Teil 2 - Strategien, Profilentwicklung und Bauweisen in der Klasse F1A
von Thomas Weimer und Johannes Seren.
Freiflug Idylle in Schweden
von Thomas Weimer und Johannes Seren.
Freiflug Idylle in Schweden
4. Profilentwicklung
In den Anfangsjahren der Klasse F1A wurden recht dicke Profile verwendet. Das war der verwendeten Holzbautechnik geschuldet, denn um eine ausreichende Festigkeit der Tragflächen zu erreichen, ist eine gewisse Profilhöhe erforderlich.
Mit zunehmend besseren Materialien und Bautechniken wurden die Profile dünner. Ihr entscheidendes Merkmal ist die gewölbte Unterseite. Die Profile werden heute konventionelle Profile genannt. Der Nachteil dieser Profile ist ihr relativ hoher Luftwiderstand. Dadher können so keine optimalen Starthöhen erzielt werden. Dennoch haben diese Profile nicht zu unterschätzende Vorteile, weshalb sie auch heute noch verwendet werden. Das sind gutmütiges Flugverhalten und die guten Gleitflugleistungen. Diese Profile fliegen auch bei turbulenten Bedingungen und in kritischer Thermik sehr stabil. Modelle mit solchen Profilen sind „thermikgierig“, sie suchen sich die Thermik teilweise selbst und zentrieren gut im Aufwind. Die Sinkgeschwindigkeit der Modelle in „neutraler“ Luft liegt bei 20 bis 24 cm/s. Das heißt, dass ein solches Modell aus einem Meter Flughöhe etwa vier bis fünf Sekunden Flugzeit erzielt.
Eine Art Standardprofil, das sich seit den 1970er Jahren bis in die heutige Zeit bewährt hat, ist das Benedek B 6356 b. Oft wurde auch das Profil von Weltmeister Andress Lepp verwendet. Seit den 1990er Jahren wird das Makarovprofil sehr erfolgreich eingesetzt.
Höhengraph mit konventionellem "Tchopp" Profil.
Seit 2008 setzen sich aber zunehmend die LDA-Profile durch. LDA steht für Low Drag Airfoil, also für ein Profil mit geringerem Luftwiderstand. Nur mit ihnen sind die heutigen Ausklinkhöhen von über 100 Metern erreichbar. Aber dieser Vorteil wird mit einer schlechteren Gleitleistung erkauft. Die Sinkgeschwindigkeiten liegen zwischen 0,24 m/s und 0,30 m/s. Daher erzielen solche Modelle nur einen Vorteil bei der Flugzeit insgesamt, wenn sie ihren Höhenvorteil durch einen gelungenen Start auch ausnutzen.
Ein weiterer Nachteil ist ihr schwierigeres Verhalten in der Thermik. Diese Modelle sind aufgrund ihrer etwas höheren Fluggeschwindigkeit nicht so „thermikgierig“ und auch schwieriger für ein gutes Thermikverhalten zu trimmen. Allerdings werden die Profile weiterentwickelt und verfeinert, sodass sie mittlerweile zu „Allroundprofilen“ geworden sind.
Durch Turbulatoren und rau gesprayte Oberflächen fliegen die Modelle inzwischen stabiler. Außerdem wurden bessere Kombinationen von Tragflächen und Höhenleitwerksprofil gefunden.
Typisches LDA Profil
LDA Start mit ARM Modell (rechts) auf 105 m Höhe.
Weitere LDA-Profile, besonders das MID 103 wird oft verwendet.
Einige Konstrukteure haben versucht, die Vorteile beider Profilarten zu verbinden und deren Nachteile zu minimieren. Daraus sind die Hybridprofile entstanden. Sie sind im Bereich der Profilnase den LDA Profilen ähnlich, was den Luftwiderstand zur Erreichung guter Höhen minimiert. Im hinteren Bereich sind sie aber, wie bei den konventionellen Profilen, stärker gewölbt, was die Gleitleistung und das Thermikflugverhalten verbessert.
