SZD-24 Foka 4 von Airworld mit +Jet 90 Klappimpeller
von Steve Streff.
von Steve Streff.
Die Foka wurde von Władysław Okarmus als Leistungssegelflugzeug für die Standardklasse entwickelt. Die verbesserte SZD-24 Foka 4 entstand 1962. Nur drei Jahre später, bei der Segelflug-Weltmeisterschaft 1965 in Großbritannien, konnte der erste Weltmeistertitel in der offenen Klasse mit der Foka 4 errungen werden. Die Original-Foka ist in Ganzholz-Schalenbauweise ausgeführt und das Leitwerk in Normalbauweise. Bis heute ist die Foka noch in verschiedenen Segelflugvereinen im Einsatz.
Das Modell
Die Foka 4 von Airworld ist im Maßstab 1:4 und hat eine Spannweite von 3,75 m.
Der Standardbausatz, voll in GFK-Sandwich Bauweise, hat Querruder und Störklappen. Optional sind Carbon D-Box und Wölbklappen möglich. Da ich die Foka für Kunstflug mit Rauchpatronen ausgestattet habe, wurde das Modell mit Carbon D-Box bestellt. Mit vier Klappen hat man deutlich mehr Möglichkeiten. Daher hatte ich die Foka 4 zwar mit Wölbklappen, aber ohne Störklappen bestellt.
Meine Foka 4 besitzt einen sehr modernen Antrieb. Es ist ein +Jet Klappimpeller mit einem 90'er Impeller von CNC-Luftsporttechnik.
Die Auslegung
Die Original-Foka ist ein Kunstflugsegler, aber mit Grenzen. Beim Modell kann man diese Grenzen dank der modernen Bauweise überwinden. Ich wollte dieses Mal aber kein Kunstflugsegler mit richtigem Power-Setup, was maximal möglich ist, sondern ein möglich leichtes Setup. Dafür ist ein +Jet 90 mit hochwertigen Komponenten bestens geeignet. Dieses Setup wurde abhängig vom Schwerpunkt gewählt, und so wurde ein 8s Setup zurückbehalten. Die Kapazität von 5Ah lag bereits fest, da ich bereits mehrere Lipos mit 6s 5Ah und 2s 5Ah hatte.
Mein Ziel war es, einen leichten Kunstflugsegler aufzubauen, der sowohl in der Ebene, wie auch am Hangflug geflogen werden kann und mit dem enger Kunstflug auf kleinem Raum möglich sein sollte. Für Showflüge wurde die Foka mit Halterungen für Rauchpatronen ausgestattet. Für Dämmerungsflüge mit langsamem Segelkunstflug auf engem Raum war die Aufnahme von Fontänen vorgesehen. Das war der Plan.
Das PlayToy-Design
Die Foka 4, wie sie von Airworld geliefert wird, war schön orange. Für mich war das aber etwas zuviel orange!
Meine Foka sollte den weißen Streifen mit den bekannten Schriftzügen am Rumpf erhalten, aber auch einen modernen Touch bekommen. Heraus kam eine Foka im PlayToy-Design, mit zusätzlichen weißen Elementen auf Tragflächen und Höhenleitwerk, sowie den PlayToy-Hasen auf dem Seitenleitwerk. Ein Oldie mit modernem Touch, ich denke, dieses ist dem Designer gelungen?
Rumpf
Der Deckelausschnitt wurde als Bau-Service bei CNC-Luftsporttechnik mitbestellt. Als nächstes wurde der Impellerspant im Rumpf positioniert, mit dem verschraubten Klappimpeller zur Tragflächensehne ausgerichtet und mit Sekundenkleber fixiert. Nachdem alles passte und auch der Klappimpeller sauber aus- und einfahren konnte, wurde der Spant mit 24h-Epoxi und Baumwollflocken endgültig verklebt..
Das Modell, so wie auch die Original-Foka, hat ein festes Rad, das auch Bodenstarts ermöglicht.
Bei diesem festen Rad wurde zuerst genau angezeichnet wo das Rad hinkommt, anschließend wurde der Sperrholzrahmen im Rumpf verklebt. Nach Trocknung konnte der Ausschnitt im Rumpf erfolgen dank der Führung durch den Rahmen. Damit gelingt der gewünschte Rumpfausschnitt für das starre Rad sehr einfach.
Der hohe Rumpf der Foka 4 ermöglicht den Einbau vom Klappimpeller direkt über dem starren Rad. Der eingeklappte Impeller sitzt somit direkt über dem Rad. Damit sich das Rad frei drehen kann, musste der mittlere Arm der Klappmechanik noch leicht angepasst werden..
