Einbau und Erfahrungen
von Steve Streff.
von Steve Streff.
Eigentlich komme ich aus dem Bereich der Motorfliegerei. Doch vor einigen Jahren habe ich den Segelkunstflug für mich entdeckt. Immer mit Antrieb, da in meinem Heimatverein keine einzige Schleppmaschine vorhanden war.
2019 habe ich beim Flying Circus in Fiss zum ersten Mal Hangflug geschnuppert. Seit dem war es um mich geschehen. Meine ersten Segelkunstflugmodelle hatten alle Nasenantriebe, bevor ich 2020 meinen ersten Swift mit Klappimpeller aufbaute. Von da an hatte ich eine neue Passion für mich im Modellbau entdeckt und gefunden.
Die verschiedenen Antriebe im Segelflugmodell
Möchte man die verschiedenen Antriebe im Segler (Nasenantrieb mit Propeller, Impeller und Turbine) miteinander vergleichen, sind Standschub und Strahlgeschwindigkeit gute Vergleichsparameter:
| Nasenantrieb mit Propeller | Impeller | Turbine | |
| Strahlgeschwindigkeit | niedrig | mittel | hoch |
| Standschub | hoch | mittel | niedrig |
Nasenantrieb
Durch den hohen Standschub ist der Nasenantrieb gut für Handstart geeignet. Bodenstart gelingt nur mit ausreichendem Bodenabstand für den Propeller.
Der Antrieb wird fast nur für den Steigflug benutzt, da im Horizontalflug das Modell wegen der niedrigen Strahlgeschwindigkeit nicht allzu schnell wird.
Turbine
Die Strahlturbine ist das Gegenteil vom Nasenantrieb mit Propeller, niedriger Standschub aber sehr hohe Strahlgeschwindigkeit. Durch die hohe Strahlgeschwindigkeit nimmt der Schub mit zunehmender Geschwindigkeit nur wenig ab und das Modell erreicht daher eine sehr hohe Geschwindigkeit. Diese kann das Modell unter Umständen zerlegen, wenn es den daraus resultierenden Belastungen nicht standhält.
Impeller
Der Impeller liefert beides, hohe Strahlgeschwindigkeit und ausreichend Standschub für einen schnellen Bodenstart. Mit entsprechendem Setup kann das Modell bereits nach drei Sekunden in der Luft sein und im Horizontalflug eine hohe Geschwindigkeit erreichen.
Der Einsatz von einem Klappimpeller im Segler, insbesondere im Kunstflugsegler, bringt folgende Vorteile und vor allem diese Vielseitigkeit:
Der Start
Segler mit Klappimpeller benötigen weder Starthelfer noch Schleppmaschine. Sie sind eigenstartfähig und benötigen auch keinen Startwagen oder Bungee. Da der Impeller sich auf dem Rumpfrücken befindet, wird keine zusätzliche Bodenfreiheit benötigt. Auf nasser Wiese und mit viel Leistung ist sogar ein Bodenstart auf dem Rumpf möglich. Besser ist allerdings, abhängig vom Segler und seiner Größe, ein festes Rad oder ein Einziehfahrwerk.
Einfacher Bodenstart
Falls Wölbklappen vorhanden sind, das Profil leicht verwölben, damit die Flächen früher tragen und das Modell abheben kann. Gestartet wird mit Höhenruder, weil der Impeller ein leicht kopflastiges Moment erzeugt und das Modell daher die Tendenz hat, auf die Nase zu gehen. Der Schub wird langsam erhöht und nach wenigen Metern oder Sekunden ist der Segler in der Luft.
Hier sieht man das CfK-Einziehfahrwerk, eingebaut im Kobuz.
Fliegen mit Klappimpeller
Rechnerisch hat man meistens etwas knapp über zwei Minuten reine Vollgasmotorlaufzeit. Die Einschaltzeiten sind relativ kurz, da der Impeller den Segler im Horizontalflug sehr schnell beschleunigt. Diese Geschwindigkeit wird dann in Höhe umgesetzt. Nach Erreichen der Ausgangshöhe wird der Impeller eingefahren und man hat ein Segelflugzeug mit guter Eigendynamik und gutem Durchzug. Ob man jetzt nach Aufwind sucht, Kunstflug macht oder einfach nur segeln will, all' dies ist möglich und hängt alleine von der Lust und Laune des Piloten ab.