Unten das konventionelle Profil, oben das LDA Profil, dazwischen verschiedene Abstufungen der Hybridisierung.
Ermöglicht durch die modernen Bauweisen und Steuerungen wurden schließlich auch Flapperprofile möglich. Diese haben eine veränderliche Geometrie. Für den Start und den Steigflug wird der hintere Teil hochgefahren. Das sorgt für einen geringen Luftwiderstand und hohe Geschwindigkeiten zum Erreichen großer Starthöhen. Für den Gleitflug wird das Profilende wieder abgesenkt und verschafft dem Modell dadurch einen guten Gleitflug.
Im Wettbewerb sind heutzutage alle Profilarten anzutreffen. Bei turbulentem Wetter werden konventionelle Profile, Hybridprofile und weniger kritische LDA-Profile geflogen.
Bei ruhigeren Bedingungen und schwacher Thermik werden hauptsächlich LDA-Profile eingesetzt. Wenn es schließlich um Stechflüge geht, die in der Regel spät abends oder sehr früh am Morgen, also bei höchstens sehr geringer Thermik geflogen werden, kann man sich eigentlich nur noch mit einem Modell mit Flapperprofil vorne platzieren.
Höhengraph Flapper – Start auf gut 118 m Höhe.
Flapper in der Luft im typischen Carbon-Schwarz.
5. Bauweisen
Bis zu Beginn der 1980er Jahre wurden F1A-Modelle in Holzbauweise (zunächst Sperrholz, später Balsaholz) mit Rippenflügeln hergestellt. Die wesentlichen Arbeiten bestanden aus Sägen, Schleifen und Kleben. Die Gerippe wurden anschließend mit Papier bespannt und lackiert. Die Rümpfe wurden ebenfalls aus Holz gefertigt. Diese Konstruktionen waren recht leicht und für die damaligen Starttechniken stabil genug. Der große Nachteil bestand darin, dass diese Holzkonstruktionen „gearbeitet“ haben und „gealtert“ sind. Durch Temperatur- und Feuchtigkeitseinflüsse entstanden ungewollte Verzüge, die die Flugeigenschaften verschlechtern konnten. Es gab einige Ansätze, die Tragflächen vollständig mit Schalen aus Balsa zu fertigen. Diese Bauweise hat sich aber im Gegensatz zur D-Box nicht durchgesetzt. Bei der D-Box ist der vordere Teil des Profils oben und unten beplankt. Der hintere Teil des Flügels ist in Rippenbauweise gefertigt.
Modell von Volker Lustig (DDR) in Rippenbauweise.
Modell von Andress Lepp (UdSSR) mit Balsa D-Box.
Ende der 1980er Jahre wurden die ersten faserverstärkten Kunststoffe eingesetzt. Rumpfköpfe und Rumpfrohre wurden in Formen aus glasfaserverstärktem Epoxydharz hergestellt. Als die ersten Carbonfasern verfügbar waren, wurden diese als „Capstrips“ zur Verstärkung auf die Rippen geklebt, um die Verzugsfestigkeit zu verbessern. Aber schon bald wurden auch die Tragflächenholme, die Endleisten und die D-Boxen aus Kohlefasern gefertigt. Diese Bauweise ist bis heute bei Rippenkonstruktionen üblich. Sie bietet eine enorme Festigkeit und so ein Flügel ist stabil und verzieht sich nicht mehr. Er behält seine Form auch bei verschiedenen äußeren Einflüssen und damit hat das Modell konstante Flugeigenschaften. Und nicht zuletzt wurden die modernen Starttechniken erst durch solch belastbare Konstruktionen möglich.
Modell von Frank Adametz.
