Es ist müßig zu diskutieren,
warum Modelle eigentlich groß sein müssen. Denn bei jeder Art objektiver
Abwägung überwiegen nur die Probleme: Stabilitätsfragen, Unterbringung,
Transportprobleme und nicht zuletzt die Kosten der Antriebs-Ausstattung.
Allerdings handelt es sich dabei um Argumente, die man allesamt in den Sack „schnöde
Vernunft“ packen könnte. Was richten sie schon aus gegen ein Modell,
das neugierige Blicke auf sich zieht, sich mit geradezu majestätischer Gelassenheit
in die Luft erhebt und dort oben von seinem Original kaum mehr zu unterscheiden
ist? Bei Motormodellen stellt sich dabei immer seltener die Frage nach dem benötigten
Hubraum, sondern viel mehr nach Volt und Ampere.
Bei dieser Modellgröße ist nicht nurein großes
Auto gefragt; auch die Antriebseinheit muss sorgfältig gewählt sein
So es sich bei den vom modelltechnischem Größenwahn
Gebeutelten um aufstiegswillige Elektroflieger mit ausreichend Grundwissen und
Erfahrung handelt, reduzieren sich derart gigantomanische Anwandlungen zum guten
Teil auf ein Kostenproblem, wobei sich hier am Schluss nicht selten auch noch
die Transportfrage mit einreiht. Doch, wenn man sich eh’ schon lange diesen
Van kaufen wollte …? Wer indes zu den Umsteigern zählt, sich also vom
Elektroboom (oder einfach auf Druck der Flugplatzanlieger) auf die Stromschiene
locken ließ, wird rasch die Feststellung machen, dass es mit einem leistungsfähigen
Motor noch nicht getan ist. Denn bei den Elektromotoren hat ein größerer
Motor unweigerlich auch einen größeren (und bislang schwereren) Akku
im Schlepptau. Und stante pede werden Ein- wie auch Umsteiger daran erinnert,
dass sie noch für ein paar weitere Dinge in die Tasche greifen müssen:
Benötigt werden aus dem XXL-Regal noch ein Drehzahlsteller, der die entsprechenden
Durchsatzqualitäten aufweist, ein leistungsfähiges Ladegerät (worauf
in diesem Beitrag nicht näher eingegangen wird) und eine ergiebige Ladestromquelle.
Dieser bereits hinreichend bekannte 1:2 Fokker-Dreidecker von
Franz Schmid wird von einem zusätzlich noch über Zahnriemen untersetzten
Torcman-Monster-Außenläufer angetrieben.
Großes
Spektrum
Doch hat man diese Kröte erst einmal geschluckt, so schwenkt
das Befindlichkeitspendel auch rasch wieder in den Wellnessbereich. Nicht nur,
dass Startprobleme nun der Vergangenheit angehören und Motoren gewöhnlich
nicht grundlos stehen bleiben. Man stellt auch fest, dass man mit Elektroantrieb
ungleich
flexibler ist. Denn während der Verbrenner durch Hubraum und
die davon abhängige Propellergröße in seinem Einsatzspektrum weitgehend
festgezurrt ist, erwirbt der Amperejünger mit einem umsichtig ausgewählten
Elektromotor gleich ein ganzes Bündel von Lösungen. So dreht beispielsweise
ein AXI 5320/28 bei 24 Zellen (oder eben acht LiPos) mit 45 bis 50 Ampere Stromaufnahme
eine 21-Zoll-Luftschraube mit zirka 4.500 Umdrehungen pro Minute, während
dasselbe Triebwerk an 30 Zellen (~ zehn LiPos) einen 18-Zöller mit reichlichen
6.000 Umdrehungen pro Minute herumwirbelt. Für sehr langsame Modelle ist
es denkbar, statt zehn LiPos in Reihe (10s) 2 x 5 davon parallel zu schalten (5s2p)
und dann einen wahren Prachtkerl von Propeller (geschätzt 24 Zoll) dann allerdings
nur mit 3.000 Umdrehungen pro Minute zu bewegen.
