Freewing Venom – Mission 200 km/h Plus

Und dann war da noch die Sache mit dem „Need for Speed“. 193 km/h hatte das GPS letzte Saison als Höchstgeschwindigkeit unserer Venom gemessen. – Nicht schlecht für eine solch betagte Aerodynamik. Aber für die Freunde runder Zahlen fehlen noch 7 km/h zum Glücklichsein.

Freewing Venom, Spannweite 150 cm

Aerodynamisches Potenzial

Man muss den Tatsachen ins Auge blicken: Auch die „grosse“ Venom hatte als Jagdbomber und Erdkämpfer nicht die Gene eines Rennpferds. Sie sollte in Bodennähe eine robuste Plattform mit ordentlich Zuladung bieten. Als Kind der späten Vierziger ist sie einer der ersten Gehversuche mit gepfeilten Flügeln. Und dass damals die Nurflügler gerade in Mode kamen, nicht nur beim Hersteller De Havilland, sieht man ihr auch an.

Ein konventionell ausgelegtes Flugzeug wie die Venom hat entsprechend seiner Konstruktion eine ideale Geschwindigkeit, bei welcher es ohne Ruderausschläge optimal in der Luft liegt und der Flügel mit minimalem Luftwiderstand den benötigten Auftrieb generiert. Fliegt es schneller steigt der Auftrieb des Flügels und das Leitwerk zieht stärker nach unten. Das Flugzeug hebt die Nase und steigt. Diesem Steigen begegnet der Pilot mit Trimmen oder Gegenlenken. Damit ist es aber vorbei mit der optimalen Lage. Der Luftwiderstand steigt und damit die Kräfte, welche auf und gegen die Struktur wirken.

Die 7 km/h liessen sich natürlich mit der Brechstange, d.h. durch mehr Schub gewinnen. Einerseits benötigen aber ein paar wenige Stundenkilometer mehr am oberen Ende der Tempo-Skala unverhältnismässig viel mehr Power. Andrerseits soll dieser Rekordversuch ohne grösseren Investitionen in die Venom vonstatten gehen. Das Mittel der Wahl ist deshalb aerodynamisches und flugmechanisches Fein-Tuning in den Bereichen

  • Flügelfläche
  • Ruder- und Klappenstellung
  • Luftwiderstand
  • Schwerpunktlage und Gewicht

Reduktion der Flügelfläche

Da stehe ich nun mit diesem Riesenflügel. Seit meinen einschlägigen Vorlesungen ist’s schon eine Weilchen her. Ein paar Binsenweisheiten sind mir geblieben: Grosse Flügel tragen gut, sind aber nicht schnell. Je kleiner der Flügel, desto schneller das Flugzeug. (Vom Flügelprofil wollen wir jetzt nicht reden.) Dieses Prinzip hat der US-Flugzeugbauer Lockheed mit seiner F-104 Starfighter auf die Spitze getrieben. Und für dessen Nachteile haben die Piloten der Deutschen Luftwaffe bitter bezahlt.

Von Bundesarchiv, B 145 Bild-F027410-0011 / Berretty / CC-BY-SA 3.0, CC BY-SA 3.0 de, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=5454074

Kann man denn überhaupt die Flügelfläche eines bereits gebauten Flugzeugs reduzieren? – Ja, man kann. – Die Galloping Ghost, eine stark modifizierte P-51D Mustang aus dem 2. Weltkrieg, hat es vorgemacht. Für Spitzenleistungen in der Unlimited Class der Reno Air Races wurde neben vielen anderen Tuning-Massnahmen auch die originale Spannweite von 11.28 m um nicht weniger als 3 Meter gekürzt. Man hat einfach die Flügelenden abgeflext. Der Zweck heiligt die Mittel. Die Rekorde wurden gebrochen.

Leider haben nicht alle Komponenten des Flugzeugs den so erzielten Zuwachs an Höchstgeschwindigkeit vertragen. The Galloping Ghost ist 2011, wenige Sekunden nach der Aufnahme des obigen Bildes, ins Publikum abgestürzt und hat die grösste Katastrophe in der Geschichte der Reno Air Races verursacht.

Auf diese Weise vorgewarnt, werden wir uns kaum dafür entscheiden, die äusseren 25 Prozent der Spannweite abzusäbeln. Die fehlenden Flügelend-Tanks und die halbierten, im Leeren endenden Querruder würden den Flugeigenschaften nichts Gutes tun. Die Venom soll ja auch nicht für diese Mission kaputt getuned werden.

Einsatz von Wölbklappen

Bei den Seglern ist das Spielen mit dem Flügelprofil gängige Praxis. Wer schneller fliegen will entschärft das Profil durch Hochstellen der Steuerflächen an der Flügelhinterkante. Bei reduzierten Auftrieb stellt sich die Balance zwischen gleichbleibendem Gewicht und reduziertem Auftrieb bei höherer Geschwindigkeit ein. Den Wölbklappen sei Dank.

