Woraus ein Modellflugzeug besteht

Woraus ein Modellflugzeug besteht

Was versteckt sich alles in einem Modellflugzeug? Was braucht es an Elektronik, damit ein Modellflugzeug abheben kann? In diesem Artikel möchte ich kurz vorstellen, welche Komponenten für dazu benötigt werden. Dabei sehen wir uns an, welche Teile beim Flächenflug mit Elektroantrieb zum Einsatz kommen: Was ist mindestens nötig, um ein Modellflugzeug auszustatten und was könnte man zusätzlich noch einbauen?

ModellflugzeugeEin Modellflugzeug besteht nicht nur aus dem Rumpf und den Tragflächen. Bis ein Modell bereit ist in die Luft zu gehen müssen noch einige Teile mehr eingebaut werden. Dazu gehören: Empfänger, Regler, Motor, Propeller, Servos und nicht zu letzt noch der Akku. Diese Teile sind in jedem ferngesteuerten Modellflugzeug enthalten – mit der Ausnahme, dass reine Segelflugzeuge natürlich keinen Motor haben. Darüber hinaus kann man noch einige zusätzliche Dinge in ein Modell verbauen, wie zum Beispiel einen Autopiloten.

Empfänger

EmpfaengerJedes Modellflugzeug muss vom Piloten die Steuersignale erhalten können, dazu dient natürlich der Empfänger. Welche Empfänger verwendet werden können hängt vom System ab, das die Fernsteuerung benutzt. Ich zum Beispiel verwende zwei Fernsteuerungen von Spektrum, eine DX8 und eine DX6, und kann deshalb grundsätzlich Empfänger von Spektrum benutzen. Alternativ dazu funktionieren auch die Orange-Empfänger von Hobbyking. Auf dem Bild sind ein 6-Kanal-Orange-Empfänger und ein 8-Kanal-Empfänger von Spektrum zu sehen. Daneben gibt es noch viele weitere Systeme wie HOTT, FASST und FrSky, um einige zu nennen. Egal welcher Empfänger zum Einsatz kommt übernimmt er folgende Aufgabe: Die Steuersignale vom Piloten werden dechiffriert und an die einzelnen Servos und den Motor weitergegeben.

Regler

ReglerDer Regler für ein Elektro-Modellflugzeug hat zwei Aufgaben: Einerseits sorgt er für eine stabile Spannungsversorgung für Regler und Servos, andererseits übersetzt er die Gasstellung in Impulse für den angeschlossenen Brushless-Motor. Eine wichtige Kenngröße ist der maximale Strom, den der Motor „ziehen“ darf. Im Bild sind verschiedene Regler für Brushless-Motoren zu sehen, die von 30 Ampere (A) bis 45 A reichen. Ganz unten im Bild ist zusätzlich noch ein BEC („Battery Eliminator Circuit“) zu sehen – dieser kann keinen Motor regeln und stellt nur eine stabile Stromversorgung zur Verfügung.

Der Regler hat üblicherweise drei Anschlüsse: Die Stromversorgung wird direkt mit dem Akku verbunden, drei Litzen die direkt mit dem Motor verbunden werden und ein Servokabel. Über dieses wird der Empfänger mit Strom versorgt und der Regler bekommt das Gas-Signal vom Empfänger.

Motor

Motor-und-MitnehmerDer Motor ist der Antrieb des Modellflugzeugs und wird direkt an den Regler angeschlossen. Bei früheren Bürsten-Gleichstrommotoren wurde ein Stück Graphit benutzt, um den Kontakt zum drehenden Teil herzustellen – die Folge war, dass diese Motoren mit der Zeit gewartet werden mussten und der Schleifer ausgetauscht werden musste. Heute sind die bürstenlosen „Brushless“-Motoren gang und gäbe. Der große Vorteil ist, dass die Wartung entfällt; die Konsequenz, dass andere Regler nötig geworden sind. Der Vorteil überwiegt aber bei weitem und die Brushless-Motoren sind aus dem Modellbau nicht mehr wegzudenken. Auf dem Bild sehen wir zwei Brushless-Motoren, sowie eine Halterung und einen Mitnehmer (links unten) für den Propeller.

