Modellbau und Kunstflug
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Die Geschichte des Kunstflugs - ein Sport, fast so alt wie die Fliegerei selbst

Der Kunstflug ist schon fast so alt wie die Fliegerei. Bereits 1913 fĂŒhrten französische Piloten einem erstaunten Publikum die ersten Loopings vor. Bald darauf hatte man herausgefunden, dass ein Flugzeug auch auf dem RĂŒcken fliegen kann und Schritt fĂŒr Schritt, mit der Erfindung der verschiedenen Flugfiguren, entstand der Kunstflug in seiner  heutigen Form.
KunstflugvorfĂŒhrungen sind seit jeher auch eine Sensation auf Flugtagen. Diese Art Kunstflug zielt jedoch ĂŒberwiegend auf den Schaueffekt und hat mit Kunstflug als Wettkampfsport wenig gemeinsam. Im Laufe der Entwicklung der Fliegerei wurde aber auch deutlich, dass durch den Kunstflug wichtige Erkenntnisse darĂŒber gewonnen werden konnten, wie sich ein Flugzeug an den Grenzen seiner FlugfĂ€higkeit verhĂ€lt. Damit leistete der Kunstflug historisch einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung der Flugsicherheit.
Motorkunstflug, als Sport mit regulĂ€ren WettkĂ€mpfen, gibt es seit den  zwanziger Jahren. Als die Segelflugzeuge soweit ausgereift waren, dass man damit Kunstflugmanöver fliegen konnte, entwickelte sich der Segelkunstflug als eigenstĂ€ndiger Zweig des Segelflugs. Bereits 1937 entstand in Deutschland mit dem "Habicht" das erste Segelflugzeug, das gezielt fĂŒr die Anforderungen des Segelkunstflugs entworfen war. Der zweite Weltkrieg unterbrach die AnsĂ€tze zu einem  Wettkampfsport fĂŒr lange Zeit. In den fĂŒnfziger und frĂŒhen sechziger Jahren wurden in mehreren europĂ€ischen LĂ€ndern spezielle Kunstflug-Segelflugzeuge entwickelt. Wirklich bewĂ€hrt haben sich von diesen EntwĂŒrfen jedoch nur die deutsche LO 100 und der polnische Kobuz-3. Aus der Kobuz wurden in den zurĂŒckliegenden zehn Jahren der Einsitzer Swift und der Doppelsitzer Fox entwickelt, die heute weltweit besten Segelkunstflugzeuge.
Segelkunstflug als internationaler Wettkampfsport ist noch recht jung. Die erste Weltmeisterschaft fand 1985 im österreichischen Mauterndorf statt. Seitdem gibt es alle zwei Jahre eine Segelkunstflug-Weltmeisterschaft und seit 1994 auch Europameisterschaften.

