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Der Gummimotor als Antriebsquelle

Ja, die Flugzeiten der Apparate aus der frühen Modellfliegerei waren begrenzt. So wird dem Siki-Rekord-Modell aus dem Jahr 1919 eine Fluglänge von 155 Metern mit einer Flugdauer von 26 Sekunden zugeschrieben (siehe Oskar Ursinus, Flug-Modelbau-Unterricht, Frankfurt/Main 1927, S. 34). In der einschlägigen Literatur der damaligen Zeit wurde der Gleitflugphase zur Verlängerung der Flugleistungen kaum Aufmerksamkeit geschenkt. Da die Laufzeit des Motors bei Wettbewerben nicht beschränkt war, wurde heftig darüber diskutiert und daran experimentiert, wie die Motorleistung zu verbessern sei.

Der Gummimotor war die damals dominierende Antriebsart für Flugmodelle. Neben rein quantitativen Maßnahmen, um die Leistungsfähigkeit des Motors zu steigern, etwa durch Verlängerung des Antriebsstranges, wurden intelligente Lösungen vorgeschlagen, die durch sich selbst regelnde Vorrichtungen die Flugleistungen verbessern sollten.

Das Grundmuster eines Gummimotors besteht aus einem Gummistrang, dessen eines Ende am Modellrumpf fixiert und das andere Ende mit der Luftschraube starr verbunden ist. Durch das Verdrillen des Gummistranges wird Energie gespeichert, die über den Propeller in Vortrieb umgesetzt wird. Die gespeicherte Energiemenge ist vom Querschnitt und von der Länge des Gummistranges abhängig. Der Gummistrang lässt sich aber nicht endlos verlängern, denn die Baugröße des Rumpfes setzt dem Grenzen.

Eine intelligente Lösung ist es, zwei (oder mehr) Gummistränge parallel im Rumpf unterzubringen und diese über ein Getriebe miteinander zu koppeln (Multiplikator). Dies bewirkt eine Erhöhung der Antriebsenergie beim Start bei kurzer Antriebsdauer. Das Modell wird schnell auf große Höhe gebracht. Bei den schlechten Gleitflugeigenschaften der damaligen Modelle war der Leistungsgewinn jedoch nur begrenzt. Allerdings hatte der Modellflugkonstrukteur durch die Verwendung eines Multiplikaors größere konstruktive Freiheiten, um große Vorbilder naturnah nachbauen zu können (siehe etwa den Nachbau des Euler-Doppeldeckers auf der ersten Seite dieses Artikels).

Größeren Erfolg verspricht eine Vorrichtung, bei der die parallelen Gummistränge zeitlich nacheinander den Vortrieb übernehmen. Sind beide Stränge aufgezogenen, so ist der zweite Strang zunächst gesperrt. Die Blockade erfolgt über einen Hebel, der durch die Spannung des ersten Gummistrangs in eine Nut für den zweiten Strang einrastet und jenen sperrt. Ist der erste Strang abgelaufen, lässt seine Gummispannung nach, die Sperre für den zweiten Strang wird aufgehoben und jener beginnt jetzt mit seiner Arbeit. So wird die Antriebsdauer und damit die Flugzeit des Modells verdoppelt (zum Gummimotor siehe P.L. Bigenwald, Flugzeug-Modellbau, Berlin 1917, Erstauflage 1913).

Aber das Modell solle nicht nur lange in der Luft bleiben, sonder auch lange geradeaus fliegen. Hierbei haben motorgetriebene Modelle ein Problem: Der rotierende Propeller erzeugt entgegen der Drehrichtung ein Drehmoment, welches das Modell nicht mehr geradeaus fliegen lässt. Ist ein Modell so getrimmt, dass es im Gleitflug geradeaus fliegt, wird es motorisiert einen Kreis einschlagen. Ist es für den Motorflug geradeaus getrimmt, wird es motorlos einen entgegengesetzten Kreisbogen nehmen.

Diesem physikalischen Problem kann abgeholfen werden, wenn dem Drehmoment des Propellers gegengesteuert wird. Dabei ist zu beachten, dass der Gummimotor nicht über die gesamte Laufzeit hinweg gleichmäßig Kraft abgibt, sondern die Kraftentfaltung exponentiell abnimmt. Proportional zu der Kraftabnahme muss gegengesteuert werden. Dies geschieht durch die im Bild vorgestellte Vorrichtung wie folgt: Ist der Gummimotor entspannt (oberes Bild), wird ein Steuerhebel, der das Querruder bedient, mittels einer Feder nach rechts gedrückt. Ist der Gummimotor aufgezogen, so wird die Steuerfeder mit dem Steuerhebel nach links gezogen und das Querruder betätigt. Je nach abnehmender Gummimotorspannung drückt die Steuerfeder den Steuerhebel nach rechts und betätigt somit das Querruder proportional zur Gummimotorspannung (siehe Flugsport 1917, S. 251). Auf diese Weise ließen sich erste selbsttätige Modellflugsteuerungen allein mit den Mitteln des Gummimotors realisieren.

• Der zweite (und abschließende) Teil des Artikels erzählt, warum das Aufkommen der ersten Benzinflugmodellmotoren den Wunsch nach selbsttätigen Modellflugsteuerungen befeuerte und welche Lösung dafür Otto Dahlhelm in seiner Patentschrift aus dem Jahr 1917 vorschlug.

(pek)