auf den Tisch und drückt es gleichmäßig nieder. Ist die Wölbung trotz höheren Druckes beim Rollen zu gering ausgefallen, muss eine Rolle mit geringerem Durchmesser verwendet werden.

Die beiden Endrippen können nun an den Enden des Flügelmittelteils angeleimt werden.

Der Flügelmittelteil wird an den Enden mit Nadeln auf dem Baubrett fixiert. Nun werden die Flügelaußenteile so angesetzt, dass das Flügelende (an der höchsten Stelle des Profils, von der Unterseite aus gesehen) 40 mm über der Grundplatte liegt (Abb. 2). Der Klebespalt sollte sich dabei schließen. Die Höhe über Baubrett wird mit der dem Bausatz beiliegenden Lehre eingestellt; wer selbst baut, schneidet sich dafür ein passendes Sück aus Depron nach Vorlage des PDFs mit den Hilfslehren zurecht. Die V-Stellung muss beidseitig gleich sein.

Abb. 2: Ansetzen der Flügelaußenteile mit Lehre aus Depron

Nun wird der Flügel-auf Verzug (= nicht beabsichtigte Verwindung) geprüft, indem man ihn im Abstand von rund 50 cm so vor das Auge hält, dass Vorder- und Endkante des Profils zur Deckung kommen (Abb. 4). Gegebenenfalls ist von Hand etwas entgegen zu drehen. Auch die Ohren müssen korrekt sitzen. Man visiert genau in Richtung der Trennstelle des Ohrs und kann somit eine eventuelle Verdrehung gegenüber dem Mittelteil leicht erkennen. Erforderlichenfalls muss das Ohr mit Waschbenzin gelöst und neu angesetzt werden.

Abb. 3: Prüfen des Flügels auf Verzug (Verdrehung)

Nun werden die beiden Pylonteile auf die angezeichneten Risslinien der Flügel-Unterseite geklebt. Am besten bildet man ein fertiges Paket, indem man Rumpfstab und Pylonteile mit Nadeln zusammensteckt und zusammen die Flügelmitte klebt (Abb. 4). Kleber nur auf die beiden Pylonteile geben; der Rumpfstab wird anschließend wieder entnommen. Der Pylon ist auf diese Weise später auf dem Rumpf leicht verschiebbar.

Abb. 4: Die Pylonteile werden als Paket festgeklebt.

In den Pylon-Zwischenraum wird direkt unter der Flügelvorderkante ein kleiner, 2 mm hoher Balsakeil geklebt, den man am Ende des Rumpfstabs (Unterseite) abschneidet. Dieser dient als Abstandsgeber und stellt den exakten Einstellwinkel des Flügels zum Rumpfstab sicher (siehe Plan).

Abb. 5: Anbringung der Sicherungsklötzchen (nach Fertigstellung des Modells)

Später, nach Fertigstellung des Modells, wird der Pylon von unten mit zwei Halteklötzchen aus 1,5 mm Depron gesichert. Er ist damit weiterhin verschiebbar (Abb. 5). Die Klötzchen dürfen nur mit den beiden Pylonteilen und nicht mit dem Rumpfstab verklebt werden. Der Leim sollte daher bei abgenommenem Flügel auf die Leimstellen aufgebracht werden. Die Klötzchen werden nur am Rand bestrichen.

Das Höhenleitwerk wird mit Kontaktkleber im rechten Winkel am Rumpfende festgeklebt (Abb. 6).

Das Seitenleitwerk wird vorher mit einem scharfkantigen Lineal entlang der gestrichelten Linie eingedrückt. Der Seitenleitwerksausschlag soll ca. 2 mm betragen (Linkskurve). Das Seitenruder wird mit einem schmalen Kreppbandstreifen in dieser Stellung fixiert. Bei Bedarf kann der Streifen später abgezogen und der Ausschlag neu justiert werden. Das Seitenleitwerk wird nun mit Kontaktkleber senkrecht auf dem Höhenleitwerk aufgesetzt (Abb. 7).

Abb. 6: Festkleben des Höhenleitwerks

Abb. 7: Festkleben des Seitenleitwerks mit Winkellehre

Der Rumpf wird vorne leicht abgeschrägt, sodass die Motorachse ca. 3 Grad nach oben geneigt ist. Diese Einstellung hat sich nach vielen Flugversuchen als günstig ergeben. Die Schräge beträgt auf die Motorlänge etwa 1 mm. Der Motor wird vorne an der Rumpfunterseite genau in Rumpf-Längsrichtung (!) festgeklebt. Auch hier beide Klebeflächen mit Kontaktkleber einstreichen und mindestens 5 Minuten ablüften lassen.

Die Beine des Kondensators werden auf etwas weniger als die Hälfte gekürzt. Der Kondensator wird an der bezeichneten Stelle der Rumpfunterseite angeklebt. Der Schalter wird an die linke Rumpfseite geklebt (Achtung: Heavy-Duty-Verklebung!).

Der blaue bzw. schwarze Anschlussdraht des Motors (Motor-Minus) wird fest mit dem längeren Bein des Kondensators (Pluspol) verlötet. Der rote Anschlussdraht führt über den Schalter zum Minuspol des Kondensators. Hinweis: Die Farbvertauschung ist notwendig, damit der Motor in der richtigen Richtung dreht (Abb. 8).