In den letzten Jahren haben sich die Bautechniken weiter entwickelt, was zu Tragflächen und Leitwerken mit Schaumstoffkernen (Rohacell) und Carbonbeplankungen geführt hat. Diese Modelle werden inzwischen am Computer entworfen. Die Daten werden anschließend zum CNC-Fräsen der Formen und der Schaumstoffkerne verwendet.
Der Aufwand für solche Modelle ist inzwischen zeitlich, finanziell und technologisch so hoch, dass eine Vielzahl der Piloten diesen nicht mehr betreiben kann oder will. Aber es gibt Fabrikanten, besonders in Litauen, Russland und der Ukraine, die solche Modelle anbieten. Auf Grund der höheren Stückzahlen lohnt sich für sie der Aufwand. Allerdings kosten Modelle dieser Fertigungsart auch bis zu 3500 €. Für die meisten Piloten ist der Kauf jedoch effektiver als die ganze Arbeit selbst zu leisten.
Flapper von Gorskiy-Favionics (Russland) Siegermodell im Stechen WM 2019, Pilot Constantin-Aurelian Brinzoi (Rumänien).
Rohacellkern für ein Carbon-Schalen Höhenleitwerk, im Hintergrund die CNC gefräste und polierte Aluminiumform.
Rumpfkopfherstellung
Seiten- und Höhenleitwerk der neuesten Generation in Rohacell-Carbon Bauweise. Damit sind auch elliptische (aerodynamisch günstige) Formen möglich.
F1A-Flapper der neuesten Generation, Rumpf aus Carbon, Tragflächen und Leitwerke in Rohacell-Carbon Bauweise mit Carbonholmen, Modell mit elektronischem Timer, GPS, Höhenmesser, LED Flasher, elektronischem Schlepphaken, Steuerung von Flügel und Leitwerken mit vier Servos, Programmierung des Modells und Auslesen der Daten über eine Android- oder IOS-App.
Komplexität des F1A-Fliegens
Um F1A-Modelle erfolgreich zu fliegen, ist das Beherrschen eines ziemlich komplexen Systems notwendig. Das erfordert neben einem gesunden sportlichen Ehrgeiz und viel Spaß am Fliegen auch ein systematisches Vorgehen, um alle Bereiche im Griff zu haben. Im Vordergrund stehen natürlich die für bestimmte Wetterlagen mit viel fleißigem Training abgestimmten und perfekt getrimmten Modelle. Der Pilot muss ständig dafür sorgen, dass diese in einem technisch einwandfreien Zustand sind. Mit der Einstellung „es wird schon funktionieren“, wenn eigentlich Wartungs- und Reparaturbedarf besteht, geht eher früher als später etwas daneben. Aber neben den Modellen gehört noch einiges an Zubehör zum F1A-Fliegen. Dieses muss ständig in Ordnung gehalten werden. Besonders wichtiges Material, wie zum Bespiel alles was zum Programmieren und Bedienen der Modelle nötig ist, hat ein Pilot zur Sicherheit auch doppelt. Ein sehr wichtiges Zubehör sind die Hochstartleinen, von denen jeder erfahrene Pilot mehrere besitzt. Es werden je nach Wetter verschiedene Leinen benutzt, die sich vor allem in ihrem Durchmesser und der Tragkraft unterscheiden. Die Leinen sind sehr hohen Belastungen ausgesetzt, verschleißen mit der Zeit und reißen auch mal beim Start. Daher gilt es, die Leinen regelmäßig zu prüfen und rechtzeitig zu ersetzen. Ein weiteres wichtiges Zubehör ist ein gutes Fernglas mit Stativ zum Verfolgen der Flüge über längere Strecken. Flüge mit längeren Flugzeiten oder bei stärkerem Wind lassen die Modelle schon einmal bis zu zwei Kilometer entfernt landen. Manchmal haben nicht mal die eigenen Zeitnehmer ein gutes Fernglas. Dann kann der Pilot, um eine korrekte Zeitnahme zu gewährleisten, den Zeitnehmern sein Fernglas anbieten. Damit steigt die Wahrscheinlichkeit, das Modell auch bis zum Ende durchgehend zu beobachten.
