Die Entwicklung des Modellfliegen
Erst flogen die Modelle dann der Mensch. Ein Geschichtlicher Überblick auf den folgenden zwei Seiten über den
Modellflug und die manntragende Fliegerei.
Dankend übernommen von der MFG Goldener Grund!
Die Geschichte des Flugmodells
Ein Flugmodell ist meist eine verkleinerte Nachbildung eines Luftfahrzeuges (z.B. Flugzeug oder Hubschrauber), wobei es weder
eine scharfe Abgrenzung zum Spielzeug oder Sportgerät, noch zu kommerziellen, wissenschaftlichen oder militärischen Anwendungen gibt,
wie zum Beispiel ferngelenkten Drohnen. Flugmodelle werden auch zur Simulation und zum Testen realer Flugzeuge verwendet. Historisch gesehen sind
sie älter als bemannte Flugzeuge.
Flugmodelle werden im Rahmen des Modellbaus verbreitet als Hobby gebaut und geflogen und in Wettbewerben als Sport betrieben. Flugmodelle gibt es
sowohl fertig als auch als Bausatz oder Baukasten zu kaufen, oder werden auch von Modellfliegern selbst entwickelt und gebaut. Manche Flugmodelle
besitzen zahlreiche Funktionen ihrer Vorbilder, von denen sie auch ein detailgetreuer Nachbau sein können. Flugmodelle werden aber auch als
reine Funktionsmodelle, insbesondere als Wettbewerbsmodelle, gebaut. Flugmodelle gibt es in vielen Varianten. In vielen Sparten werden
Wettkämpfe um Bestleistungen ausgetragen - bis hin zu Weltmeisterschaften - wobei die einzelnen Kategorien meist noch in weitere Klassen
unterteilt sind. Es gibt eine ganze Industrie, die in großer Vielfalt Bausätze und Baukästen mit verschiedensten
Vorfertigungsgraden für alle möglichen Klassen anbietet. Daneben gibt es auch zahlreiche Fertigmodelle. Ihre Größen
können von einigen Zentimetern bis zu mehreren Metern Spannweite betragen. Komplett flugbereite Modelle nennt man auch RTF-Modelle - Ready
To Fly. Eine derzeit sehr interessante Modellart stellen die Nachbauten von turbinengetriebenen Großflugzeugen dar, sowohl in Jet-Versionen
oder als Turboprop. Mit den heute erhältlichen Modell-Turbinen wird ausreichend Schub für den benötigten Vortrieb auch sehr
großer Modelle gesorgt.
Die Geschichte des Flugmodells ist eng mit der Geschichte der Luftfahrt verbunden. Lange vor den ersten bemannten Flügen wurden die
Grundlagen des Fliegens bereits mit Flugmodellen erprobt. Der Mathematiker und Philosoph Archytas von Tarent, * 428 v. Chr., gilt als Erbauer
eines flugfähigen Vogelmodells (die berühmte Taube von Archytas). Im vierten Jahrhundert v. Chr. spielen chinesische Kinder bereits mit
einem Spielzeug, das als erstes bekanntes Modell eines Hubschraubers (Drehflügelflugzeug) angesehen werden kann. Der chinesische Kreisel
bestand aus einem runden Stab, in den kreuzförmig leicht angestellt Vogelfedern eingesteckt waren. Durch Drehung des Rundstabs zwischen
beiden Handflächen erzeugen die Federn schließlich genug Auftrieb, um den Kreisel in die Luft steigen zu lassen.
1848 |
John Stringfellow baute ein Freifliegendes Motorflugmodell, "Triplane" welches er von einer Startrampe startete |
1857 |
Nach erfolgreichen Modellversuchen erhalten die französischen Brüder du Temple de la Croix ein Patent über ein Motorflugzeug. |
1871 |
Der Franzose Alphonse Pénaud baut seine Planaphore, ein freifliegendes Motorflugmodell mit Gummimotorantrieb. |
1875 |
Der Engländer Thomas Moy erprobt ein gefesseltes Motorflugmodell mit Dampfmaschinenantrieb und 4 m Spannweite. |
1877 |
Erster Flug eines dampfgetriebenen Modellhubschraubers von Enrico Forlanini |
1879 |
Der Franzose Victor Tatin baut ein Motorflugmodell mit Luftschrauben und Druckluftmotor, das erfolgreich Bodenstarts ausführt. |
2003 |
Das Flugmodell Trans-Atlantik-Modell 5 von Maynard Hill überquert im nonstop Flug den Nordatlantik. |
Das Bauen von Flugmodellen als Hobby wurde schon vor dem Ersten Weltkrieg populär. Bereits 1913 erschien ein Buch von P. L.