 Im Kunstflug gibt es etwa 550 mögliche Figuren

Was ist Kunstflug eigentlich? Die Antwort hĂ€ngt davon ab, ob man als Zuschauer am Boden steht oder selbst diesen Sport ausĂŒbt und im Cockpit sitzt.  FĂŒr den flugbegeisterten Zuschauer mag vielleicht der Eindruck entstehen, dass die Kunstflugpiloten leicht verrĂŒckte Hassadeure sind, die mit ihren Flugzeugen unkontrolliert durch den Himmel purzeln und  womöglich dabei Kopf und Kragen riskieren. Die aktiven Piloten verbinden mit dieser Art des Fliegens Dinge wie KreativitĂ€t, Dynamik, PrĂ€zision, Körperbeherrschung, Disziplin, Ästhetik, Adrenalin und vielem mehr.
Im Wesentlichen besteht die Kunst darin, aus den Grundelementen des Kunstfluges wie zum Beispiel Linien, Winkel, Rollen, Loop, Trudeln und Turn eine Kombination dieser Einzelfiguren miteinander zunĂ€chst zu planen und dann spĂ€ter auch zu fliegen. Nach dem zur Zeit gĂŒltigen Figurenkatalog gibt es etwa 550 mögliche Figuren. Die Leistungsmerkmale des Flugzeuges, das eigene fliegerische Können, die Ein- und Ausgangsgeschwindigkeiten bei den einzelnen Figuren mĂŒssen so kombiniert werden, dass der Flug dann auch noch in einen rĂ€umlichen Bereich am Himmel passt. Das ist im Wettbewerb die  genau abgesteckte Kunstflugbox in Form eines WĂŒrfels mit einer KantenlĂ€nge von 1000 Meter oder bei einer Luftfahrtveranstaltung der festgelegte VorfĂŒhrraum gegenĂŒber der Zuschauerlinie. Harmonie, Figurenvielfalt, Raumeinteilung, Windeinfluss mĂŒssen in den Programmen ebenso BerĂŒcksichtigung finden wie Mindest- und Höchstgeschwindigkeiten und die G-Belastungen, die auf den Piloten und sein Flugzeug  wirken.
Das alles findet bei der Entwicklung eines Programms zunĂ€chst im Kopf statt und wird anschließend mit einer besonderen Symbolschrift zu Papier gebracht. Dann geht es daran, die Papierversion  "herunterzufliegen". Da dieser Sport zeitweise bei Geschwindigkeiten um die 300 km/h-Marke stattfindet, bleiben hĂ€ufig nur zehntel Sekunden, um nochmals auf den Programmzettel zu schauen.  Deshalb wird das zu fliegende Programm vor dem Start mental intensiv einstudiert bis es möglichst verinnerlicht ist, so dass die ganze Aufmerksamkeit im Flug fĂŒr die optimale PrĂ€sentation eingesetzt werden kann.
Der Synchron-Kunstflug bedeutet dann nochmals eine Steigerung. Hierbei spielen sehr menschliche Faktoren eine zusĂ€tzliche Rolle. Gegenseitiges Vertrauen der Teammitglieder zĂ€hlt zu den Hauptgrundlagen, denn bei hohen Geschwindigkeiten und geringen AbstĂ€nden mĂŒssen sie sich blind aufeinander verlassen können. In jeder Phase des Programms gibt es einen fĂŒhrenden Piloten, den Leader, der  die Kommandos zu den einzelnen Flugmanövern gibt. Der zweite Pilot, der Wingman, folgt seinem Leader stets blind.
Im Synchron-Segelkunstflug kommt zusĂ€tzlich erschwerend hinzu, dass die Korrektur von Abweichungen mangels Motorkraft nur eingeschrĂ€nkt möglich ist und somit alles von Beginn an passen muss, damit eine harmonische und exakte VorfĂŒhrung prĂ€sentiert werden kann.

