Der threedee400 im Simulator
Der threedee400 ist ein Parkflyer (also relativ klein und elektrisch angetrieben) für Kunstflug (was natürlich ein entsprechendes Leistungs-Gewichts-Verhältnis voraussetzt). Er stammt vom selben tschechischen Hersteller wie Brummi und Super Miss und wurde in Europa von Scorpio®, Ripmax® und in den USA von Hobby Lobby®) vertrieben. Empfohlen wurden dazu ein normaler Motor Speed 400 6V (das Modell heißt deshalb threedee400), ein Getriebe MPJet 3:1 (das auch zur Befestigung des Antriebs dient und dem Modell beilag), ein Propeller APC 10x7", ein Regler Jeti 14 compact (direkt am Motor) und ein Akku mit 8 Zellen RC-1100-AAU.
Im amerikanischen E Zone Magazine ist ein sehr informativer Artikel über den threedee400 erschienen, der viele nützliche Informationen enthält und das Modell als sehr gutes Sport-Kunstflugmodell kennzeichnet. Um den Namen threedee400 zu rechtfertigen, wäre demnach allerdings wenigstens ein stärkerer Antrieb als der 400er nötig. Aber wie in dem Artikel 'zwischen den Zeilen' formuliert, genau so ist es: Für das, was man unter 3D versteht, ist das Modell nicht gedacht, man braucht sich nur die Leitwerke und Ruder anzuschauen. Den Namen hat ein Marketing-Fuzzi gewählt. Aber Modelle dieser Konfiguration hat man früher zum Kunstflug-(Basis-)Training benutzt, und dafür ist der 'threedee400' (eben trotz seines Namens) sehr gut geeignet.
Übrigens: Gab es nicht einmal Modelle namens Happy Stick, Little Stick oder ursprüglich Das Ugly Stik? Der threedee400 ist ein elektrisch angetriebener Mutant. Jedenfalls erinnern besonders die Form von Rumpf und Seitenleitwerk, aber auch Flügel- und Höhenleitwerksumriß an die von Glühzündern angetriebenen früheren Modelle. Ein Aufkleber mit der Kennung 'I-STCK' ('I' wohl für Italien, wo Scorpio sitzt) deutet auch darauf hin. Der tschechische Hersteller hat die Einfachheit des zeitlosen Entwurfs auch für eine einfache Konstruktion genutzt.
Das Modell hat einen geraden Rechteckflügel geringer Streckung (1:4,2) mit dickem Profil und großen Querrudern. Grundriß und runde Profilnase erlauben praktisch keine gerissenen Figuren, nicht einmal normales Trudeln. Dafür ist auch das Seitenleitwerk zu klein und das Seitenruder zu wenig wirksam. Der Rumpf ist ganz einfach kastenförmig und recht dünn. So ist der Widerstand zwar nicht groß, aber auch die seitliche Fläche. Messerflug ist nicht drin, aber dafür fehlt bei der vorgesehenen Motorisierung ohnehin die Leistung.
Das Ganze ist also ein schlüssiges Konzept. Das Modell ist mit dieser Auslegung gut für flüssigen Kunstflug, besonders Figuren mit Rollen, auf engem Raum. Spektakuläre gerissene Figuren sind nicht möglich, aber dafür gibt es auch keine unangenehmen Überraschungen im Flugverhalten. Das ist auch die Quintessenz aus dem oben erwähnten Artikel.
Auf der Webseite von Hobby Lobby® wurde das Modell (auch mit Bildern und Video) folgendermaßen angepriesen:
» Readybuilt and covered. Durable balsa and ply structure. 36" wingspan, symmetrical aerobatic airfoil, 300 sq. in. wing area, 29" long, about 25 oz. flying weight, for 4 channels, ailerons (2 servos), elevator, rudder, throttle. MJ 3:1 gearbox included, strong landing gear, great picture assembly instructions. Good aerobatic flight with 700 fpm climb, 4.5 minute full power motor run when equipped as we suggest. Since it's rugged you may be tempted to try much stronger power (ours gives about 16 oz. thrust) but you're on your own for that. «
Ergänzend zur obenstehenden Einschätzung ist zu sagen, daß der threedee400 im Langsamflug wegen der geringen Flügelstreckung hohen induzierten Widerstand entwickelt. Man muß ihn bei Start, Landung und im Steigflug 'laufen lassen' und braucht bei Kunstflugfiguren mit hohem Auftrieb (Loops) viel Leistung und Geschwindigkeit. Mit dem Standardantrieb kann man sehr gut 'normalen' Kunstflug üben, aber mit stärkeren Antrieben läßt sich wesentlich mehr machen (wenn auch nicht '3D', dem Namen des Modells entsprechend), außer Dingen, die wegen der Auslegung (s.o.) nicht gehen. Der oben genannte Artikel im E Zone Magazine kann hierzu sehr empfohlen werden. Zum Üben sollte man zunächst aber die schwächere Version nehmen, denn sie ist schwieriger zu fliegen.