Biegenwald "Flugmodellbau". Als Antrieb wurde in erster Linie der Gummimotor beschrieben und der mögliche Einsatz von Pressluft-,
CO2- und Verbrennungsmotoren genannt. Der Elektromotor wurde für Flugmodelle für völlig ungeeignet gehalten. Im Bildband des
Deutschen Historischen Museums "Das XX. Jahrhundert - Fotografien zur deutschen Geschichte" findet sich auf Seite 91 ein Foto aus
Berlin, datiert 1919, auf dem etwa zehn startbereite Wasser-Flugmodelle offensichtlich mit Gummimotor abgebildet sind. Baumaterialien waren
anfänglich vor allem Sperrholz, dünne Kiefernleisten und Papier zwecks Tragflächenbespannung ("Spannpapier"),
später verbreitet Balsaholz, und heute vor allem Kunststoffe wie Faserverbund- und Schaumstoff-Formteile sowie "Bügelfolie"
zur Bespannung. In den 1930er Jahren wurden Verbrennungsmotoren für Flugmodelle eingeführt, bekannt war damals z. B. der
"Kratmo". Die ersten erfolgreichen Funkfernsteuerungsversuche wurden in der zweiten Hälfte der 1930er Jahre durchgeführt.
Nach 1950 wurden Funkfernsteuerungen zuerst als Röhrengeräte, die große und schwere Batterien benötigten, später mit
Transistoren durch kommerzielle Fertigung weiter verbreitet. Aber erst die Mitte der 1960er eingeführten Proportionalanlagen, bei denen
jedes Ruder genau dem Ausschlag der Knüppelbewegung am Sender folgt, womit sich insbesondere Flugmodelle präzise und sicher steuern
lassen, machten den Modellflug wirklich populär.
Ferngesteuerte Flugmodelle: Ein ferngesteuertes Modellflugzeug ist ein Modellflugzeug, das mit einem Empfänger (Receiver, RX)
ausgerüstet ist und mit Hilfe eines Senders (Transmitter, TX) per Trägersignal drahtlos (ohne feste Verbindung) ferngesteuert wird. Im
allgemeinen kommen Funksignale als Trägersignal zum Einsatz (RC-Flugzeug, engl. radio controlled), jedoch sind auch andere physikalische
Prinzipien (optisch, akustisch) möglich, aber ungebräuchlich. Der Sender schickt ein Funksignal zum Empfänger im Flugmodell, das
die Stellung der Steuerknüppel oder Schalter am Sender überträgt. Der Empfänger steuert dann die elektronischen/mechanischen
Rudermaschinen (Servos) an, die z. B. die Ruderflächen bewegen.
Die Funkfernsteuerung (engl. radio control oder RC) beruht auf dem Einsatz von Funksignalen zur Steuerung einer technischen Vorrichtung
aus der Ferne. Der Begriff wird meist verwendet, um die Steuerung von Modellautos, -booten, -flugzeugen oder -hubschraubern mit einem vom Piloten
gehaltenen Steuergerät zu bezeichnen. Nur bestimmte Frequenzbänder sind für die Öffentlichkeit (ohne Lizenz) freigegeben. Um
mehrere Modelle bei einem Wettkampf betreiben zu können, sind freigegebene Frequenzbänder (27 MHz, 35 MHz, 40 MHz, 433 MHz, 2,4 GHz)
durch ein Kanalraster unterteilt. Sende- wie Empfangskanal werden von einem Quarzoszillator vorgegeben. Moderne Sende- und Empfangsquarze
(Quarzpaar) eines jeden Kanals besitzen eine Frequenzdifferenz in Höhe der Zwischenfrequenz des Empfängers. Neueste,
mikroprozessor-betriebene Empfänger kommen ohne Kanalquarze durch Nutzung einer PLL aus.
Die folgenden Aufzeichnungen und Darstellungen aus der Geschichte soll nur ein Überblick sein und erhebt keinen Anspruch auf
Vollständigkeit
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John Stringfellow
England im Jahr 1848. Da fing es mit dem Engländer John Stringfellow an. Er baute ein Freifliegendes Motorflugmodell, "Triplane" welches er von einer Startrampe startete, bei der Aeronautical Exposition 1868 in der Halle Crystal Palace in London.Es flog im freien Flug ca. 40 m. Die technischen Daten waren beachtlich: Spannweite 3,00 m, Flügeltiefe 60 cm, Profil leicht gewölbt, der Antrieb war eine winzige Dampfmaschine mit einer 4-Blatt-Luftschraube von ca. 40 cm Durchmesser. Das Gesamtgewicht betrug 4 kg.