Der Einstieg in den Modellflug ist ganz einfach - Ein Hobby fĂŒr Jung und Alt

Modellflieger sind Leute, die ein Gebilde, das sie Flugzeug nennen und das schwerer als Luft ist, meist selbst bauen und sich dann unbĂ€ndig freuen, wenn dieser Apparat der Schwerkraft trotzt und sich einigermaßen harmonisch durch die Luft bewegt. Die Freude darĂŒber ist so groß, dass sie im Körper des Betroffenen eine Art von Bazillus einpflanzt, der  dann eine Krankheit auslöst, die als unheilbar gilt. Die Leiden werden nur gelindert, wenn Modellflugsport betrieben wird. Die jĂŒngsten Befallenen sind acht bis zehn Jahre, die Ă€ltesten bekannten FĂ€lle  80 Jahre und mehr.
Geflogen werden je nach finanzieller Ausstattung und persönlicher Vorliebe reine Segler, Elektroflieger oder Modelle mit Verbrennermotor. Die Spannweiten bewegen sich zwischen 50  Zentimeter und sechs Meter, die Gewichte liegen bei 500 Gramm bis 20 Kilogramm. Es werden reine Zweckmodelle gebaut, die entweder besonders schnell sind (bis 300 km/h) oder besonders lange oben bleiben (bis 14 Stunden).
Sogar Modellhubschrauber gibt es inzwischen, obwohl die Experten der Aerodynamik seinerzeit schlĂŒssig nachgewiesen haben, dass Modellhubschrauber auf Grund ihres Leistungsbedarfes theoretisch gar nicht fliegen können. Sie haben aber die Dickköpfigkeit der TĂŒftler außer Acht gelassen und werden jetzt durch die Praxis LĂŒgen gestraft. Mit Modellhubschraubern lassen sich im Gegenteil Figuren fliegen, die manntragende Hubschrauber zerreißen wĂŒrden.
Viele Liebhaber findet auch der Scale- oder Semiscale Modellbau, bei dem ein Vorbild aus der manntragenden Zunft so genau wie möglich  nachgebaut wird. WĂ€hrend der Semiscale Modellbauer sich begnĂŒgt, die Umrisse seines Modells denen seines Vorbildes angepasst zu haben, damit man eben erkennt, es ist eine ME 109 oder eine Cessna 180, hat der Scalebauer höhere Ziele.
Bis zu 2000 Stunden werden verbracht, um ein Vorbild aus der Anfangszeit der Fliegerei oder einen supermodernen Jet aus der Gegenwart so genau wie nur irgendmöglich nachzubauen. GleichgĂŒltig, ob es sich um eine JU 52 aus Wellblech oder ein Segler mit maßstabsgerechten Platten aus Flugzeugsperrholz handelt.
Andere verschreiben sich dem Kunstflug und bauen Modelle,  die Kunstflugfiguren erlauben. Die geflogenen Figuren stehen dem manntragenden Kunstflug in nichts nach, es werden Loopings, Rollen, senkrechte Auf- und AbwĂ€rtspassagen geflogen, wobei es auch auf die Harmonie des Programms ankommt.
Die Industrie liefert heute Fertigmodelle, die in  kundiger Hand innerhalb von fĂŒnf Stunden flugfĂ€hig sind. Auf der anderen Seite steht der Modellbauer, der nach  einem Plan mit viel Balsaholz, Papier, Klebstoff und Farbe baut. Hier werden je nach Modell 40 bis 500 Stunden im Bastelzimmer verbracht.
Großer Beliebtheit erfreuen sich die BaukĂ€sten. Hier existiert ein sehr großer Markt, der jeden gewĂŒnschten Vorfertigungsgrad und Flugzeugtyp bietet. Balsabeplankte StyroporflĂŒgel und glasfaserverstĂ€rkte EpoxydrĂŒmpfe sind hier inzwischen Stand der Technik geworden,  aber auch die HolzwĂŒrmer der alten Garde findet noch genug zum Schneiden, Schleifen und Lackieren.
Auf jeden Fall ist eine große Sorgfalt von Nöten; vorschnelles Hudeln und Murksen wird spĂ€testens am Tag des Erstflugs bestraft: Entweder kommt der Apparat erst gar nicht hoch oder er fĂ€llt in der Luft auseinander. Liebe zum Detail ist notwendig, Materialkunde und das Wissen um die dynamischen KrĂ€fte beim Flug sind unabdingbar.
Zum Fernsteuern braucht man einen Sender, einen EmpfÀnger und die "Servos". Das sind kleine Elektromotörchen mit Getriebe, die die Empfangssignale des EmpfÀngers in eine mechanische Hin- und Herbewegung umsetzen, um die Ruder des Flugmodells zu steuern.
Der Sender hat zwei "KnĂŒppel", die sich links/rechts und vor/zurĂŒck bewegen lassen und damit werden die Funktionen Quer/Seite und Hoch/Tief/Motorgas gesteuert. Der Sender sendet mit einer sehr geringen Leistung (0,1 Watt) die Stellung der KnĂŒppel an den EmpfĂ€nger, der seinerseits die Servos ansteuert. Zieht zum Beispiel der Pilot ein bisschen am KnĂŒppel, geht sofort das Höhenruder ein wenig nach oben und das Flugmodell steigt leicht. Legt er den KnĂŒppel nach rechts, geht das Querruder rechts nach oben und links nach unten und das Modell rollt nach rechts. Mit ein wenig Übung kann dann ein AnfĂ€nger mit Hilfe eines erfahrenen Piloten das Modell schon recht gut steuern.
Die Reichweite des Senders ist grĂ¶ĂŸer als die Sichtweite, und wer fliegt schon sein Modell so, dass er es nicht mehr sieht. Modellflug betreibt man ja deshalb, damit man sein Modell sieht. Sollte es dennoch zu einem  Absturz kommen, so liegt es in den weitaus meisten FĂ€llen an nicht geladenen Akkus, wackligen Schaltern oder durchgewetzten DrĂ€hten. Störungen von außen sind sehr selten, ist doch fĂŒr die Modellflieger von der Bundespost ein eigenes Band (35 Mhz) reserviert.  