Bei anderen
Motoren, wie etwa die von Lehner (LMT), lassen sich die Spulen von Dreieck- (³)
auf Sternschaltung (Y) umlöten. Dabei springt die Drehzahl auf 58 Prozent
des Ausgangsniveaus. Noch wirkungsvoller ist der Zusatz eines Getriebes –
eine Lösung, die auch im Zeitalter drehmomentstarker Außenläufer
noch nicht all ihre Reize verloren hat. Auf diese Weise ist es sogar möglich,
mehrere nur mittelgroße Motoren auf eine Propellerwelle wirken zu lassen
und so ganz respektable „Latten“ zu bedienen. Wichtig dabei ist indes
immer die richtige Abstimmung. Den zu einem bestimmten Elektromotor passenden
Propeller gibt es nämlich nicht. Seine Größe betreffend hat immer
die angelegte Spannung (Zellenzahl) ein entscheidendes Wörtchen mitzureden
und zwar in einer Weise, die vielen „Antriebsmutanten“ zu Anfang die
Stirn in Falten legt: Mit steigender Spannung (und Leistung) muss der Propeller
beim E-Motor kleiner werden.
Ein majestätisches Flugbild bietet diese 2,7 Meter große
Rascal (SIG) von Dr. Arnim Selinka. Dabei ist sie mit 16 x 3.000-Milliampere-Zellen
und einem
Selbstbau-LRK 540/15-18Wdg (4 x 0,56 Quadratmillimeter), der einen
16x8-Dreiblatt-Propeller antreibt, noch sehr bescheiden motorisiert
Größenordnung
Die Frage, welche Modelle in die hier zur Debatte stehende Rubrik gehören,
ist sicher nicht ganz leicht zu beantworten. Jedenfalls möchte der Autor
hier keineswegs nur auf jene eher Event-orientierten „Monstermodelle“
zielen, die zu bauen ein über das reine Hobby hinausgehende Befassung mit
der Materie und eine das Normalmaß übersteigende finanzielle Opferbereitschaft
voraussetzt. Als Großmodell im Sinne dieses Beitrags soll gelten, wenn der
benötigte Antrieb aus mindestens 24 Zellen (in etwa acht LiPos entsprechend)
versorgt wird, der Leistungsdurchsatz sich im Kilowatt-Bereich bewegt und das
Modell dabei die Gewichtsgrenze von 5 Kilogramm tangiert oder überschreitet.
Eine Einteilung nach Größe erscheint nicht allzu sinnvoll, weil ein
solches Modell als Jet vielleicht nur 1,2 Meter Spannweite aufweist, aber dennoch
mehrere Kilowatt aus dem Akku schlürft, während ein Vier-Meter-Elektrosegler
locker mit 500 Watt auf Höhe kommen kann.
Einer der Großmodell-Vorzüge: sich beim Zusammenbau
nicht mehr bücken zu müssen
Wer sich als angehender „Elektriker“ mit der noch
ungewohnten Antriebstechnik befasst, wird rasch feststellen, dass er bei einem
schüchternen Blick unter die für einen Verbrennungsmotor zugeschnittene
Motorhaube das neue Antriebsaggregat förmlich suchen muss. Auch die Masse
des neuen Triebwerks wirkt im Vergleich mit einem Kolbentriebwerk von (wirklich
und nicht nominal) vergleichbarer Leistung eher verloren. Bei richtiger Auslegung
hat ein bürstenloser Modell-Elektromotor einen Gesamtgewichtsanteil von ganzen
5 bis 10 Prozent.
Die Leistung elektrischer Antriebssysteme
betreffend wäre erst mal zu klären, was heutig verfügbare Technik
bereits hergibt. Bekanntlich ist die Leistung (P) das Produkt aus Spannung (U)
x Strom (I). Bei der Spannung liegen wir derzeit – so man sich auf allgemein
erhältliches Zubehör beschränken und den finanziellen Rahmen nicht
über Gebühr ausweiten möchte – bei maximal 36 (zwölf
LiPos) Zellen fest. Das bedeutet beim Laden zirka 50 Volt und eine mittlere Entladespannung
von etwa 40 Volt. Wenn der Akku dabei 50 Ampere abdrückt, so landen wir bei
einer Eingangsleistung von 2 Kilowatt. Noch mehr in Reihe geschaltete Zellen zu
investieren, stößt nicht nur an die Grenzen der derzeit allgemein verfügbaren
Ladetechnik, sondern provoziert auch ernstzunehmende Sicherheitsbedenken. Größer
und preisgünstiger wird die Auswahl passender elektronischer Komponenten,
gibt man sich schon mit 30 Zellen (zehn LiPos) zufrieden. Dann hat man eben nur
etwa 34 Volt, was bei 50 Ampere dann die Leistung auf 1,7 Kilowatt reduziert.
