Randy Smith (PA - Motoren), USA

Grundsätzlich sind für den ernsthaften Einsatz in Fessel-Kunstflugmodellen speziell für diesen Zweck gebaute oder modifizierte Motoren einzusetzen. Konstruktionsmerkmale wie z.B. Steuerzeiten, Abmessungen der Überström- und Einlasskanäle, Vergaser, usw. sind bei diesen Motoren so ausgelegt, dass sie die erwünschten, selbstregulierenden Laufeigenschaften aufweisen. Obwohl solche Motore unkritisch sind, ist es doch unbedingt notwendig einige Regeln zur Abstimmung eines Antriebes zu beachten. Die hier folgenden Ratschläge sollen dieses Wissen vermitteln. Sie gelten für 2-Takt Motore für Fessel-Kunstflugmodelle im Hubraumbereich von 6 - 13 ccm.

Nachdem jemand einmal sagte, dass der Motor 60% der Qualität eines guten Kunstflugmodelles ausmacht, möchte ich hier einige Grundlagen zum Betrieb des Motors darlegen:

• Die Düsennadel dient zum Einstellen des Gemisches.

• Mit der Steigung des Propellers wird die Geschwindigkeit bestimmt

• Mir dem Durchmesser des Propellers werden die Belastung des Motors und der abgegebene Schub definiert.

• Der Anteil an Nitromethan im Treibstoff beeinflusst die Leistungszunahme in den Manövern, d.h. er bestimmt um wie viel die Leistung beim Wechsel von 4- auf 2-Takt Betrieb zu- bzw. abnimmt.

• Zwei weitere Grössen die das Laufverhalten beeinflussen sind die Verdichtung (Kompression) und der Durchmesser des Venturi.

Der Hubraum und das Gewicht des Motors sollen zur Grösse des Flugzeuges passen. Deutliche zuviel Leistung ist genauso ungünstig wie mangelnde Kraft. Die auf den Bauplänen angegeben, oberen Grössen sind in der Regel korrekt.

Seine Zusammensetzung ist absolut entscheidend für das Laufverhalten. Der Brennstoff Methanol sollte eine Reinheit von 99% aufweisen und muss wasserfrei sein. Vor allem die Art des Oeles und sein Anteil am Gemisch sind sehr wichtig. So benötigen, zum Beispiel, ältere Motore wie der Fox .35, der OS .35 oder ähnliche, einen Anteil an Rizinusöl von 24-29%, wobei die Qualität AA oder AAA wichtig ist. Geringere Qualität führt zur raschen Bildung von Ablagerungen in Form von Kohle.
Moderne ABC bzw. AAC Motore können hingegen mit 18-22% synthetischem Oel betrieben werden, wobei ein im Modellflug bewährtes Fabrikat (mit gutem Korrosionsschutz) eingesetzt werden sollte. (z.B. Fuchs AeroSave oder Klotz KL-200 Techniplate). Für PA Motore wird empfohlen, zur Schmierung ein Gemisch aus 14% synthetischem Oel und 4% Rizinus zu verwenden.
Ein Anteil von Nitromethan von mindestens 5% ist sinnvoll, denn er erleichtert die richtige Einstellung der Düsennadel. Dabei gilt die Regel: Tiefe Lufttemperatur = 5%, hohe Lufttemperatur = 10 - 15%. Ausnahme in Bezug auf Nitromethan sind einige Spezialmotore, wie z.B. der Retro, diese dürfen nicht mit Nitromethan betrieben werden.

Notwendig sind "heisse" Kerzen. Ein gängiges Beispiel ist die Kerze Enya No. 3. Allerdings hat diese Kerze ein kurzes Gewinde und muss entsprechend sorgfältig festgezogen werden um Beschädigungen des Gewindes im Zylinderkopf zu vermeiden.
Für PA Motore bewährt sich die Kerze Thunderbolt R/C long No 115 493 und ST 60 /51 laufen gut mit der Fox R/C long 1.5 volt. Heisse Kerzen sind auch: OS No. 8, Fireball Hot, Rossi R2. Für Viertakter ist die OS F die richtige Wahl.
Nachdem unsere Motore in der Regel hängend eingebaut sind, besteht immer die Gefahr, dass sich in der Kerze Treibstoff oder Oel ansammelt und das deswegen der Motor beim Anwerfen nicht zünden kann. Um so begründete Fehlstarts zu vermeiden, ist es sinnvoll ein einfaches Amperemeter (Endausschlag 5 A) in den Stromkreis der Starterbatterie zu schalten. Dieses zeigt, wenn die Kerze vollgelaufen ist, einen deutlich höheren Stromfluss an. Damit kann der Pilot fruchtlose Startversuche infolge "abgesoffen" vermeiden. Wichtig dabei ist es zu beachten, dass die gängigen Glühkerzen-Regler aus dem Fachhandel zur Erkennung einer vollgelaufenen Kerze nicht geeignet sind. Diese Geräte, der Name sagt es schon, regeln den Strom einfach auf den eingestellten Sollwert zurück und wir sehen am Amperemeter des schönen Reglers gar nichts...