Kunstflug
Ist die gewünschte Ausgangshöhe erreicht, so erhält man mit eingeklapptem Triebwerk einen Segler mit gutem Durchzug. Die Höhe kann im schönen, fast lautlosen Segelkunstflug abgebaut werden. Dank des Klappimpellers kann die Ausgangshöhe mehrmals pro Flug erreicht werden und man braucht nicht bis an die Sichtgrenze gehen.
Kunstflug mit ausgefahrenem Triebwerk ist natürlich auch möglich, dann mit einem schönen rauschenden Geräusch, sehr jetähnlich und es geht mit hoher Geschwindigkeit sauber durch alle Kunstflugfiguren.
Kobuz beim Showflug, mit gezündeten Rauchpatronen.
Landen
Entweder seglertypisch mit eingefahrenem Impeller, oder wie ich, der aus dem Motorflug kommt und mit ausgefahrenem Impeller den Anflug mit Schleppgas verlängert. Der ausgefahrene Impeller bremst zusätzlich und ermöglicht so kurze, steile Landeanflüge.
Nach dem Landen kann man bequem zurückrollen oder die Landebahn schnell wieder verlassen.
Optik
Per Knopfdruck verschwindet der Impeller im Rumpf und die ungestörte Segleroptik bleibt erhalten.
Eine Montage eines Pitot-Rohrs, wie zum Beispiel beim Kobuz, bleibt weiterhin möglich, da die Seglernase unverändert ist.
Sound
Durch die modernen Impeller, mit vielen Blättern, wird ein schönes, angenehmes Rauschen erzeugt. Das hochfrequente Pfeifen gehört bei einem gut gewuchteten Impeller damit der Vergangenheit an.
Welche Modelle eignen sich für einen Klappimpeller?
Im Prinzip kann man fast jeden Segler mit Klappimpeller ausrüsten, vorausgesetzt die Rumpfabmessungen reichen aus, um das Klapptriebwerk aufnehmen zu können.
Der 90er Impeller ist die meist eingesetzte Größe und er arbeitet in Seglern im Maßstab 1:4 sehr effizient.
Das richtige Setup
Abhängig vom Einsatzzweck, ob der Klappimpeller nur als Power-Setup für die Ebene, als Aufstiegshilfe oder beim Hangflug als Absaufvermeidung genutzt werden soll, ist fast alles möglich.
Prinzipiell wird der größtmögliche Impeller ausgewählt, denn je größer er ist, um so mehr Standschub erzeugt der Impeller im Segler, wichtig für einen kurzen Start.
Wieviel Schub brauche ich?
Je mehr desto besser, aber natürlich gibt es Grenzen. Übertreibt man es, steigt der Strom in problematische Bereiche.
1/3 Schub gegenüber Abfluggewicht sollten es schon sein. Über 50% Schub gegenüber Abfluggewicht beginnen die Power-Setups.
Schubwerte der JetFans Impeller mit verschiedenen Setups.
| Setup | Impeller | Motor | Strom | Schub | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 6s | JetFan 90 | HET 700-68-2100 kV | 111 A | 34,323 N | |||
| 8s |
|
| 102 A | 40,207 N | |||
| 10s |
| HET 700-83-1445 kV | 127 A | 54,917 N | |||
| 12s |
| HET 700-68-1200 kV | 110 A | 56,879 N | |||
| 12s | JetFan 90 | Leopard LBP 4082-B-1250 kv | 145 A | 60,801 N | |||
| 14s | JetFan 100 | HET | 120 A | 76,884 N | |||
| 16s | JetFan 120 Pro | HET | 115 A | 98,066 N |
Ströme und Regler
Aus Erfahrung sollten die Ströme nicht höher als etwa 115 A sein, also das Setup sollte so ausgewählt werden, damit dieser Wert nicht überstiegen wird. Wer viel Leistung möchte, sollte versuchen, sie über die Spannung zu erreichen und nicht über den Strom. Mit einem etwas überdimensonierten Regler laufen alle Komponenten noch im grünen Bereich, selbst bei hochsommerlichen Temperaturen und mit viel Motoreinsatz.
Sehr gute Erfahrungen habe ich mit dem YGE Regler gemacht, mit integriertem, sehr starken BEC und integrierter Telemetrie. Der 205HVT kann bis 205 A Dauerstrom, 15 A BEC und bis 14s Lipos. Auch bei hohen Außentemperaturen und Vollgasanteil bleibt dieser Regler kühl, auch ohne Ventilator.