Achtung: Beim Laden des Kondensators ist dessen Beschriftung für +/- zu beachten und nicht die Farbe der Motoranschlussdrähte! Langes Bein: plus, kurzes Bein: minus.

Damit ist das Modell bereit für den Erstflug!

Abb. 8: Anordnung von Motor, Schalter und Kondensator

Abb. 9: Die korrekte Schwerpunktlage wird mit einer Hilfsstütze aus Depron überprüft. Der Pylon ist vorläufig mit Nadeln auf dem Rumpfstab fixiert und kann noch verschoben werden.

Abb. 10: Das flugfertige Modell wartet auf den ersten Testflug.

Das Modell wird zuerst im Gleitflug erprobt. Dazu wird der Flügel mit dem Pylon auf den Rumpfstab an der bezeichneten Stelle aufgesteckt und von der Seite her mit zwei Nadeln fixiert. Der Schwerpunkt sollte nun an der im Plan bezeichneten Stelle (etwa 40 mm hinter der Vorderkante des Flügels) liegen. Das kann mit der beiliegenden Hilfsstütze aus Depron kontrolliert werden, mit der der Flügel an der markierten Stelle des Schwerpunktes unterstützt wird (Abb. 9). Wenn der Schwerpunkt nicht an der richtigen Stelle liegt, muss der Pylon nach vorn oder hinten verschoben und neu festgesteckt werden. Nach erfolgreichen Flugversuchen kann der Pylon später mit einem Stück Klebeband fixiert werden.

Starten ohne Antrieb (möglichst auf weichem Grasboden bei Windstille): Das Modell mit aufgestecktem Propeller leicht nach unten geneigt mit der Eigengeschwindigkeit aus der Hand gleiten lassen – keinesfalls werfen! Im Gleitflug sollte das Modell ca. 5 bis 6 Meter im gestreckten Gleitflug zurücklegen. Eine leichte Linkstendenz sollte infolge des Seitenruderausschlags erkennbar sein. Falls sich das Modell aufbäumt: Pylon ca. 2 bis 3 mm nach hinten versetzen. Falls das Modell steil nach unten tendiert: Pylon einige Millimeter nach vorne verlegen und neu feststecken.

Grundsätzlich sollte man bei Windstille auf einem genügend großen hindernisfreien Gelände starten. Selbst bei leichtem Wind (max. 1 bis 2 m/s) muss mit starkem Windversatz gerechnet werden. Meistens ist das nächste Hindernis näher als man denkt!

Bei Verwendung eines Motors mit 3,4 Ohm Kurzschlusswiderstand (wie er dem Bausatz beiliegt) und voller Ladung des Kondensators steigt das Modell ziemlich rasant auf 10 bis 12 Meter Höhe, um dort längere Zeit zu kreisen. Tipp: Bei beschränktem Fluggelände oder noch unbekannten Flugeigenschaften nur etwa 10 Sekunden laden oder den Motor 10 bis 20 Sekunden im Stand laufen lassen und dann erst das Modell starten.

Baut man einen 10-Ohm-Motor ein, kann das Modell auch in einer größeren Turnhalle geflogen werden. Um die Leistung zu drosseln, kann beim Hallenflug auch ein Metallschicht-Widerstand 3,4 oder 4,8 Ohm (0,6 W) zum 3,6-Ohm-Motor in Reihe geschaltet werden. Das Modell steigt dann langsamer. Zur Erhöhung der Flugzeit kann der Schwerpunkt gegebenenfalls auf ca. 43 mm zurückverlegt werden.

Zum Laden wird der Lader (siehe separate Bauanleitung) polrichtig ca. 30 Sekunden an die Kondensatorbeine gehalten. Unbedingt beachten: langes Bein des Kondensators – Plus: kurzes Bein – Minus. Zum Laden ist auch ein regelbares Netzgerät oder ein Steckernetzgerät mit 3 Volt Festspannung geeignet. Beim Erstflug bzw. unbekanntem Flugverhalten oder beschränktem Fluggelände sollte man nur ca. 10 Sekunden lang bzw. mit 3,0 Volt laden.

Nach dem Einschalten des Motors wird das Modell sanft mit der Eigengeschwindigkeit horizontal aus der Hand gestartet (nicht werfen!) Das Modell sollte mindestens 20 Sekunden in Kreisen von rund 10 Metern Durchmesser nach oben steigen und dann etwa auf Höhe bleiben. Es werden Flugzeiten von bis zu 4 Minuten (je nach Trimmung) erreicht – deshalb unbedingt bei Windstille starten!

Zu enge Kurven oder Kopflastigkeit führen zu Verlusten an Flugleistung (Modell will nicht steigen). Abhilfe: Pylon einige Millimeter nach vorn versetzen. Bei einem welligen Steigflug mit Aufbäumtendenz stattdessen Pylon etwas nach hinten versetzen – damit rutscht der Schwerpunkt nach vorne.

Hinweis: Die richtige Schwerpunktlage ist ganz entscheidend für den Flugerfolg. Eine Veränderung um wenige Millimeter kann sich bereits sehr positiv oder sehr negativ auswirken. Gerade das ist aber ein wichtiger Lerneffekt bei der Optimierung der Flugleistungen.

Nun viel Spass und schöne Flüge mit dem "Da Capo"! ()