Schade nur, dass die Venom keine Wölbklappen hat. Normalerweise könnten hier die Landeklappen eines Jets mindestens ein wenig so tun als ob. Bei der Venom hatte man sich damals leider für Split Flaps (Spreizklappen) entschieden. Diese lassen in ausgefahrenem Zustand das Flügelprofil auf der Oberseite unverändert. Sie dienen nicht nur als Auftriebshilfe sondern vor allem auch als Bremse. Für unseren Rekordversuch ist hier also nichts zu holen.

Vorderer Fahrwerksschacht

Der regelmässige Leser erinnert sich: Beim Erstflug mit „Aussenlandung“ hatten wir den Verlust der vorderen Fahrwerksklappen zu beklagen. Seither wurde mit offenem Schacht geflogen. Das ist gut für die Akku-Kühlung und den faulen Modellbauer, aber schlecht für die Aerodynamik und die Spitzengeschwindigkeit.

Die Spielerei mit den separat gesteuerten Fahrwerksklappen wollen wir nicht wieder herstellen. Für die Aerodynamik sollte aber schon etwas getan werden, auch wenn ausreichend Durchzug für die Akku-Kühlung erhalten bleiben muss. Die hinteren Klappen werden unbeweglich installiert und mit einer Öffnung versehen, durch welche das Fahrwerk ein- und ausfahren kann.

Die vordere Klappe erhält ein Scharnier, welches im Gegensatz zu seinem Vorgänger auch eine ruppigere Gangart oder hohes Gras verträgt. Sie hat keine mechanische Verbindung zum Fahrwerksbein. Stattdessen wird sie durch eine Feder geschlossen gehalten. Das Fahrwerk kann sie beim Ausfahren einfach aufdrücken. Beim Einfahren klappt sie von selber wieder zu.

Schwerpunkt finden

Es ist fortgeschrittenes Gewichtheben, die 2½ kg der Venom samt Akku ruhig in Vorhalte auf den Fingerspitzen zu balancieren. Dazu möglichst noch ohne die Fingernägel bei der von Freewing vorgegebenen 105mm-Marke tief in den EPO-Schaum zu bohren. Im Wissen um die Ungenauigkeit dieser Messmethode wird man den Schwerpunkt eher etwas kopflastig wählen. Sicher ist sicher, aber leider weniger schnell.

Um beim Schwerpunkt auf dem Millimeter optimieren zu können, braucht es also genaueres Gerät. Zwar haben wir mit unserer altbewährten mechanischen Schwerpunktwaage SIG Pro Balancer ein nützliches Helferlein. Sie kämpft aber bei der Venom am oberen Ende, wenn nicht schon ausserhalb ihrer Gewichtsklasse. High-Tech tut not und kommt digital mit Mobile-App in Form des CG Wizard Pro 3.0 von Digitech. Um die CHF 250.- ein stattliche Investition. Damit trauen wir uns aber auf 110 mm zu gehen.

Gewicht und Schwerpunkt einstellen

Was haben Venom-Fliegen und American Football gemeinsam? – Wenn mal was läuft, dann geht es ordentlich zur Sache. Die meiste Zeit steht man aber nur dumm rum. Flugdauern so um die 3-4 Minuten lassen sich mit höheren Akku-Kapazitäten nur begrenzt verlängern. Die Rechnung ist demnach einfach: Will man viel fliegen, so braucht man viele Akkus.

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Wir haben viele, aber leider viele verschiedene. Die unterschiedlichen Kapazitäten der 6s-Kraftpakete sind weniger ein Problem, der Gewichtsbereich von 530 und 810 Gramm hingegen schon. Mit den fast 300 Gramm Plus-Minus in Flugzeugnase macht man beim Schwerpunkt Kompromisse. Für den Rekordversuch optimieren wir auf den grössten und schwersten Akku. Wir wollen das Gewicht. Dass der 5200er von Swaytronic mit 60C/120C die heisseste Entladerate hat, wird auch gerne genommen.

Rekordflug

Mit einem Fluggewicht von 2920 Gramm und dem Schwerpunkt auf 110 mm gehen wir an den Start.

Das Ergebnis nach einigen verwegenen Sturzflügen: 198 km/h

2 fehlen immer noch. Dabei lassen wir es bewenden. Ein Rennflugzeug ist die Venom nicht. Sie behält aber ihren Platz in Flying Tom’s Hangar wegen ihren anderen Qualitäten:

  • spektakuläres Flugbild
  • gutmütiges Flugverhalten
  • einfach zu landen auf unserer kurzen Graspiste
  • sehr schönes semi-scale Modell der De Havilland DH.112 Venom

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