Hier sieht man den YGE Aureus 135 A im Kobuz. Er ist hinter dem Klappimpeller angeordnet, um die nötige Schwerpunktlage zu erreichen und gleichzeitig eine optimale Position für die Kühlung.
Motorlaufzeit und Flugzeit
Bei diesen Setups werden oft 6s Lipos mit einer Kapazität von 5000 mAh benutzt, zwei Lipos in Reihe ergeben dann die 12s. Bei 80% Kapazitätsentnahme sind ungefähr 4000 mAh aus einem 5 Ah Lipo nutzbar. Bei den 115 A ergibt sich eine reine Vollgaslaufzeit von rund zwei Minuten (4 Ah/115 A=0,0348 h). Auch bei sehr viel Segelkunstflug in der Ebene ergibt sich immerhin eine Gesamtflugzeit von locker acht Minuten, was bei einem reinen Impeller-Jet etwas anders aussieht.
Selbst bei meinem großen MDM Fox mit 4,66 m Spannweite habe ich dieses Ziel verfolgt, benutze ein 16s Setup. Bei 115 A entspricht dies einer Eingangsleistung von über 7 kW, um einen Schub von 98,066 N zu erreichen. Um den Schwerpunkt zu erreichen wurden Lipos mit einer Kapazität von 10.000 mAh benutzt, womit die reine Vollgaslaufzeit vier Minuten beträgt.
+Jet Klappmechanik
Bei der +Jet-Klappmechanik handelt es sich um eine Mechanik aus CfK, die mit einer Spindel angetrieben wird. Der Ausfahr- und Einfahrvorgang dauert in der Regel etwa vier Sekunden, abhängig von Größe und Gewicht des Impellers und der Vorsorgungsspannung. Die +Jet-Mechanik wird mittels Servostecker am Empfänger und damit an der Stromversorgung angeschlossen und ist High-Voltage-fähig. Die Stromaufnahme des Spindelantriebs beträgt 500 mAh, also weniger als kräftige Servos. In den beiden Endstellungen verriegelt die Mechanik zuverlässig und kann große Kräfte aufnehmen, wie sie bei Start und Landung auftreten können. Die Mechanik kann als Vorder- oder Rückwandmontage im Modell befestigt werden und es kann praktisch jeder Impeller auf dieser Mechanik montiert werden. Gute Erfahrungen habe ich mit den Impellern von JetFan gemacht, in der Pro-Variante mit CFK-Impellergehäuse und fertig ausgewuchteten Impellern, was für die Geräuschentwicklung sehr wichtig ist. Die mehrblättrigen Impeller haben heute einen sehr angenehmen Sound, ein sattes Rauschen, dass im Flug öfters mit einer Strahlturbine verwechselt wird.
Klapp-Turbine?
Es gibt es geänderte +Jet Mechanik, an der auch eine Strahlturbine befestigt werden kann. Bei großen Segelflugzeugen kann dies durchaus Sinn machen, da die Turbine abgekühlt werden muss, bevor diese eingefahren werden kann. Beim Starten dauert es länger bis die Turbine hochgefahren ist und erneut Schub liefern kann.
Den passenden Impeller ermitteln
Zuerst wird der Platzbedarf des Impellers im Rumpf ermittelt. Der Spant, der den Impeller aufnimmt, wird meistens direkt hinter oder kurz hinter der Steckung positioniert. Der Klappimpeller liegt somit nahe am Schwerpunkt und durch die Flächenanformungen am Rumpf wird der Rumpf durch den Deckelausschnitt nicht zu sehr geschwächt, bleibt also ausreichend stabil. Dennoch wird gerne auch ein Schrägspant hinter den Ausschnitt gesetzt, um den Rumpf noch zusätzlich zu verstärken.
Betreffend Auswahl und Einbau vom Klappimpeller gibt es ein schönes Video dazu.
Klappimpeller für Segler - Einbau und Auswahl - Carsten Stumpf zeigt wie es geht!
Den richtigen Klappimpeller für Dein Segelflugzeug auszuwählen ist gar nicht so einfach. Wie man jedoch trotzdem zur richtigen Auswahl des +Jet Antriebes gel...
youtu.be
Deckel vs Klappen und Gehäuse?
Um den größtmöglichen Impeller einbauen zu können ist es am einfachsten, den Impeller ohne Gehäuse zu montieren. Mit Gehäuse benötigt er nämlich mehr Platz, da sein Durchmesser größer ist. Der Deckel, mit dem die Rumpföffnung verschlossen wird, kann einfach auf dem Impeller befestigt werden. Falls der Impeller ohne Gehäuse installiert wird, ist es dennoch wichtig, die Einlauflippe zu montieren. Selbst wenn diese an den Seiten etwas gestutzt werden muss, erhöht sie dennoch den für den Start notwendigen Standschub ungemein.