Wer gleichwohl nach mehr Leistung giert, ist mit noch größeren Schlücken
aus der Strompulle zu befriedigen. Dabei kommt diesen Ambitionen entgegen, dass
sich Lithiumakkus beliebig parallel schalten lassen. Damit sind hohe Ströme
bei gleichzeitig hinreichender Laufzeit abrufbar. 100 Ampere (entnehmbar aus beispielsweise
zwei parallelen Kokam 3200HD) und damit 4 Kilowatt (das sind bei 90 Prozent Wirkungsgrad
immerhin 5 PS an der Welle) stellten also prinzipiell kein Problem dar, wenn da
nicht noch ein paar Dutzend Siliziumchips steuernd und begrenzend zwischen Akku
und Motor eingeschleift werden müssten. Und hier, beim Controller, scheint
sich die Antriebsleistung zumindest derzeit noch durch eine Engstelle zu quälen.
Wer bei der nicht ganz unbedeutenden Regler-Investition kleckert statt zu klotzen,
läuft Gefahr, eine Erfahrung zu machen, die im angelsächsischen Sprachraum
prägnant mit „Buy cheap, buy twice“ beschrieben wird.
Setzt neue Maßstäbe in Größe und Leistung:
Katana S von Hacker-Motoren …
Apropos „twice“,
das ist natürlich keine grundsätzlich schlechte Idee, wenn sie denn
bloß rechtzeitig kommt. Denn man kann natürlich die benötigte
Antriebsleistung auch auf zwei Motoren aufspalten, die dann auch von zwei Controllern
herkömmlichen Kalibers gespeist werden. Beim Zusammenführen der Wellenleistung
sind dann gängige Getriebe auf Stirnrad- oder Zahnriemenbasis gefragt. Dass
man dabei weder eine Notlösung produziert noch ausschließlich Nachteile
einhandelt, sei im nächsten Abschnitt etwas näher beleuchtet. Möglich
ist auch eine Kopplung von zwei Motoren über eine gemeinsame Antriebswelle.
Doch schauen wir uns den Motor eines Großmodells erst mal genauer an.
Die
Leistungsfalle
Es ist bekannt, dass technische Großlösungen
grundsätzlich effizienter arbeiten. Bürstenlose Elektromotoren, wie
sie beispielsweise in Hybridfahrzeugen zum Einsatz kommen, erreichen Betriebswirkungsgrade
von über 95 Prozent. Große Modellmotoren, deren Leistungsgrenzen derzeit
zwischen 3 und 4 Kilowatt liegen, profitieren bereits von diesem „Größenbonus“,
kleben aber noch, da sie dominant auf Leistung getrimmt sind, irgendwo an der
90-Prozent-Grenze fest. Das ist auch in Ordnung, zumal man einfach zur Kenntnis
nehmen muss, dass bei Modellantrieben in dieser Größenordnung noch
keine hinreichende Erfahrung vorliegt. Auch sollte die Optimierung nicht allein
in dieser Richtung erfolgen, sondern, wie bei allen luftfahrttechnischen Entwicklungen,
das Gewicht nicht außer Acht gelassen werden. Hier indes beschleicht den
Autor bei kritischer Betrachtung des Angebotsspektrums aber doch der Eindruck,
dass nicht allein das Gewichtsziel bei einigen Herstellern hinten an steht, sondern
auch die aus der Größe entstehenden Probleme nicht hinreichend gesehen
werden. Stattdessen werden bereits bestehende Motoren ganz einfach „groß
gebastelt“, was gerade bei den Eisenschnitten zu unnötig viel Querschnitt
führt. Dies ist natürlich einfacher, als sich vorab Gedanken über
den sinnvollen Materialeinsatz zu machen und vorab durchzurechnen, welche Art
von Belastung an welchen Stellen auftritt. So muss beispielsweise eine Maschine,
die gerade mal reichlich ein Newtonmeter Drehmoment abdrückt, nicht unbedingt
eine Acht-Millimeter-Stahlwelle haben. Doch 5 Millimeter Durchmesser sind vielleicht
schon wieder zu wenig, um entsprechende Kräfte zu übertragen. Hier setzen
erfahrene Firmen (wie zum Beispiel Köhler) auf die Hohlwelle, am besten gleich
mit einem geeigneten Propeller-Mitnehmer, der die Durchlüftung befördert.