Das Modell " Triplane" von hinten und von vorne
Alphonse Pénaud
Alphonse Pénaud (* 1850; † 1880) war ein französischer Luft-Techniker. Durch seine Arbeiten erlangte er
umfangreiche Kenntnisse der Flugtechnik. Er erfand den noch heute im Modellsport verwendeten Gummimotor.
Der wirkliche Beginn des Freifluges war im Jahr 1871, da flog sein, von einem Gummimotor mit 5g angetriebenes Flugmodell "Planophore"
in ca. 13 sec eine Strecke von 60 m. Die Spannweite betrug 480 mm, Flügeltiefe 110 mm, Länge 500 mm, Gesamtgewicht 16 g. Die
Luftschraube hatte eine Drehzahl von 250 U/min.Sein Modell, mit aerodynamischen Merkmalen, hatte neben dem Tragflügel noch eine
Stabilisierungs-flosse, seinerzeit " Penaud-Steuer" genannt. Es entspricht dem heutigen Höhenleitwerk. Wir würden dieses
Modell heute als Saalflugmodell bezeichnen.
Pénaud gilt mit seinem Planophore nicht nur als Vater des Flugmodellbaus. Er wies mit dem Planophore und späteren Arbeiten auch nach,
dass mit flugfähigen Modellen preiswert und gefahrlos Erkenntnisse für manntragende Flugzeuge gewonnen werden können. Damit ist er
auch ein wichtiger Wegbereiter für die Flugzeug-Konstruktion, -Entwicklung und -Erprobung. Durch seinen Verstand und Beobachtungen hatte er
wirklich das erste stabil fliegende Flugobjekt entwickelt. Er war seiner Zeit so weit voraus, dass ihn keiner Verstand und vermutlich wegen der
zögerlichen Umsetzung seines Flugzeugprojekts nahm sich Pénaud in tiefer Verzweiflung 1880 das Leben. Planophore-Modelle wurden Ende
des 19. Jahrhunderts in nennenswerter Stückzahl als Spielzeug vertrieben. Eins dieser Modelle gelangte nachweislich vor 1899 in den Besitz
der Gebrüder Wright.
Das erste Modellflugzeug "Planophore" von Penaud
Penaud`s Modell "Oise"
Enrico Forlanini
Enrico Forlanini *13. Dezember 1848 in Mailand; † 9. Oktober 1930 in Ebenda. Er war ein italienischer Ingenieur, Erfinder und Luftfahrtpionier. 1877 baute er einen unbemannten Hubschrauber mit Dampfantrieb. Im Sommer jenes Jahres erprobte er dieses Fluggerät in einem öffentlichen Park in Mailand. Der Modellhubschrauber mit seinen beiden koaxialen gegenläufigen Rotoren (vgl. Kamow) flog etwa 20 Sekunden und erreichte Höhen von bis zu 13 Metern. Es folgten weitere unbemannte Hubschrauber, darunter ein Modell, das Dampfdüsen an den Rotorenenden hatte. Forlanini entwickelte hierfür besonders leichte Dampfmaschinen. Bis zu seinem Tod im Jahr 1930 blieb er als Forscher und Konstrukteur im Luftfahrtbereich und in der mechanischen Industrie tätig. 1937 wurde der Flughafen Mailand-Linate nach Enrico Forlanini benannt.
Oben die Zeichnung von" Leonardo da Vinci" und unten der Flugapparat von "Forlanini"
Wilhelm Kreß
Im Jahre 1877, gelangen dem Klavierbauer Wilhelm Kreß aus Wien (in Wien ist ein Platz nach Ihm benannt) ebenfalls Flüge mit Freifliegenden Modellen. Sie waren auch mit einem Gummimotor angetrieben. Kreß kam 1873 nach Wien, wo er 1877 das erste frei schwebende Drachenfliegermodell zum Fliegen brachte. Bis dahin galt die Regel, dass nichts, was "schwerer als Luft" sei, fliegen könne. Der Start eines ersten Motorflugzeugs auf dem Wienerwald-Stausee misslang 1901 wegen eines zu schweren Motors. Der für den Flugversuch zu spät gelieferte Motor (35 PS) war doppelt so schwer wie vertraglich zugesichert, wodurch sich die Schwimmer des Flugzeugs erst knapp vor dem gegenüberliegenden Ufer aus dem Wasser hoben. Eine starke Windbö ließ das Wasserflugzeug im 4. Versuch sinken. 2 Jahre später gelang in den USA den Brüdern Wright der erste erfolgreiche Motorflug. Kreß erfand um 1900 den Steuerknüppel zur kombinierten Steuerung.