Entgegen anderslautenden Vorurteilen: Modellflug stellt keine Umweltbelastung dar

Dem Laien stellt sich mitunter der Modellflug als Umweltbelastung dar. Je nach dem wie groß die Toleranzschwelle und wie verbohrt die Ideologie des  Beobachters ist, ist natĂŒrlich jede BetĂ€tigung in der Natur eine Belastung. Selbst ein SpaziergĂ€nger ist dann eine.
Betrachtet man jedoch das Ganze mit etwas gesunden Menschenverstand, bleiben folgende Fakten ĂŒbrig: ModellflugplĂ€tze bedĂŒrfen der Genehmigung durch den RegierungsprĂ€sidenten und haben einen Abstand von 1,5 Kilometer zur nĂ€chsten menschlichen Ansiedlung. Als Verbrennermotoren  kommen so genannte GlĂŒhzĂŒnder mit meistens zehn Kubikzentimeter Hubraum zum Einsatz, die mit Methanol betrieben und mit Rizinus geschmiert werden. Beide Stoffe verbrennen zu Wasser und Kohlendioxid. Ein  Golf PKW verbrennt in einer Stunde mehr Treibstoff als ein intensiv fliegender Modellflieger in einem ganzen Jahr.
Die Motoren sind mit SchalldĂ€mpfern ausgerĂŒstet, so dass in sieben Meter Abstand noch maximal 84 dbm gemessen werden dĂŒrfen. Das bedeutet: In 1,5 Kilometer Abstand ist von solchen Modellen nichts mehr zu hören. Tiere lassen sich von Modellflugzeugen nicht stören. In der DĂ€mmerung  (nur dann kommen Waldtiere ĂŒberhaupt auf Wiesen) Ă€sen sind in aller Ruhe weiter, auch wenn Modellflugzeuge ĂŒber ihnen ihre Kreise ziehen. Auch Vögel lassen sich von Modellflugzeugen nicht beeindrucken, im Gegenteil, oft schrauben sich beide gemeinsam in der Thermik in die Höhe. Im Allgemeinen treffen sich am Wochenende fĂŒnf bis zehn Piloten, die dann zwei bis vier Modelle aufsteigen lassen. Man kann also nicht von einer Massenveranstaltung sprechen, die an jedem Wochenende stattfindet.
Wie subjektiv das Ganze anzusehen ist, beweist die Tatsache, dass in Italien Modellflugveranstaltungen manchmal mitten in der Stadt auf dem Marktplatz stattfinden und jeder Zuschauer hat seine helle Freude an "la machina". 

Warum fliegt ein Flugzeug?