Wenig Motor in viel Flugzeug. Doch es geht! Johann Zweifel aus
Oberwil (Schweiz) hat in diese Piper Cub P18 in 1:2 einen AXI 5330/24 eingebaut,
der einen 24 x 12-APC-Elektropropeller antreibt und aus 30 Zellen GP 3300 gespeist
wird. Das 5,36 Meter spannende Modell ist vorwiegend aus Holz und Styropor
gebaut und wiegt 20 Kilogramm. Der Gewichtsanteil des Brushless-Motors beträgt
dabei gerade mal 3,5 Prozent – ganz sicher schon ein Grenzfall
Vorberechnungen
gilt es in Sonderheit in den magnetischen Kreis einer solchen Großmaschine
zu investieren. Noch geht es bei Drehmomentmaschinen anscheinend nicht ganz eisenlos,
doch hat schweres Eisen nur wirklich dort ein Existenzrecht, wo es dazu beiträgt,
den magnetischen Fluss auf kürzestem Wege von Nord nach Süd zu schleusen.
Dies ist ein ziemlich schmaler, berechenbarer Grat, außerhalb dessen leichtere
Materialien wie Alu, Faserverbundstoffe oder einfach strömende Luft regieren
sollten. Denn Großmotoren haben, spätestens seitdem die Lithium-Akku-Technologie
Einzug hielt, noch ein weiteres, oft zu wenig beachtetes Problem: Sie werden die
anfallende Verlustwärme nicht schnell genug los, weil mit zunehmender Größe
das Volumen mit der dritten, die Oberfläche aber nur mit der zweiten Potenz
mit wächst. Daher ist es für einen Speed-400-Motor ziemlich unkritisch,
60 Prozent der investierten Leistung verbraten zu müssen, während ein
falsch konzipierter Zwei-Kilowatt-Motor schon mit 20 Prozent Verlustleistung nach
wenigen Minuten dem Hitzekollaps erliegen kann.
Ei, wo hat sich denn mein Motor versteckt?
Innenläufer
haben es in dieser Hinsicht leichter, denn hier liegt die Wicklung als Hauptwärmequelle
außen. Oft genügt daher ein verrippter Alu-Überstreifring, um
das Verlustproblem zu beseitigen.
Schwerer tut sich bei der
Wärmeabfuhr der ansonsten so praxisgerechte Außenläufer, denn
sowohl Kupferverluste als auch Eisenverluste entstehen im innen liegenden Stator,
der ohne geeignete Vorkehrungen direkten Kühlluftzutritt nicht zulässt.
Naiv wäre, einfach nur Luft durch Wickelraum und Luftspalt blasen zu wollen
– bei einem optimierten Motor scheint hier wenig Licht durch. Es gibt zwei
andere Möglichkeiten: Entweder man leitet wirklich Luft durch, aber dann
durch einen Kanal in der Motormitte, oder man lotst die anfallende Wärme
mit gut leitenden Materialien raus an die Oberfläche. Die dritte, auch praktizierte
Möglichkeit besteht darin, das Triebwerk so groß und schwer zu machen,
dass die anfallende Wärme (vorwiegend) im Eisenpaket gespeichert und erst
in der anschließenden Flugpause abgebaut wird. Wer fliegt schon wirklich,
was energietechnisch heute durchaus möglich wäre, eine halbe Stunde
am Stück? Doch verschenkt man mit so einem Eisenklumpen einen Teil der elektrospezifischen
Vorzüge. Es sei denn, man ersetzt damit den Bleiballast.
Dieses sehr zweckvoll aussehende Schleppmodell, erbaut von Walter
Hertfelder, hat keinen Namen. Es wiegt bei 3 Meter Spannweite 7,5 Kilogramm und
gewinnt sicher keinen Schönheitspreis, doch zieht es dank eines Strecker-Außenläufers
RS-E 685/40-15 auch noch Segler mit doppelter Spannweite auf Höhe. Der Akkupack,
bestehend aus 10s2p Kokam 3200HD, liefert 60 Ampere.