Ist bei größeren Modellen, wie bei MDM Fox im Maßstab 1 : 3, mehr Platz vorhanden, kann ein 120er Impeller mit Gehäuse und mit Deckel benutzt werden.
Für denjenigen, der sich diesen Schritt zutraut, gibt es bereits aufklebbare Schablonen, um den Deckel oder die Klappen auszuschneiden.
Für kleines Geld kann man auch den Service "Deckelausschnitt" zum Modell mitbestellen. Über einen unschönen Deckelausschnitt würden wir uns immer wieder ärgern, da dieser direkt auffällt.
Alles Weitere ist mit dem passenden Spantensatz für einen "Standard"-Modellbauer kein Thema und wird hier Schritt für Schritt erklärt.
Spant mit Klappimpeller einbauen:
Der Klappimpeller wird auf den Spant geschraubt und diese Einheit wird im Rumpf positioniert und an der Steckung ausgerichtet. Der ausgefahrene Impeller wird mit +2° Anstellung an der Profilsehne ausgerichtet. Bei Vollschub drückt der Impeller leicht nach vorne und ist dann genau parallel mit der Profilsehne.
Einziehfahrwerk
Für einfachen Bodenstart kann dieses gedämpfte CfK-Einziehfahrwerk eingebaut werden. Dieses Fahrwerk wiegt inklusive Servo nur wenige Gramm.
Position und Einbau der restlichen Komponenten
Beim Segler mit Klappimpeller müssen die Komponenten mit viel Gewicht sehr weit vorne eingebaut werden, um die erforderliche Schwerpunktlage zu erreichen. Bei den Power-Setups mit viel Lipo-Gewicht ist dies einfach möglich, wenn die Lipos im Cockpit-Bereich positioniert werden. Der Regler sollte möglichst direkt dahinter platziert werden, um sehr kurze Leitungen vom Akku zum Regler zu gewährleisten. Die Kabel zum Motor können dagegen ohne Probleme verlängert werden.
Servos für Höhen- und Seitenruder
Bei Modellen im Maßstab 1:4 können die beiden Servos direkt hinter der Impeller-Einheit eingebaut werden, da durch den Impeller-Ausschnitt dieser Bereich gut zugänglich ist.
Auf den Bildern sieht man die CHAServos HV3512, das sind Low-Profil Servos mit sagenhaften 392,3 N Stellkraft, die hier sehr tief im Rumpf eingesetzt sind,. Soviel Stellkraft braucht man natürlich bei dieser Größe nicht, aber Schaden kann es natürlich auch nicht und die Servos sind dabei eher unterfordert.
Die Höhenruderanlenkung über ein CfK-Rohr wird kürzer und sehr präzise. Das Seitenruder wird wie üblich mit Seildraht angelenkt. Bei größeren Seglern oder Modellen, die zusätzliches Gewicht im Heck vertragen, können die Servos direkt im Heck eingebaut werden.
Stabi-System im Segler?
Natürlich geht es auch ohne Stabi, aber ein gut abgestimmtes Stabi-System bringt einige Vorteile:
- Starten mit voll gezogenem Höhenruder: Durch den höher sitzenden Impeller erzeugt dieser beim Start ein kopflastiges Moment. Um dem entgegenzuwirken, wird mit voll gezogenem Höhenruder gestartet. Der Stabi hält nicht nur während des Starts die Tragfläche immer horizontal, sondern auch nach dem Abheben, was den Start deutlich sicherer macht.
- Auch im Flug, abhängig von der Geschwindigkeit, erzeugt der Impeller immer ein kleines Nickmoment, doch auch dieses wird vom Stabi sauber geregelt.
- Die Bedingungen beim Hangflug sind nicht immer einfach. Auch hier bringt ein Stabi zusätzliche Stabilität beim Landeanflug, wenn im Lee Turbulenzen durchflogen werden müssen.
- Auch den Kunstflug vereinfacht das Stabi-System. Damit sind sehr saubere Rollen und endloser, exakter Messerflug möglich.
