Der lange Weg des Elektromotors zum F3A-Kunstflug

Es geschah im Rahmen der F3A-Weltmeisterschaft vom 15. bis 19. September 1971, auf dem Central Buckscounty Airport in Doylestown, Pennsylvania: Fred Militky demonstrierte vor einer grossen Zuschauerzahl das erste ferngesteuerte Elektro-Segelmodell. Das war der eigentliche Anfang des RC-Elektroflugs.

Wo hätte Fred Militky sein RC-Elektro-Segelmodell SILENCER mit mehr Medienwirkung präsentieren können als an der damals einzigen WM für ferngesteuerte Modelle (F3A)? Schon

vor 1971 wurde an verschiedenen Orten mit ferngesteuerten Elektro-Flugmodellen experimentiert. In England, Deutschland und USA. Selbst die Raumfahrtbehörde NASA liess verschiedene erfolgreiche Projekte entwickeln. Der eigentliche Durchbruch konnte jedoch nur mittels «volkstauglicher» Modellbausätze erreicht werden. Dies war Fred Militky, Entwicklungs-Chef der Firma Graupner in Deutschland, bewusst. Bereits ein Jahr später kam der erste Bausatz auf den Markt: Ein leichtes Holzmodell (1,9 kg) mit 2,3 m Spannweite. Das Erfolgsrezept bestand darin, dass sämtliches Zubehör

vom Antrieb bis zu den Fernsteuerungskomponenten auf das Modell abgestimmt war. Damit entfiel das mühsame Zusammensuchen, was grad in der Anfangsphase der «leisen Revolution» einen entscheidenden Vorteil gebracht hat.

Die Leistungen der Elektroantriebe waren damals viel zu klein, um im F3A-Kunstflug eingesetzt zu werden. Leichte Segelmodelle waren deshalb am Anfang Standard. Ein wichtiger Schritt in Richtung Kunstflug ermöglichte der deutsche Physiker Heinz Keller mit einer neuen Motorengeneration.

Keller verwendete Permanentmagnete aus Seltenen Erden insbesondere Samarium (SmCo) oder Neodym (NdFeb). Diese Motoren waren wesentlich stärker und effizienter. Damit war Kunstflug mit einfacheren und leichteren Modellen plötzlich möglich geworden. Trotzdem, für den ersten Einsatz eines Elektro-F3A-Modells dauerte es immerhin mehr als 20 Jahre. Im Rahmen der 1993 FAI F3A-Weltmeisterschaften in Nötsch, Österreich, setzte der junge Niederländer Dennis van Loog erstmals ein Elektromodell ein. Die sehr böigen Winde und die eher kühle Witterung benachteiligten ihn zu-

sätzlich. Das mit den schweren Nickel-Cadmium-Akkumulatoren (NiCd) ausgerüstete Modell verfügte für solche Verhältnisse über keine Reserven. Trotzdem muss dem jungen Flugsportler zu seinem Mut gratuliert werden.

Trotz all diesen Schwierigkeiten liessen sich viele Elektroflieger die Lust am Kunstflug nicht nehmen. Die schweren Akkus setzten eine sehr leichte Bauweise – damals weitgehend Holz – noch eher selten GFK – voraus. Für Kunstflug-Wettkämpfe wurden in der Folge eigene FAI-Regeln geschaffen, die auch für Modelle mit schwächeren Antrieben ganz ansehnliche Figurenprogram-

me zuliessen. Bereits in den mittleren Achtzigerjahren fanden in ganz Europa zahlreiche Elektro-Kunstflugwettbewerbe statt – sogar zwei Europameisterschaften. Später erhielt diese Klasse nach dem FAI-Ordnungssystem die Bezeichnung F5A. Die Modelle wurden zusehends aufwendiger und perfekter. Anfänglich mit Handstart und bald einmal mit Fahrwerk. Kurz, diese F5A-Modelle entwickelten sich je länger, je mehr in Richtung F3A-Kunstflugmodelle.

Nach dem nicht sehr gelungenen Einsatz eines Elektro-F3A-Modells an den FAI-F3A-Weltmeisterschaften 1993 war der Elektromotor für die 2 Meter F3A-Modelle lange Zeit kein Thema mehr. Erst Ende der 90er-Jahre hat Michael Ramel, Deutschland, den Elektromotor für den F3A-Kunstflug neu lanciert. Sein Modell «E-Factor» bestand aus einer extrem leichten Holzkonstruktion. Die Energie für den Lehner-Motor lieferte ein Akku-Pack von 30 Nickel-Metallhydrid Akku-Zellen (NiMH). Das Modell wog 4,4 kg und wurde an verschiedenen Wettbewerben in Euro-

pa erfolgreich eingesetzt. Allerdings stiess der E-Factor bei stärkeren Winden bald einmal an seine Grenzen. Erst die Einführung der Lithium-Polymer Akkus machte das Modell kompetitiver.

Der eigentliche Durchbruch des Elektroantriebs in der F3A-Kunstflugklasse erfolgte 2003

auf den durch die Seltenen Erden sehr leistungsfähig gewordenen Motoren, wobei diesen immer mehr bis an die Grenzen abverlangt wurde. Die Nachteile lagen bei starker Erwärmung der Motoren, was zu Ablösung der eingeklebten Magnete führte. Die mechanische Abnutzung der Kollektoren verbreitete Kohlestaub im Flugzeug, was insbesondere den elektronischen Komponenten schaden konnte. Kurz,

die Kollektoren brachten erhebliche Leistungsverluste mit sich. Trotzdem waren diese Motoren Standard, bis 1994 an den FAI-Weltmeisterschaften für F5B-Elektro-Segelmodelle in Australien der Amerikaner Jerry Bridgeman mit seinem kollektorlosen Aveox-Motor den Europäern um die Ohren flog. Sämtliche Motorenhersteller stiegen auf die elektronisch Kommutierten Motoren (Brushless) um. Mechanisch

Die Programme des RC-Kunstflugs verlangen Antriebe mit grossem Drehmoment. Aus der Normalfluglage mit reduzierter Geschwindigkeit – das heisst, ohne Anlauf – senkrecht zu steigen wurde zur wichtigen Anforderung. Deshalb war der

mit einem Getriebe ausgerüstete Hacker C50 lange Zeit das Mass aller Dinge. Doch bald bekam er Konkurrenz. Die grossen Aussenläufer-Motoren entwickeln ähnliche Verhältnisse bei geringeren Drehzahlen. In jüngster Zeit ist zu beobachten, dass der Einsatz von Getrieben, insbesondere aus Gewichtsgründen, nicht angereizt ist. Dies betrifft insbesondere die Koax-Antriebe.