Der 24 x 12-Propeller
rotiert mit 5.200 Umdrehungen pro Minute
Gesamtlösungen
gefragt
Und hier wären wir bei einem weiteren Stichwort. Gerade
bei Flugzeugvorbildern von Motormaschinen mit Kolbentriebwerken liegt das Triebwerksgewicht
deutlich über jener Zehn-Prozent-Marge, die heute von modernen E-Motoren
erreicht werden. Entsprechend fallen die Hebelverhältnisse aus. Die von ihnen
abgeleiteten Modelle sind oftmals vorne zu kurz und hinten zu schwer, um bleifrei
elektrisch geflogen werden zu können. Verschlimmernd kommt hinzu, dass auch
der moderne Energiespeicher auf Lithium-Basis seiner Leichtigkeit wegen nur noch
bedingt zum Austarieren des Schwerpunktes taugt. Wie immer also, wenn ein Problem
abgehakt werden kann, taucht dafür ein anderes auf. Umrüstaktionen mit
alten Modellen stoßen hier oftmals an Grenzen, zumal im Bereich des hinteren
Rumpfauslegers wie auch der Leitwerke nicht viel „weggeschabt“ werden
kann. Bei Neukonstruktionen wird man im hinteren Bereich künftig einfach
verstärkt auf Gewicht achten müssen.
Doch braucht
der wirklich kreative Modellbauer auch bei der „Altbau-Elektrifizierung“
nicht gleich vor der Herausforderung zu kapitulieren, Gewichtsanteile mehr Richtung
Front zu locken. So kann man bei den im Leitwerksbereich eingebauten Servos durchaus
überlegen, ob es sie heute in gleicher Stärke nicht schon kleiner und
leichter gibt und ob die installierte Stellkraft überhaupt benötigt
wird (http://www.crb-web.ch/Servo%20Stellkraft-Berechnung.xls); nicht der bescheideneren
PS-Angabe seitens des neuen Motors wegen (da lasse man sich durch spät erkannte
Wahrheiten nicht täuschen), sondern weil sie nun ohne die vom Motor bisher
erzeugten Vibrationen arbeiten dürfen. Bei im Rumpf eingebauten Servos kann
eine Vorverlegung ja durchaus hilfreich sein, wobei dann der Empfängerakku
am besten gleich mit auf die Reise geht. Den Empfänger selbst hingegen halte
man zum Antriebsteil besser respektvoll auf Abstand, auch wenn er noch so schön
zwischen Motor und Regler hineingepasst hätte. Auch Brushless-Systeme erzeugen
noch ein gewisses Maß an Funkstörungen, nur eben nicht mehr so funkenreich.
Bei Maschinen mit zugänglicher und geräumiger Motorhaube hingegen fühlt
sich das Triebwerk nicht unbedingt beengt, wenn es rechts und links von Akkus
(vielleicht in Form einer Zylinderattrappe) umrahmt wird. Und es gilt in Elektroflugkreisen
ja auch keineswegs als total veraltet, noch herkömmliche Ni-Akkus weiter
zu verwenden.
So kann man sich lästiger Fragen erwehren – Extra 300L
von Markus Rummer mit 260 Zentimeter Spannweite und 12 Kilogramm Fluggewicht
Energiekrise abgewendet
Die wenigsten Modellflugplätze verfügen über einen Stromanschluss.
Man muss die Energie also mitbringen. Bei Li-Akkus macht es Sinn, wenigstens die
erste Ladung schon zuhause gebunkert zu haben. Bei Ni-Akkus, so sie wirklich Leistung
bringen sollen, versagt diese Methode, denn letzteres tun sie nur nach kurz vorher
zelebrierter Schnellladung. Mobile Energiequellen von hinreichender Ergiebigkeit
sind in jedem Fall gefragt. Die gute alte Autobatterie – auch in der freien
Natur abseitiger Modellflugplätze omnipräsent – bot sich da von
Anfang an als Mobiltankstelle an. Eine gesunde und hinreichend frische Mittelklasse
Kfz-Starterbatterie hat bei Batteriesätzen bis etwa 18 Zellen (sechs LiPos)
realistische
Chancen, nach einem ausgedehnten Flugtag auch noch abschließend
ihrer eigentlichen Bestimmung gerecht werden zu können. Doch das reißt
noch kein Großmodell vom Rasen.