Der Propeller muss den Motor gerade richtig belasten und sein Durchmesser und seine Steigung müssen so bemessen sein, dass die zum Modell passende Fluggeschwindigkeit erreicht wird. Vereinfacht ausgedrückt heisst das, dass mit dem Durchmesser die Belastung und mit der Steigung die Geschwindigkeit bestimmt wird.
Zu hohe Belastung (zu grosser Durchmesser) führt dazu, dass der Motor schwierig einzustellen ist und dass er im Flug erheblich an Drehzahl zulegt. Zudem ist es so, dass der Motor beim Übergang in einen Looping die Leistung nur zögerlich und viel zu spät erhöht. Auch besteht die Gefahr, dass der Motor überhitzt.
Bei zu geringer Belastung (zu kleiner Durchmesser) wird der korrekte Wechsel von 4- auf 2-Takt Betrieb in den Manövern gestört, d.h. der Motor bleibt zu lange im 4-Takt Betrieb und schaltet an wechselnden, falschen Stellen auf 2-Takt um.
Als Richtwert gilt, dass in einem Looping der Motor in der 10 Uhr Position von 4- auf 2-Takt umschaltet und nach dem Zenit bei der 2 Uhr Position wieder zurück auf 4-Takt Betrieb wechselt. Bei kleineren Motoren und/oder schwereren Modellen wird die 2-Takt Phase länger sein und bei grossen Triebwerken in leichten Modellen kann der Bereich des 2-Takt Betriebes in einem Looping auch sehr kurz oder sogar fast inexistent sein.

Das Nadelventil im Düsenstock dient ausschliesslich der Einstellung des richtigen Gemisches, es ist kein "Gashebel" zur Regulierung der Geschwindigkeit. Das Gemisch wir so eingestellt, dass der Motor im Horizontalflug in einem sehr schnellen 4-Takt Betrieb, kurz vor dem Umschalten in 2-Takt, läuft. Wird das Gemisch zu fett eingestellt, dann schaltet der Motor im Looping zu spät in 2-Takt um und es fehlt die Leistung um genügend Geschwindigkeit (=Leinenzug) zu halten. Wird das Gemisch zu mager reguliert, dann besteht die Möglichkeit, dass der Motor im Zenit der Manöver zu wenig Treibstoff erhält und deswegen Leistung verliert, bzw. sogar überhitzt.
Die richtige Einstellung um das Umschalten in der 10 bzw. 2 Uhr Position zu erreichen ist einigermassen kritisch, muss aber sauber erflogen werden. Durch die Umgebungstemperatur und durch das Anpassen von Durchmesser und Steigung des Propellers verändert sich die Einstellung des Gemisches.

Für jedes individuelle Flugzeug, selbst wenn es sich um die gleiche Konstruktion mit dem gleichen Antrieb und demselben Gewischt handelt, gibt es eine Geschwindigkeit bei der es am besten fliegt. Diese optimale Geschwindigkeit sie hängt natürlich auch von der Länge der Leinen ab, muss individuell erflogen werden. Richtwerte für grosse Kunstflugmodelle mit 2-Taktern, an Leinen von 20 m Länge (Oese-Oese), sind 5.3 sec/Runde bzw. 4.9 sec/Runde für einen 4-Takter.

Diese ist ab Werk einigermassen richtig eingestellt und kann durch Ein- oder Ausbau zusätzlicher Dichtungen unter dem Zylinderkopf variiert werden. Ziel der Kompressions-Feineinstellung ist es den Leistungszuwachs beim Umschalten von 4- auf 2-Takt zu kontrollieren. Ist dieser Zuwachs zu stark, dann wird die Kompression zurückgenommen (Durch einer oder zwei zusätzlichen Dichtungen der Dicke 0.1 mm). Kommt hingegen zu wenig Leistung dann wird die Kompression auf umgekehrte Weise etwas reduziert. Änderungen des Gehaltes an Nitromethan wirken sich auf die Kompression aus. Bei geringem Nitrogehalt wird mehr Kompression benötigt und bei mehr Nitro muss die Kompression etwas reduziert werden.

Das Venturi ist unser "Gashebel" und die Grösse der Öffnung an der engsten Stelle des Vergasertrichters hat grossen Einfluss auf die Leistung (und den Verbrauch) des Motors im 2-Takt Betrieb. Wenn der Leistungszuwachs bei Umschalten oben im Looping eher etwas zu gering ist, dann ist es sinnvoll, den Durchmesser um einige 0.1 mm zu vergrössern. Zum Beispiel von 7.5 auf 7.8 mm. Beschleunigt der Motor in den oberen Segmenten der Manöver so stark, dass die es schwierig wird die Flugbahn sauber zu halten, dann kann ein etwas kleineres Venturi die richtige Lösung sein. Alle Änderungen des Luftdurchsatzes im Vergaser stehen in Relation zu Auswirkungen von Nitrogehalt und Kompression.

Allzu viele Motorprobleme sind eigentlich Tankprobleme. Konstruktion und Ausführung des Tanks müssen korrekt und sauber ausgeführt sein. Es ist dabei sinnvoll, auf industriell angebotene Tanks für Fessel-Kunstflug zurückzugreifen und eine sogenannte "Uniflow" Ausführung zu wählen. In der Literatur zu unserem Sport gibt es zahlreiche Hinweise wie ein Tank selbst gebaut werden kann. Dabei gilt es speziell darauf zu achten, dass sich in Rohren und Ecken keine Vibrationsrisse bilden können. Besonders Rohre aus Messing können, es sei denn sie bestehen aus besonderen Legierungen, mit der Zeit Risse bilden. Im Zweifel ist es besser Rohre aus Kupfer einzubauen. Alte Hasen wissen, dass es bei später auftauchenden Problemen mit dem Motorlauf oft hilft den Tank, selbst wenn kein Fehler sichtbar ist, ganz einfach gegen einen neuen gleichen Types auszutauschen. Die Montage eines Treibstofffilters ist unverzichtbar, allerdings darf er, wenn er aus Metall besteht, keine heissen Teile des Motors berühren. Ein Filter muss regelmässig, besonders aber nach den ersten 10 Flügen mit einem neuen Tank, gespült werden.

Peter Germann, März 2009