Drachenflieger von Wilhelm Kress am Wienerwaldsee
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Die erste Modellfunkfernsteuerung
Nicola Telsa
Der Physiker Nicola Tesla stellte bereits 1898 auf der Weltausstellung in New York ein von ihm entwickeltes funkferngesteuertes elektrisches Modellboot vor. Die ersten Modellfunkfernsteuerungen gab es in der zweiten Hälfte der 30er Jahre, damals noch meist in Eigenbau mit Röhrensender und -Empfänger hergestellt. Ab Anfang der 1950er Jahre waren in Deutschland die ersten serienmäßigen Röhrenfernsteuerungen erhältlich. Diese sogenannten Tipp-Anlagen waren mit nur einer Funktion ausgestattet, das heißt, es konnte nur ein Befehl zum selben Zeitpunkt gegeben werden, in der Regel die Seitenruderfunktion, 1x Tippen bedeutet Links-, 2x Tippen Rechts, wie bei der Metz Mecatron "Baby", einer 1-Kanal-Anlage. Ab der zweiten Hälfte der 50er gab es Mehrkanalanlagen, bei denen Funktionen gleichzeitig für mehrere Ruder gegeben werden konnten. Ab etwa 1960 wurden die vor allem wegen ihrer Batterien schweren Röhrenanlagen durch leichtere Transistoranlagen abgelöst. 1966 wird von Graupner, in Zusammenarbeit mit Grundig, die erste Graupner Proportionalanlage, die TX/RX-14 vorgestellt bei denen jedes Ruder genau dem Ausschlag der Knüppelbewegung am Sender folgt. Bis dahin liefen die Ruder bei "Signal" immer zum eingestellten Vollausschlag. Die Proportionalanlagen sind seit den 60ern immer weiter bis zur Computeranlage verfeinert worden, aber an der prinzipiellen Funktion hat sich seit dieser Zeit nichts geändert.
Oben links der Schaltplan einer Fernsteuerung von 1942, daneben Sender von Metz "Baby", unten Empfänger und Rudermaschine der 1 Kanal-Tip-Tip von Metz Mecatron "Baby" im Jahr 1964
Hier die "Variophon S", eine 10 Kanal Impuls-Steuerung von Grundig
Die weitere Entwicklung des Flugmodells
Als der Engländer Sir Charles Wakefield 1927 einen Wanderpreis für einen internationalen Wettbewerb für
Freiflugmodelle stiftete, begann die Wettbewerbsgeschichte des Freiflugs. Bis 1937 war dieser Wettbewerb eine ausschließlich
Anglo-Amerikanische Angelegenheit. In den 30er Jahren nahm der Freiflug in Deutschland einen gewaltigen Aufschwung. Es wurde vor allem mit
Flugmodellen versucht, den Luftraum zu erobern. Auch nachdem die ersten manntragenden Flugzeuge flogen, benutzte man weiterhin Flugmodelle zur
Entwicklung der "Großen". Gleichzeitig aber begann der Flugmodellbau eine eigenständige Entwicklung zu nehmen. Der Reiz
unseres heute so heißgeliebten Hobbys wurde entdeckt.
Bereits 1905 veranstaltete der französische Aero-Clup einen Wettbewerb für Modellflugzeuge. 1909 konnten auf der internationalen
Luftfahrtausstellung in Frankfurt/Main rund 80 Flugmodelle bewundert werden. Nach dem ersten Weltkrieg erfuhr der Flugmodellbau durch neue
Erkenntnisse vor allem in der Aerodynamik einen großen Aufschwung. Die 30er Jahre des 20.Jahrhunderts wiederum waren geprägt von einer
immensen Vielfalt modellfliegerischer Aktivitäten. Flugmodellmotoren wurden entwickelt und 1941 erschienen die schweizerischen
Selbstzündermotoren vom Typ " DYNO-I " . Während des zweiten Weltkrieges sanken die Modellflugaktivitäten auf ein
Minimum ab und nach Kriegsende wurde von den Alliierten sämtliche fliegerischen Tätigkeiten untersagt.