Eingebaute Servos
Die Foka 4 habe ich mit sehr hochwertigen Servos von CHAServo ausgerüstet:
Die Servos für Höhen- und Seitenruder wurden hinter den Klappimpeller positioniert. Wahrscheinlich wären bis zu 100 g Blei einzusparen gewesen, hätte ich diese Servos so weit wie möglich nach vorne positioniert, aber mir war eine einfache und perfekte Anlenkung von Seiten- und Höhenruder wichtiger. Daher wanderten diese Servos hinter den Klappimpeller. Hier habe ich die tiefen low profil, aber sehr starken CHA-Servos HV3512 eingebaut. Diese Servos haben eine Stellkraft von über 40 kg, nicht dass man dies brauchen würde Aber kann denn viel Stellkraft eine Sünde sein? Durch die geringe Bauhöhe können diese Servos im Rumpf sehr tief positioniert werden.
Regler und Positionierung der Lipos
Der Klappimpeller sitzt, wie üblich, direkt hinter der Steckung und damit leicht hinter dem Schwerpunkt. Da das Rumpfheck ziemlich lang ist, bei kurzer Rumpfnase, konnte der Schwerpunkt mit den 8s 5000mAh-Lipos nicht ganz ohne Blei eingestellt werden.
Um alle Massen so weit wie möglich nach vorne zu bekommen, wurde auch der Regler weit nach vorne, direkt hinter den Lipos positioniert.
Als Regler verwende ich den YGE Aureus 135. Dieser Regler kann bis 8s eingesetzt werden. Er hat ein integriertes, starkes BEC, integrierte Telemetrie und ist kompatibel mit den gängigen RC-Systemen. So erhalte ich direkt die Stromwerte und kann die Motorlaufzeit exakt nach der Kapazitätsentnahme timen.
Nachdem die genaue Position vom Seitenruderspant mit Sekundenkleber fixiert ist, kann das Seitenruder abgenommen und der Spant verklebt werden.
Anzeichnen des Doppelruderhorns für das Höhenruder.
Die Höhenruder-Anlenkung erfolgt mittels Doppelruderhorn.
Die Schubstange für das Höhenruder mit Kugelkopf ermöglicht eine sehr spielfreie Anlenkung. Auf dem Flugfeld ist die Verbindung zum Ruderhorn mit einer M3-Schraube schnell erledigt.
CFK-Ruderhörner für das Seitenruder mit Anlenkungen über Stahlseile.
Ermittlung der Rumpfdurchbrüche für die Stahlseile. Hier ist auf eine saubere Linienführung zu achten, damit die Stahlseile nicht am Rumpf schleifen.
Die Stahlseile können mittels Gabelköpfen bequem von außen nachgespannt werden.
Wegen der kurzen Foka-Nase konnte der Schwerpunkte trotz 8s-Setup nicht ganz erreicht werden. Es wurden etwa 300 g Blei in der Nase benötigt.
Ein Gemisch aus 24h Harz und Bleikugeln wurde in die Nase geschüttet.
Die Lipos, 6s und 2s 5000mAh, wurden so weit wie möglich vorne angeordnet und mit zwei Klettbänder schnell und sicher befestigt.
Vorbereitung für die Innenlackierung. Ich finde, dadurch sieht das Modell auch innen viel hochwertiger aus.
Außen wird zuerst alles abgedeckt.
Der Rumpf wird zuerst schwarz vorlackiert und dann sparsam mit Granit-Effektlack lackiert.
Position vom Wingstabi: Das Wingstabi befindet sich vor dem Hauptspant. Alle Servokabel zum Wingstabi sind durch den Kabinenhaubenausschnitt sauber zu verlegen und gut zu erreichen.
Die originale Foka 4 hat Querruder und Störklappen. Da ich aber der Meinung bin, dass man mit einem Vier- Klappenflügel mehr Möglichkeiten hat, wurde die Foka 4 mit vier Klappen bestellt, also ohne Störklappen. Alle Ruder sind oben anscharniert und werden von unten angelenkt. Als Querruderservos habe ich die CHA-Servos HV85 eingebaut, ein 8,5 mm dünnes Servo mit 12 kg Stellkraft bei 8,4V. Die Servorahmen mit Gegenlager und Anlenkungen sind von heizkoffer.de, meiner Meinung nach die besten Servorahmen und Anlenkungen, die es aktuell zu kaufen gibt. Das Servo sitzt in einem Carbon-Rahmen, hat ein Gegenlager und wird gut zugänglich von oben verschraubt. Das CFK-Ruderhorn wird an passender Stelle 90° zum Scharnier mit UHU Endfest 300 verklebt. Die Servorahmen werden ausgerichtet und mit Sekundenkleber fixiert. Anschließend werden die Servos wieder ausgebaut und die Rahmen mit Endfest 300 verklebt.