Propeller

PropellerDer Propeller wird oft auch als Luftschraube bezeichnet und setzt die Drehbewegung der Motorwelle in einen Luftstrom um mit der das Modellflugzeug angetrieben wird. Meist ist der Propeller direkt an der Motorwelle angebracht oder sonst über ein Getriebe mit ihr verbunden. Auf dem Bild sind Luftschrauben in verschiedenen Größen zu sehen, darunter auch zwei Klappluftschrauben (ganz links im Bild).

Die wichtigsten Kenngrößen sind Durchmesser und Steigung. Üblicherweise werden die beiden Werte in Zoll angegeben. Ein Propeller 10 x 4.7 hat einen Durchmesser von 10 Zoll und eine Steigung von 4.7 Zoll.

Servos

ServoMit den Servos können die einzelnen Steuerflächen des Modellflugzeugs bewegt werden. Je nach dem, wie das Modell aufgebaut ist, können unterschiedliche Flächen damit gesteuert werden, meist: Höhenruder, Seitenruder und Querruder und eventuell Landeklappen oder Störklappen. Wie das genau funktioniert, könnt ihr in diesem Artikel nachlesen.

Servos können neben der Baugröße noch an anderen wichtigen Merkmalen unterschieden werden. Dazu zählen unter anderem die Stellgeschwindigkeit, die in °/sec angegeben wird und die Stellkraft, die in Ncm gemessen wird. Darüber hinaus ist auch interessant, ob die Steuerung analog oder digital erfolgt und aus welchem Material das Getriebe gefertigt ist – Metallgetriebe sind zwar etwas schwerer, dafür wesentlich langlebiger als Getriebe aus Plastik. Das Beispielservo auf dem Bild hat eine analoge Steuerung und ein billigeres Getriebe aus Plastik.

Akku

AkkuDer Akku ist für das Fliegen eines Modellflugzeugs unbedingt notwendig und normalerweise ist er nicht starr mit dem Modell verbunden. Stattdessen kann er möglichst einfach gewechselt werden, damit man schnell wieder in der Luft ist und nicht erst auf den Ladevorgang abwarten muss. Wegen dem guten Energie-Gewichts-Verhältnis und der einfachen Handhabung werden im Modellbau inzwischen hauptsächlich Lithium-Polymer-Akkus (LiPo) eingesetzt. Die wichtigste Kenngröße ist wohl die Kapazität, die in Miliampere-Stunden (mAh) angegeben wird. Daneben kommt es auch auf die Zellenanzahl an: Jede LiPo-Zelle hat eine maximale Spannung von 4.2 Volt – bei einem Akku mit drei Zellen (3S) hat ein voll geladener Akku eine Spannung von 12,6 V. Die Anzahl der seriell geschaltenen Zellen wird mit nS angegeben, wobei n für die Anzahl steht.

Mehr

AutopilotMit den obigen Teilen lassen sich die meisten Modellflugzeuge aufbauen und gut betreiben. Wie immer kann man auch noch „mehr“ machen, wie zum Beispiel einen Stabilisator oder Autopiloten zu installieren. In manchen Empfängern sind bereits Stabilisatoren wie AS3X von Spektrum integriert. Andere Möglichkeiten dazu bieten die Autopiloten, wie im Bild nebenan zu sehen: das KK-Board von Hobbyking und der Ardupilot.

Weitere Ideen für Komponenten sind zum Beispiel Gimbals, die mitgeführte Kameras stabilisieren, um die Neigung des Modells und Vibrationen herauszufiltern. Diese kommen vor allem in Multikoptern zum Einsatz.

Ich hoffe, ich konnte euch einen kleinen Überblick über die nötigen elektronischen Teile für ein Modellflugzeug verschaffen und freue mich wie immer auf Feedback! Happy Landings!

 

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