Jedoch fand man in der Folgezeit recht bald den internationalen Anschluß ; Modellflug wurde immer populärer, Interessengruppen fanden
sich zusammen, Vereine wurden gegründet. Mitte der 50er Jahre ging es wieder richtig los. Die deutschen Freiflieger durften wieder
international starten und auch internationale Wettbewerber veranstalten. 1955 wurde Gustav Sämann Wakefield-Weltmeister und Rudolf Lindner
Weltmeister in A2. Weitere Wakefield-Weltmeister aus Ost- und Westdeutschland waren Joachim Löffler (1963), Albrecht Oschatz (1969), Lothar
Döring (1981 und 1983) und Reiner Hofsäss (1985). F1C-Weltmeister wurden Hans Seelig und Franz Baumann.
Im linken Bild der "Kadett" und rechts mit der Metz"Baby" Tip-Tip aus den 60er Jahren
Links der "Heli-Motor" und rechts der "Hobby", ein Dieselmotor mit 1,5 ccm
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Rekordflug über den Atlantik mit einem Modellflugzeug
MAYNARD L. HILL
TAM 5 (TransAtlantikModell) ist ein ferngesteuertes Modellflugzeug mit Autopilotfunktion der TAM-Serie von Maynard L. Hill (USA)
und seinem Team Barrett J. Foster und David G. Brown. Die TAM 5 - The Spirit of Butts Farm genannte Maschine dieses Baumusters überquerte im
Nonstopflug den Nordatlantik. Die konkrete Konstruktion und Fertigung der Trans-Atlantik-Modelle begann 1999.
Die Maschine startete am 9. August 2003 um 6:00 Uhr von Cape Spear nahe St. John's, Neufundland, Kanada. Nach einem anfänglich unruhigen
Flug wegen Rückenwind mit Fluggeschwindigkeiten bis 88 km/h (48 kn) stabilisierte sich das Modell, wie die mittels Satellit
übertragenen Daten zeigten, auf die geplante Geschwindigkeit über Grund von 69 km/h (37 kn). Das Flugmodell erreichte nach 3.030 km und
38,5 Flugstunden Mannin Beach nahe Clifden in Irland. Dave Brown übernahm die Kontrolle des Modells vom Boden aus und landete es um 14:08
Uhr Ortszeit unter dem Beifall von zahlreichen Zuschauern nur wenige Meter neben dem ausgelegten Landekreuz.
Über 99 Prozent der Flugzeit wurde das Hightech-Modell durch einen Autopiloten gesteuert. Nach der Landung waren noch 55 ccm Kraftstoff im
Tank.
Quelle und Autobiography of MAYNARD L. HILL : http://aerospaceindustrynews.webs.com/Hill_Autobiography.pdf
Das Record-Modell " TAM5" links und rechts das Team
Konstruktion
Die Maschine wurde von Hill und seinem Team speziell für den Rekordflug über den Atlantik konstruiert. Das Modell war in traditioneller Weise aus Balsaholz und Hartholz mit einer Bespannung aus Mylarfolie gebaut. Bei einer zu überfliegenden Strecke von rund 3.040 Kilometern und einem vorgegebenen Spritverbrauch des 10-ccm-Motors musste eine Geschwindigkeit des Modells erreicht werden, die bei der vorhandenen Spritmenge für einen Überflug ausreichend war. Der gesamte Kraftstoff befand sich in einem 330 mm langen und 4,5 in breiten Tank mit 3 Kammern, der gleichzeitig tragendes Bauelement war. Da das Modell außer bei Start und Landung lediglich geradeaus zu fliegen hatte, wurde zur Gewichtseinsparung auf das Seitenruder und linke Querruder verzichtet. Die Maschine gehörte zur FAI-Klasse F8 Open.
Technische Daten
Länge 1,88 m, Spannweite 1,83 m, Flügelfläche 0,716 m² , Leergewicht 2,65 kg, Startgewicht 5 kg , Reisegeschwindigkeit 78,7 km/h, Dienstflughöhe 304,8 m, Reichweite 3040 km (1641 sm), Triebwerk O.S. FS61 Viertakt-Motor 10 ccm, Propeller 14 x 12, Holz mit Epoxy versiegelt Kraftstoffverbrauch 70,225 ccm/h (57g/h)
Quelle und weitere Links zum "Modellflug" gibt es hier : http://de.wikipedia.org/wiki/Modellflug