Eine Lösung von fraglos sehr umweltfreundlichem
Aussehen stellt das Solarpanel dar. Seine beeindruckende Wirkung auf die dem Modellflugbetrieb
kritisch gegenüberstehenden NABU-Streiter bleibt nicht aus. Doch offenbart
es gleichzeitig die ganze Crux alternativer Energiegewinnung: Die Sonne scheint
wann sie will, und wenn, dann bleibt ihr Beitrag meist ein eher symbolischer.
Ein halber Quadratmeter polykristallin blau glänzender Siliziumzellen speist
bei idealer Ausrichtung 2,5 bis 3 Ampere in die Zwölf-Volt-Batterie ein.
Also Schwamm drüber!
Meist
behelfen sich leistungshungrige Elektroflieger deshalb mit einer nur bedingt bandscheibenfreundlichen
Lösung: Der zusätzlich mitgeschleppten „Lastwagenbatterie“
(> 100 Amperestunden), die schon ganz erhebliche Zusatzflugzeiten garantiert.
Bei bescheidenen Ansprüchen tut’s ja auch schon eine zusätzliche
Diesel-Starterbatterie mit zirka 80 Amperestunden im Fußraum, die man bei
so zweckentfremdeter Nutzung am besten via Starthilfekabel mit der Batterie im
Motorraum verbindet, weil zwei parallele Batterien ergiebiger sind (mehr Spannung
und nutzbare Kapazität), als beide getrennt und nacheinander angezapfte Quellen.
Auch so genannte „Natowürfel“ aus militärischen Beständen
erfreuen sich vielerorts großer Beliebtheit. Die fraglos beste, leider auch
mit die kostspieligste Lösung stellt ein zehnzelliges (offenes) NiCd-Akkupack
dar, wie es für Elektroroller, Gabelstapler und Ähnliches hergestellt
wird. Sie haben den Vorzug, dass im Gegensatz zur Pb-Batterie ihre gesamte Nennkapazität
nutzbar ist. Doch das ist die „Profilösung“, nur noch einen Schritt
entfernt vom mitgeführten Stromgenerator, der von Honda in einer akustisch
sehr zurückgenommenen Version zu haben ist. Denn es soll ja noch Flugplätze
geben, wo auch die höchstzulässigen dB-A-Werte noch ein Thema sind.
Als Antrieb dienen der Extra 300L zwei Hacker Getriebemotoren
C 50XL, deren Ritzel auf je ein Abtriebsrad (aus Hubschrauber) von siebenfacher
Größe einwirken. Bei zirka 50 Ampere dreht die 28 x 12,5-Latte mit
5.200 Umdrehungen pro Minute. Gespeist werden die Motoren aus je einem Lithium-Akkupack
Thunder Power 10s3p 2000. Rechts und links je ein Hacker-Controller Master 90-0-ACRO
Über 70
Ein unerwartetes
Problem kommt leider auch noch aus der Elektronik-Ecke. Das scheint zunächst
unverständlich, schließlich eilt der modernen Mikroelektronik der Ruf
voraus, nahezu alles zu können. Doch dürfte gleichfalls bekannt sein,
dass neue elektronische Lösungen erst mit hinreichender Stückzahl bezahlbar
werden. Und hier stehen wir noch ziemlich am Anfang. Der Mehraufwand an Leistungsbauteilen,
die für einen 100-Ampere-Controller zu verlöten sind, rechtfertigt jedenfalls
nicht die derzeit noch geforderten Aufpreise. Doch, ruhig Blut; kommt Zeit, sinkt
Preis!
Das Elektronikproblem wird verständlicher, wenn man sich erinnert,
dass die Entwicklung von Drei-Phasen-Controllern in den zurückliegenden Jahren
allein in Richtung Miniaturisierung lief, was natürlich auch die aufnehmbare
Verlustleistung – sie lässt sich nicht beliebig minimieren – begrenzte.
Erst seit kurzem scheint der gute verrippte Alu-Kühlkörper von den Kunden
wieder akzeptiert zu werden. Er nutzt allerdings nur dann etwas, wenn er auch
wirklich an die Wärmequellen, die Endtransistoren, herankommt. Da gibt es
sicher noch Potenziale, da es auch bei den Controllern den Anschein hat, dass
ihre Endstufen einfach von unten nach oben weitergebaut werden (… dann verdoppeln
wir eben die Zahl der Transistoren). Eine zusätzliche Leistungsforderung
liegt auch im Fliegen mit gedrosselter Leistung, denn sicher bemüht man sich
mit einem Großmodell eher um einen dem Vorbild entsprechenden Flugstil.