Im 18. Jahrhundert entdeckte der Schweizer Gelehrte Daniel Bernoulli, dass in einer strömenden FlĂŒssigkeit der Druck dort am niedrigsten ist, wo die Geschwindigkeit am grĂ¶ĂŸten ist. Das gilt nicht nur fĂŒr FlĂŒssigkeiten, sondern auch fĂŒr die Luft und andere Gase. Das brachte Flugzeugbauer auf eine Idee: Wenn man die Geschwindigkeit der Luft oberhalb einer TragflĂ€che steigern kann, muss der Druck sich dort vermindern, und die TragflĂ€che wird von der unteren Luft nach oben gedrĂŒckt.
Man baute also TragflĂ€chen mit gekrĂŒmmter Ober- und gerader Unterseite. Da die Luft ĂŒber der Oberseite eine grĂ¶ĂŸere  Strecke zurĂŒckzulegen hat, muss sie sich mit grĂ¶ĂŸerer Geschwindigkeit bewegen. Die Folge: Der Druck ĂŒber dem FlĂŒgel ist geringer als unter ihm. Der Unterschied zwischen dem Luftdruck an der Oberseite und dem an der Unterseite bewirkt den Auftrieb, der FlĂŒgel wird dadurch nach oben gehoben. Das kann aber nur funktionieren, wenn sich das Flugzeug schnell durch die Luft bewegt. DafĂŒr sorgt bei den Propellerflugzeugen der "Quirl", die Luftschraube heißt. Er ĂŒberwindet den Luftwiderstand und zieht das Flugzeug vorwĂ€rts. Die VorwĂ€rtsbewegung durch den Propeller wird Vortrieb genannt. Bei  DĂŒsenflugzeugen wird der Vortrieb von den ausströmenden Verbrennungsgasen erzeugt. Diesen Vortrieb nennt man Schub.  

Wie funktioniert eine Gas-Turbinde?

Der  Luftkompressor (bei großen Treibwerken mit axialem Stufen ausgestattet) saugt den Luftmassenstrom an und verdichtet ihn auf einen möglichst hohen Druck. Ein Teil dieser Luft wird in die Brennkammer geleitet. Dort wird eine bestimmte Brennstoffmenge eingedĂŒst und verbrannt. Der ĂŒbrige Luftstrom wird zur KĂŒhlung außen an den Brennkammern vorbeigeleitet und mischt sich bis zum Eintritt in die Turbine  mit den heißen Brenngasen. Der aufgeheizte und unter hohem Druck stehende Luftstrom wird in einer oder auch mehreren Turbinenstufen entspannt. Da der Kompressor und die Turbine auf einer Welle angeordnet sind, deckt die Turbine den Leistungsbedarf des Kompressors. Je nach Betriebszustand der Gasturbine herrscht hinter der Turbine noch ein bestimmter Überdruck, der in der nachgeschalteten DĂŒse expandiert,  und die Austrittsgeschwindigkeit des Abgasstroms weiter steigert. Luftmassenstrom und Austrittsgeschwindigkeit bestimmen den Schub der Fluggasturbine.
Beim Anlassen der Gasturbine wird die Welle bis  zu einer Drehzahl hochgefahren, bei der nach dem ZĂŒnden der Brennkammern die Verbrennung stabil bleibt und die Gasturbine nach dem Abschalten des Starters die Drehzahl selbst hĂ€lt (Selbsthaltedrehzahl).  Durch vermehrte BrennstoffeindĂŒsung wird die Turbineneintrittstemperatur gesteigert und die gewonnene Leistung erhöht, die dann wiederum zu einer Steigerung der Wellendrehzahl fĂŒhrt. Im Laufe dieses Hochfahrvorgangs steigt auch das DruckverhĂ€ltnis im Kompressor und auch der Schub nimmt zu. Im Prinzip stellt dann nur noch die mechanische Festigkeit der beschaufelten Scheiben eine Grenze fĂŒr die  weitere Steigung der Drehzahl dar. Die Berstdrehzahl kann beim Streben nach höherem Schub schnell erreicht werden, da die Spannungen im Scheibenmaterial mit dem Quadrat der Drehzahl anwachsen und die zulĂ€ssigen Belastungsgrenzen des Rohmaterials mit steigenden Temperaturen abnehmen.
Aufwendige Regelungs- und Überwachungssysteme sorgen in der Luftfahrt dafĂŒr, dass diese Grenzen in keinem möglichen  Betriebsfall erreicht werden.