F1A-Piloten müssen häufig trainieren und nicht immer kann ein Helfer mit dabei sein. Aber irgendwie muss das Modell auch dann am anderen Ende der Leine in die Luft kommen. Dazu gibt es Startvorrichtungen, in die das Modell eingelegt werden kann, um es dann mit Leinenzug daraus zu starten.
Modell in einer Startvorrichtung.
Weiterhin ist für F1A-Flieger die Kleidung sehr wichtig. Diese ist zunächst einmal auf das jeweilige Wetter abgestimmt. Zur Erhaltung der körperlichen Fitness werden zum Beispiel bei sehr hohen Temperaturen Kühlwesten benutzt. Aber die Klasse F1A verlangt zusätzlich noch besondere Kleidung. Bei den Schuhen ist eine sehr gute Griffigkeit auch auf rutschigem Untergrund entscheidend, damit der Pilot beim Start des Modells eine möglichst hohe Laufgeschwindigkeit erreichen kann. Daher werden oft Schuhe mit Noppen oder Spikes getragen.
Zum Schutz der Hände oder Finger bei den hohen Belastungen durch den Leinenzug beim Starten verwenden die meisten Piloten Handschuhe oder kleben mit Tape ab.
Bei den modernen Techniken des Ausklinkens zum Erreichen besonders großer Starthöhen werfen sich die Piloten auf den Boden. Das kann aber je nach Untergrund zu erheblichen Verletzungen führen. Daher benutzen diese Leute Protektoren für Rücken, Knie und Ellenbogen und einige auch für den Kopf. Viele Piloten benutzen zur Unterstützung des Rückholens der entfernt gelandeten Modelle Fahrräder, teil auch E-Bikes. Das spart ihnen Zeit und Energie im körperlich anstrengenden Wettbewerbsbetrieb. Bei eher ungemütlichem Wetter und besonders dann, wenn die Autos weit entfernt von der Startstelle parken, bauen die Piloten oft auch ein kleines Zelt als Schutz für die Modelle und die Ausrüstung auf.
Ein besonders wichtiges Zubehör ist die Transportkiste für die Modelle und einen Teil der Ausrüstung. Darin sind in der Regel fünf bis sechs in ihre Einzelteile zerlegten Modelle, aber auch Reparaturmaterial und Werkzeug sowie weitere Dinge wie Batterien, Ladegeräte, Stoppuhr, Medizin, usw. untergebracht.
Modellkiste mit Zubehör.
Das Modell wird aus den Komponenten Rumpf, Höhenleitwerk und rechter und linker Flügel zusammengebaut.
Typischer Kisteninhalt: Konventionelles Tchopp Modell (oben), zwei kleine LDA Modelle (Mitte) und ein Flapper Modell (unten). [/CENTER]
Neben all diesem materiellen Zubehör umfasst die Komplexität des F1A-Fliegens aber noch weitere Aspekte. Dazu gehören Kenntnisse der Wetterkunde, besonders um Thermik zu erkennen und zu finden. Wichtig ist auch das taktische Verhalten bei den Wettbewerbsflügen, das natürlich im Training geübt werden muss. Hierbei haben alle Piloten ihre Vorlieben, letztlich kann aber jeder die legalen Mittel ausschöpfen, um erfolgreiche Flüge zu machen.
In anderen Modellflugklassen müssen die Modelle an der Startstelle im Umkreis von fünf Metern gestartet werden. Da die F1A-Modelle jedoch geschleppt werden, steht den Piloten das gesamte Gelände zur Verfügung. Es ist aber darauf zu achten, sich mit dem Modell an der Leine nicht zu weit von den Zeitnehmern zu entfernen, da diese in der Lage sein müssen, den Startzeitpunkt zu erkennen. Außerdem sollte eine zu große Nähe zu anderen geschleppten Modellen vermieden werden, damit keine Behinderungen und daraus resultierende Fehlstarts entstehen. Um gute Luft zu finden, gibt es vor allem zwei Taktiken. Bei der ersten kann sich ein Pilot gegen den Wind von der Startstelle wegbewegen.