Das schont Akku, Motor und vielleicht die Nerven, erhöht aber die Schaltverluste
im Controller.
Die in diesem Kontext betrachtete Reglerspezies ist durch
besondere Eckdaten gekennzeichnet. Sie sollte 30, besser 32 Ni-Zellen abkönnen
und beim Strom über 70 Ampere reichen. Das ergibt eine nominelle Schaltleistung
von mindestens 2,8 Kilowatt. Wenn so ein Ding dann mit wirklich 99 Prozent Effizienz
aufwarten sollte, so kämen dabei immer noch nahezu 30 Watt Verlust heraus,
die Heizleistung eines Lötkolbens! In jedem Fall ist dem Anwender zu raten,
dem hoch belasteten Controller im Modell immer ein Plätzchen mit viel frischer
Luft zu reservieren. Was die technische Intelligenz so eines schaltstarken Stücks
heute unbedingt können muss, ist die Erkennung einer möglichen Tiefentladung
des in dieser Modellklasse meist teuren Antriebsakkus und – genauso wichtig
– diese modellverträglich zu signalisieren. Ein Regler, der hier zur
falschen Zeit abrupt abschaltet, produziert genau jenen Motorabsteller, den Elektrofreaks
sich zu Recht rühmen, eigentlich nicht fürchten zu müssen und versenkt
damit schlimmstenfalls das ganze Modell. Besserist hier ein rechtzeitiges, aber
sanftes Abregeln der Motordrehzahl.
Host Kühn mit dem Düsen-Oldie F-86 (erbaut von Dirk
Juras).
Mit 165 Zentimeter Spannweite und 4,85 Kilogramm schon zumindest
an der Schwelle zum Großmodell, was die Antriebsdaten eindrucksvoll
unterstreichen: Motor Lehner 2240/19 High Amp mit Kühlkörper über
einen Master 90-0-acro aus 10s4p 1550HDHE (Schübeler)
versorgt. Aeronaut
TurboFan 4000, mechanisches Einziehfahrwerk
Wo
bleibt die Sicherheit?
Von den im Modellbetrieb vorkommenden Spannungen
geht, soweit sie auch beim Laden unterhalb von 65 Volt bleiben, noch keine direkte
Gefahr für Leib und Leben aus. Die elektrischen Gefahren sind mehr indirekter
Natur. Dass beispielsweise auch kleine Elektromotörchen ganz schön wehtun
können, hat mancher schon schmerzvoll erfahren und es braucht nicht viel
Phantasie, dieses Problem mit der Antriebsleistung hoch wachsen zu sehen. Doch
hier signalisiert die moderne Technik erst mal Entwarnung: Elektronisch kommutierte
Motoren können nicht einfach anlaufen, wenn der Stromkreis mal versehentlich
geschlossen wird. Der Controller muss dies wirklich wollen und aktiv steuern.
Mehr oder weniger aufwändige Initialisierungsprozeduren sind daher eingebaut,
um einen Antrieb zu starten. Wenn der Steuerknüppel beim Einschalten nicht
auf Null steht, darf erst mal gar nichts gehen (schlimmstenfalls fällt man
unbeabsichtigt in den Programmiermodus). Erst mal startklar, schlummert in so
einem Triebwerk dann aber ein Vulkan.
Jörg Rehm mit Kompaktjet F-16 von BVM. Spannweite 110 Zentimeter
bei
5,5 Kilogramm „Kampfgewicht“. Die Erstausrüstung mit Lehner
2250/14 High Amp mit Kühlkörper über einen Master 90-0-acro –
aus 10s2p Kokam 3200HD versorgt – hielt den nahezu 3.200 Watt etwa 30 Flüge
lang stand. Derzeitige Ausrüstung: HP 370/40 A1 S mit eingebautem Lüfter,
gesteuert über Schulze Controller future 40.160W. Ein aero-naut TurboFan
4000 sorgt für Leistungsabfuhr. Das schon sehr „turbinenlike“ fliegende
Modell hat ein pneumatisches Einziehfahrwerk
Liegen
die Ströme in der Größenordnung von 100 Ampere, so verdienen auch
die Verbindungselementen (Buchsen, Stecker, Kabel) ein verschärftes Augenmerk.