Servorahmen aus CFK einschließlich der Gegenlager von heizkoffer.de
Hier erkennt man auch die spezielle Form des Gabelkopfs aus Aluminium, der einen größeren Ausschlag ermöglicht als herkömmliche Gabelköpfe.
Mit dem Dremel ist der Schlitz für den CFK-Ruderhebel schnell hergestellt.
Die CFK-Ruderhebel werden im Klebebereich angeschliffen und mit UHU Endfest 300 dauerhaft verklebt.
Die Servorahmen werden mit montiertem Servo ausgerichtet und mit Sekundenkleber fixiert. Anschließend werden die Servorahmen mi UHU Endfest 300 verklebt.
Mit zwei M3-Schrauben werden die Servos in den Servorahmen verschraubt. Das ist schnell erledigt und jeder Zeit gut zugänglich,
Halterung für die Rauchpatronen.
In den Tragflächen benutze ich 8-polige Stecker/Buchsen für die zwei Servos und für die elektrische Zündung der Rauchpatronen/Fontänen.
Meine Befürchtung, dass die Foka beim Start wegen der originalen Position des Fahrwerks, die leicht hinter dem Schwerpunkt liegt, zu sehr auf die Nase geht, haben sich nicht bewahrheitet.
Bevor sich die Nase hebt rutscht die Foka beim Start nur die ersten Meter auf der Kufe, dann hebt die Foka sauber ab. Dank des niedrigen Gewichts des Modells hat der Klappimpeller mit 90 mm Durchmesser mit 8s ausreichend Leistung, um die Foka schnell auf Höhe zu bringen.
Nach dem Steigflug wurde der Klappimpeller eingefahren und die Segelflugeigenschaften konnten getestet werden. Der Geschwindigkeitsbereich ist beeindruckend. Die Foka kann also auch schneller bewegt werden und zeigt dabei ausreichend Durchzug in den Kunstflugfiguren. Für gerissene Figuren versuche ich immer möglichst große Ruderausschläge zu erreichen. Diesmal hatte ich es aber damit definitiv übertrieben. Der Höhenruderausschlag glich fast eher einem 3D-Modell und ein Looping war auf kleinstem Raum möglich, jedoch riss dabei die Strömung ab. Für die weiteren Flüge habe ich den Höhenruderausschlag so weit reduziert, dass bei vollem Ruderausschlag kein Abreißverhalten mehr auftrat. In den Kurven muss das Seitenruder intensiv gesteuert werden. Abschwünge und Rollen gelingen sehr sauber.
Showflug mit Rauchpatronen auf dem Flugtag in Birkenfeld:
Mit dem angegebenen Schwerpunkt bei 105 mm und einer EWD von 0.8° war ich noch nicht ganz zufrieden. Im Langsamflug war die Foka unruhig und tänzelte in die Kurven. Die Kurven mussten auch aktiv mit Seitenruder gesteuert werden und die Foka schien sich dabei irgendwie auszubremsen. Die Schwerpunktlage testete ich mittels Abfangbogen. 45° nach unten beschleunigen und das Ruder auf neutral. Bei korrektem Schwerpunkt und passender EWD fängt sich das Modell selbst ab. Dieser Test war positiv, jedoch testete ich danach mit mehr Gewicht in der Rumpfnase, also mit weiter nach vorn verlegtem Schwerpunkt. Die Grundgeschwindigkeit war nun besser. Unarten waren jetzt nicht mehr zu beobachten und die Foka zeigte deutlich mehr Durchzug, sie bremste sich auch weniger aus. Ein weiterer Test mit weiteren 30 g in der Rumpfnase war wieder kontraproduktiv. Mehr Geschwindigkeit, aber die EWD musste erhöht werden, was die Foka wieder ausbremste. Der optimale Schwerpunkt liegt jetzt bei 95 mm und das Modell reagiert sehr empfindlich auf den Schwerpunkt. 5 mm weiter nach vorn oder hinten führen zu deutlich schlechteren Flugeigenschaften.
Aus dem niedrigen Gewicht und der großen Spannweite resultiert eine niedrige Flächenbelastung. Folglich lässt sich die Foka sehr langsam fliegen und spricht gut auf Thermik an. Mit leichter Verwölbung der Vierklappentragfläche kann die Geschwindigkeit noch weiter reduziert werden.
