Geschichte des Modellflugzeugs

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 als Fertig-Modell oder als Bausatz zu kaufen, häufig werden sie jedoch 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 an Bausätzen und Baukästen mit verschiedensten Vorfertigungsgraden, bis hin zum Fertigmodell für alle möglichen Klassen anbietet. Ihre Größen können von einigen Zentimetern bis zu mehreren Metern Spannweite betragen. Komplett flugbereite Modelle nennt man auch RTF-Modelle - ready to fly (flugfertig), oder ARF-Modelle - almost ready to fly (fast flugfertig). 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 laCroix ein Patent über ein Motorflugzeug.
  • 1871: Der Franzose AlphonsePénaud 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 dampfgetriebenenModellhubschraubers von EnricoForlanini
  • 1879: Der Franzose Victor Tatin baut ein Motorflugmodell mit Luftschrauben und Druckluftmotor, das erfolgreich Bodenstarts ausführt.
  • 2003: Das Flugmodell Trans-Atlantik-Modell 5 (TAM5) von MaynardHill 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" (Kunststofffolie mit einer dünnen Heißkleber-Beschichttun) 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) 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 heute hauptsächlich zu erwerbenden Funkfernsteuerungen arbeiten im sehr hohen 2,4GHz Frequenzbereich, wodurch sowohl im Modell als auch am Sender eine sehr kompakte Antenne verwendet werden kann. Außerdem ist nicht mehr die Einteilung in ein getrenntes Kanalraster für jedes Modell nötig, da die Funkfernsteuerung mit dem zugehörigen Funkempfänger digital "gebunden" wird. Dadurch ist es möglich, dass Sender und Empfänger automatisch ihre Frequenz aufeinander abstimmen ohne bereits belegte Frequenzen zu stören. Dabei verfügen alle Hersteller über individuell entwickelte Systeme, welche jeweils unterschiedlich arbeiten und meist nicht zueinander kompatibel sind.

Die folgenden Aufzeichnungen und Darstellungen aus der Geschichte sind nur ein Überblick und erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit.

 John Stringfellow

England im Jahr 1848. Da fing es mit dem Engländer John Stringfellow an. Er baute ein freifliegendes Motorflugmodell, das "Triplane", welches er bei der Aeronautical Exposition 1868 in der Halle Crystal Palace in London von einer Startrampe startete. Es flog im freien Flug ca. 40m weit. Die technischen Daten waren beachtlich: Spannweite 3m, Flügeltiefe 60cm, Profil leicht gewölbt, der Antrieb war eine winzige Dampfmaschine mit einer 4-Blatt-Luftschraube von ca. 40cm Durchmesser. Das Gesamtgewicht betrug 4kg.

  • 001John Stringfellow
  • 002Das Modell Triplane von hinten
  • 003Und von vorne

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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 Verstandund 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.

  • 001Alphonse Pénaud
  • 002Das erste Modellflugzeug Planophore von Pénaud
  • 003Und eine Zeichnung
  • 004Pénauds Modell Oise

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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, daruner 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.

  • 001Enrico Forlanini
  • 002Zeichnung von Leonardo da Vinci
  • 003Flugapparat von Enrico Forlanini

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Wilhelm Kress (oder auch 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.

  • 001Wilhelm Kress
  • 002Drachenflieger von Wilhelm Kress
  • 003Am 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.

  • 001Nicola Telsa
  • 002Schaltplan einer Fernsteuerung 1942
  • 003Sender von Metz Baby
  • 004Empfänger und Rudermaschine der 1 Kanal-Tip-Tip von Metz Mecatron Baby 1964
  • 005Hier die Variophon S, eine 10 Kanal Impuls-Steuerung von Grundig

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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.

  • 001Kadett aus den 60er Jahren
  • 002Kapitän aus den 60er Jahren
  • 003Der Heli-Motor
  • 004Hobby, ein Dieselmotor mit 1,5ccm

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Rekordflug über den Atlantik mit einem Modellflugzeug

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

  • 001Maynard L. Hill mit Rekordmodell TAM5
  • 002Rekord-Flugroute
  • 003Team mit Joe Foster, Les Hamilton, Beecher Butts, Maynard Hill, and Ron Bozzonetti.

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