Das machen vor allem diejenigen, die auf ihre eigenen Fähigkeiten vertrauend und unter Einbeziehung der Beobachtung von Vögeln, Insekten und anderer Thermikanzeichen selbst gute Luft finden möchten. Sie nehmen sich damit aber die Möglichkeit, andere Modelle zu beobachten und gegebenenfalls zu erkennen, ob diese bereits gute Luft anzeigen. Daher lassen sich viele Piloten mit dem Modell an der Leine hinter die Startstelle und andere schleppende Piloten zurückfallen. In dieser Position kann der eigene Start in die Luft hinein erfolgen, die von anderen bereits gefunden wurde und die durch gut fliegende und steigende Modelle angezeigt wird. Zusätzlich kann sich der Pilot mit seinem eigenen Thermikgefühl absichern. Die zweite Taktik wird „Abstauben“ genannt.
Schließlich gibt es noch die mentale Komponente beim F1A-Fliegen.
Diese wird oft unterschätzt und wenig trainiert, spielt aber, wie bei anderen Sportarten, doch eine entscheidende Rolle. Die Weisheit: „Gewonnen oder verloren wird zwischen den Ohren“ gilt auch für den Modellflugsport.
Um ein Sieger zu sein muss man denken und auftreten wie ein Sieger. Aber dieses Selbstbewusstsein kann nicht gespielt werden, man muss es sich hart erarbeiten, beruht es doch auf dem durch fleißiges Training erworbene Vertrauen in sich selbst und seine Modelle. Ein mental starker Pilot ist auch auf überraschende und nicht planbare Gegebenheiten vorbereitet. Er kann auf alle Situationen reagieren und findet Lösungen.
Um diese Komplexität des wettbewerbsmäßigen F1A-Fliegens zu beherrschen, ist für den Erfolg ein systematisches Vorgehen zwingend nötig. Dazu zählt die kritische Betrachtung des eigenen Fliegens und von allem was dazu gehört, inklusive Fehleranalyse und Zielfestlegungen. Das erfordert eine gründliche Dokumentation, beispielsweise der Trimmungen und des Flugverhaltens der vielen Modelle, aber auch der erfolgreichen und nicht so gut gelaufenen Wettbewerbe. Mit der Bereitschaft und dem Ehrgeiz, sich ständig weiterzuentwickeln, führt solch ein systematisches Vorgehen mit Sicherheit zu besseren und vor allem auch über lange Zeiträume konstant guten Ergebnissen.
Da das Betreiben der Klasse F1A aber immer noch ein Amateursport ist, bedarf all das Beschriebene auch noch eines cleveren Zeitmanagements. Ein besonders bemerkenswerter Pilot ist Per Findahl. Der Schwede ist seit Jahrzehnten an der Weltspitze zu finden ist. Er war zweimal Weltmeister, hat bereits 10 mal die Weltranglisten-Gesamtwertung gewonnen und hat 2022 seinen Europameistertitel verteidigt. Ein wesentlicher Faktor für seinen Erfolg ist neben der Teilnahme an einer Vielzahl von Wettbewerben über das Jahr sowie sein intensives Training. Mit seinem Sohn hat er ein Video) gedreht, das bis heute einen guten Einblick in die Klasse-F1A zeigt.
Hier sieht man auch gut, wie sich der F1A-Start in den letzten 10 Jahren geändert hat. Neben dem konventionellen Beschleunigen hat sich die sogenannte Bärenrolle immer mehr durchgesetzt. Bei dieser wird sich bewusst auf den Boden fallen gelassen, um noch mehr Druck aufzubauen. Dies ist erst durch die noch stabileren Modelle möglich geworden.
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