Das weitere Finetuning
Da die Foka wegen der originalen Radposition beim Bodenstart zunächst auf der Kuve rutscht, benötigt das Modell einen recht großen Höhenruderausschlag von 15 mm, damit sie nach den ersten Metern die Nase hebt und sauber abheben kann. Dieser Höhenruderausschlag muss aber im Flug reduziert werden.
Vorteile der Vierklappenfläche
Durch die Vierklappenkonfiguration, die Original-Foka 4 hat nur Querruder und Störklappen, hat man bei diesem Modell viel mehr Möglichkeiten. Beim Start wird leicht verwölbt, damit der Segler früher abhebt. Für die Landung bremsen die großen Wölbklappen enorm und das Modell lässt sich punktgenau landen. Im Flug benutze ich die Wölbklappen zusätzlich zu den Querrudern, um eine bessere Rollrate bei weniger Querruderausschlag zu erhalten.
In der Flugphase "Thermik" werden die Wölbklappen nur wenige Millimeter nach unten gefahren und damit wird die Tragfläche verwölbt und liefert mehr Auftrieb, die Geschwindigkeit wird niedriger. In der Flugphase "Speed" und im Kunstflug werden die Wölbklappen für geringsten Widerstand 2 mm nach oben gefahren und so das Profil entwölbt.
Snapflaps
Um den Höhenruderausschlag weiter zu reduzieren, habe ich auch zum ersten Mal mit Snapflaps experimentiert. Bei Höhenruderausschlag wird verwölbt, die Wölbklappen gehen nach unten und bei Tiefenruder wird entwölbt. Dadurch wird die Energie/Durchzug besser beibehalten, eben durch kleinere Ruderausschläge. Durch den Einsatz der Snapflaps wird das Modell weniger abgebremst, weil der Höhenruderausschlag reduziert werden kann. Somit kann das Modell enger und wendiger geflogen werden. Dabei sollte man sich aber langsam rantasten, 5% Snapflaps zum Höhenruder haben sich bei diesem Modell als optimal erwiesen.
Einige Telemetriedaten
Der Motor zieht maximal 110 A. Bei einer Lipo-Kapazität von 5 Ah ergibt dies eine reine Motorlaufzeit von zwei Minuten und 20 Sekunden bei 80% Kapazitätsentnahme. Das reicht locker für eine Flugzeit von acht Minuten mit viel Segelkunstflug, bis zu 15 Minuten ohne Thermik oder Hangaufwind.
Einige Videos von meiner Foka 4
Fazit
Wer ein voll-GFK Segelflugzeug für einen sehr fairen Preis sucht, der ist mit der Foka 4 von Airworld im Maßstab 1:4 bestens bedient. Durch den modernen Klappimpellerantrieb erhält man ein Modell mit viel Leistung, einem tollen Sound und die schöne Foka-Nase bleibt erhalten.
Obwohl die original Foka 4 nicht für Kunstflug ausgelegt war, dennoch Höhen- und Seitenruder groß ausgelegt sind, zeigt die Foka 4 aber auch hier ihre Möglichkeiten. Rollen gelingen sehr sauber, Vierpunktrollen und sogar Messerflug ist möglich. Gerissene Figuren und Flachtrudeln können mit den großen Ruderklappen gut eingeleitet werden.
Der Einsatzbereich der Foka 4 ist sehr groß. Das Modell kann am Hang aus der Hand oder per Flitsche gestartet werden und in der Ebene bequem vom Boden aus in die Luft befördert werden. Nach Erreichen der nötigen Höhe wird der Impeller eingefahren und die Foka kann bei der Thermiksuche im reinen Segelflug eingesetzt werden oder die Höhe beim Segelkunstflug abturnen. Beides macht sehr viel Spaß und die Mischung macht es aus.
| Technische Daten | SZD-24 "Foka 4" von Airworld mit +Jet 90 Klappimpeller |
|---|---|
| Maßstab | 1:4 |
| Spannweite | 3750 mm |
| Rumpflänge | 1750 mm |
| Gewicht, ohne Lipos | 6400 g |
| Gewicht, flugfertig mit Lipos 8s 5 Ah | 7480 g |
| Profil | RG15 |
| Schwerpunkt | 105 mm angegeben, 95 mm eingestellt |
| Tragflächeninhalt | 78.48 dm² |
| Tragflächenbelastung | 95,31 g/dm² |