Bis jetzt aufgebaute Segler mit Klappimpeller und Daten:
Swift 3,2 m v1 1/4 von Tomahawk
Mein erster Segler mit Klappimpeller, mit 90 mm-Impeller und 10s-Setup
| Technische Daten: Swift S1 | Einheit | Maß - Bemerkung |
|---|---|---|
| Spannweite | mm | 3.200 |
| Fluggewicht | kg | 7,4 |
| Andere Angaben | ||
| Maßstab | 1 : 4 | |
| Klappimpeller | +Jet 90 mit JetFan Pro 90 mm | |
| Setup | 10s mit 6s 5000 mAh + 4s 5000 mAh in Serie | |
| Strom | A | 127 |
| Schub | N | 52,956 |
| Hersteller | | Tomahawk |
Stingray von Composite RC Glider
Der Stingray hat ein 12s Setup mit 90er Impeller. Mit einem Strom um die 140 A ist dies ein ziemlich heißes Setup.
| Technische Daten: Stingray | Einheit | Maß - Bemerkung |
|---|---|---|
| Spannweite | mm | 3.100 |
| Fluggewicht | kg | 8,2 |
| Andere Angaben | | |
| Maßstab | 1 : 4 | |
| Klappimpeller | +Jet 90 mit JetFan Pro 90 mm | |
| Setup | 12s mit 2 x 6s 5000 mAh in Serie | |
| Strom | A | 145 |
| Schub | N | 60,801 |
| Hersteller | | Composite RC Gliders |
Swift 3,2 m von glider_it
In den Swift-Rumpf von Glider_it passt ein 100er Impeller. Hier wollte ich wissen, was maximal möglich ist. Der Swift bekam ein 14s Setup. In Punkto Schub/Gewicht ist dies bis jetzt das beste Power-Setup bei einem Gewicht von 8,6 kg und 76,5 N Schub. Hiermit wurde der Swift zur Rakete.
| Technische Daten: Swift S1 3.2 | Einheit | Maß - Bemerkung |
|---|---|---|
| Spannweite | mm | 3.200 |
| Fluggewicht | kg | 8,6 |
| Andere Angaben | | |
| Maßstab | 1 : 4 | |
| Klappimpeller | +Jet 100 mit JetFan Pro 100 mm | |
| Setup | 14s mit 2 x 6s 5000 mAh + 2s 5000 mAh in Serie | |
| Strom | A | 115 |
| Schub | N | 76,492 |
| Hersteller | | glider_it |
MDM Fox 1/3 von Airworld
| Technische Daten: MDM Fox | Einheit | Maß - Bemerkung |
|---|---|---|
| Spannweite | mm | 4.660 |
| Fluggewicht | kg | 16,5 |
| Andere Angaben | | |
| Maßstab | 1 : 3 | |
| Klappimpeller | +Jet 120 mit JetFan Pro 120 mm | |
| Setup | 16s mit 2 x 6s 10.000 mAh + 4s 10.000 mAh in Serie | |
| Strom | A | 115 |
| Schub | N | 98,066 |
| Hersteller | | Airworld |
Kobuz 3.2 carbon von Tomahawk
| Technische Daten: Kobuz 3.2 carbon | Einheit | Maß - Bemerkung |
|---|---|---|
| Spannweite | mm | 3.200 |
| Fluggewicht | kg | 8,0 |
| Andere Angaben | | |
| Maßstab | 1 : 4 | |
| Klappimpeller | +Jet 90 mit JetFan Pro 90 mm | |
| Setup | 12s mit 2 x 6s 5000 mAh in Serie | |
| Strom | A | 115 |
| Schub | N | 58,84 |
| Hersteller | | Tomahawk |
Mein Fazit
Die letzten Jahre habe ich diese Modelle mit Klappimpeller aufgebaut, weil mir diese Vielfalt so imponierte.
Nach Feierabend schnell zum Fluggelände, Modell aufbauen, Lipo rein und schon kann der problemlose Bodenstart mit imposantem Sound erfolgen. Ist die Höhe erreicht, Klappimpeller einfahren und den Segelflug genießen oder fast lautlosen und präzisen Segelkunstflug absolvieren und damit den Abend gemütlich ausklingen lassen.
Nach einem gestressten Arbeitstag kann man mit dem gleichen Modell bei jetähnlichem Sound und jetähnlicher Geschwindigkeit "die Luft brennen lassen".
An Flugtagen werden für Showflug zusätzlich Rauchpatronen montiert. Zur Musik wird dann in den Himmel gemalt und das sorgt regelmäßig für Gänsehaut.
Und all' dies steckt in so einem Segelflugmodell mit Klappimpeller.
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