Viele der so genannten Büschelstecker wurden bereits vor Inbetriebnahme „tot
gelötet“, weil vergessen wurde, zur Ableitung der Lötwärme
die Buchse überzustreifen. Sind die Federbüschel erst einmal weich (erkennbar
am leichtgängigen Steckvorgang), sind auch hochglänzende „Goldies“
reif für den Müll. Überlastete Stecker sorgen nicht nur für
ganz unnötige Spannungsverluste, sondern stellen auch ein permanentes Sicherheitsrisiko
dar, weil sie plötzliche Stromkreisunterbrechungen und damit schädliche
Spannungsspitzen verursachen können. Die herkömmlichen 3,5- und Vier-Millimeter-Goldstecker
verkraften allenfalls Ströme bis maximal 80 Ampere. Darüber müssen
sie gedoppelt oder durch die neuen Sechs-Millimeter-Goldkontakte ersetzt werden.
2,5 Quadratmillimeter Adernquerschnitt sind bis 50 Ampere gut, bei mehr sollte
auf 4 Quadratmillimeter erhöht werden. Ab 100 Ampere darf es mit 6 Quadratmillimeter
auch noch etwas mehr sein.
Eine Menge „Holz“, so ein F16-Antriebsakku! Aber langsam,
das ist erst die halbe Miete …
Notabschaltung
Nicht immer reicht die Alltagserfahrung, um sich vorzustellen, was Akkus moderner
Bauart auf einigen Kubikzentimeter an Energie speichern und sekundenschnell mobilisieren
können – durchaus nicht immer nur in der gewünschten Weise. Ein
versehentlicher Kurzschluss hat fatale Folgen und das meist nicht nur für
die Batterie. Wenn man zum Auftrennen der Steckverbindung – falls überhaupt
noch möglich – vorher noch die Fläche abmontieren muss, ist meist
nichts mehr zu machen. Daher ist bei Großmodellen ein leicht zugängliches
„Not-Aus“ in Form einer von außen zugänglichen Steckbrücke
nun wirklich keine Spinnerei. Diese hilft auch, den Energiespender rechtzeitig,
das heißt unmittelbar nach dem Flug, galvanisch abzukoppeln. Vergisst man
dies mal (was erstaunlich oft vorkommt) und lässt den Controller so einige
Tage lang kontinuierlich um die 30 Milliampere Ruhestrom aus dem Akku „nuckeln“,
dann ist die Tiefentladung sicherer als die Rente. Und namentlich bei Li-Akkus,
die davon garantiert nicht besser werden, kann diese teurer werden, als ein bisschen
Benzin zu verschütten.
…, denn der Rest folgt weiter hinten
Ja,
es war eben schon immer sehr unvernünftig, ausgerechnet ein größeres
Elektro-Modell haben zu wollen! Paradoxerweise wächst die Zahl der Vernunftverweigerer
von Jahr zu Jahr, wie sich an Veranstaltungen wie Aspach leicht feststellen lässt.
Doch hat es nicht etwas im wahrsten Sinne „Erhebendes“, sich auch mal
von Vernunft freimachen zu können?
Rascal-Nase: Alles Schwere kommt weit nach vorne
Interessante Lösung: Zwei AXIs auf einer Achse. Vorteil:
Zwei Controller
teilen sich die Arbeit
Turbinenhubschrauber elektrisch: Zwei Tango 45-07 treiben gemeinsam
den Rotor, ein Hacker-Motor übernimmt die Hecksteuerung
Köhler-Motor aus der actro-60-Reihe mit Hohlachse und passendem,
die
Durchströmung förderndem Propeller-Mitnehmer
Eine mögliche Lösung des mobilen Energieproblems ….
… und eine andere
Für ein „Not-Aus“ eignen sich solche Steckverbindungen
am allerbesten
So ist das leider im beginnenden LiPo-Zeitalter: Wer den Schaden
hat, braucht für dessen fotografische Verewigung nicht zu sorgen! Oftmals
(nicht immer) hilft schon ein einfacher, gut erreichbarer Not-Aus-Schalter …
und schont die Rumpf-Beplankung
Auch eine Möglichkeit, die anfallenden Verluste wegzublasen
(gesehen in der großen Horten von Franz Schmid)