Der Antrieb des REFLEX-Modells ist wie bei meinem Exemplar eingestellt. Ich hatte einen Simprop AcroDrive 350+BB für die Schaumstoff-Suchoi31 von Simprop. Mit dem Werkstoff dieses 'Gummi-Fliegers' konnte ich mich nicht anfreunden und kaufte deshalb den threedee400. Der Antrieb besteht aus einem kugelgelagerten Acro Speed 280BB 6V von Sagami, einem kugelgelagerten Getriebe MPJet 5:1 (das in Form und Abmessungen ungefähr dem mitgelieferten Getriebe entspricht), einem Propeller APC 9x6", einem Regler Graupner PICO MOS 20 und einem Akku 8 Zellen N-500AR. Er liefert ähnliche Leistung wie der Standardantrieb bei geringfügig besserem Wirkungsgrad.
Das Diagramm zeigt die nachgerechnete Kennlinie des Propellerschubes (T) über der Fluggeschwindigkeit (v) in grün. Der normale Geschwindigkeitsbereich des threedee400 dürfte zwischen 7,5 und 12,5 m/s liegen, die beste Geschwindigkeit bei 10 m/s. Genau habe ich das nicht nachgerechnet, aber im REFLEX einfach die Gerade in diesem Bereich nachgebildet (rot). Das Flugverhalten scheint damit realistisch, das heißt genauso 'müde' wie beim richtigen Modell.
Nachdem es nun 480er-Motoren mit demselben Durchmesser wie 400er gibt, kann man das Modell mit dem mitgelieferten Getriebe MPJet 3:1 verwenden. Mein Exemplar wurde mit dem Multiplex Permax 480 7,2V Motor ausgerüstet. Daran ist gleich ein Drehzahlsteller befestigt, der Akku 8 Zellen N-500AR wird weiter verwendet. Der Propeller APC 11x7" SlowFly hat kaum Bodenfreiheit, was im REFLEX manchmal zu Kollisionen führt, wenn das Modell am Boden rollt oder steht. Dann 'darf' man jeweils einen neuen Flug beginnen.
Der Propeller mit großem Durchmesser und großer Steigung zieht gut durch. Der Schub ist höher, auch die erreichbare Geschwindigkeit. Beides tut dem Modell sehr gut, weil die Kunstflugfiguren damit viel besser gelingen. Allerdings muß man auch das recht große Drehmoment des Propellers durch feine Ruderbewegungen ausgleichen, was viel Übung erfordert. Das trifft wieder auf das REFLEX-Modell wie auf das richtige Modell gleichermaßen zu.
Mittlerweile haben sich moderne Antriebe durchgesetzt, die deutliche Fortschritte in Leistung, Wirkungsgrad und Flugdauer bringen und nicht mehr gar zu teuer sind. Fast schon 'normal' scheint der Antrieb mit einem bürstenlosen Außenläufermotor AXi 2212/34, Drehzahlsteller Jeti Advance 18-3P BEC, LiPo-Akku Kokam 2000H-3s und Propeller APC 11x7" SlowFly. Das wiegt zusammen nur 20 g mehr als der erste Antrieb (AcroDrive 350+BB), hat aber noch mehr Leistung als der zweite Antrieb (480er). Der LiPo-Akku hat die vierfache Kapazität des NiCd der beiden anderen Antriebe (und höhere Spannung) und wiegt nur 10 g mehr.
Der AXi dreht den gleichen großen Propeller wie der 480er noch etwas kräftiger durch, so daß Kunstflug noch schöner aussieht, aber nur, wenn man auch das noch stärkere Drehmoment ausgleichen kann. Das kann man wiederum viel länger üben, weil die Flugdauer durch den guten Wirkungsgrad des Motors (und Stellers) und die hohe Kapazität des Akkus vervielfacht wird. (Und weil man nicht dauernd die maximale Leistung braucht.) Das ist der eigentliche Vorteil des 'modernen' Antriebs gegenüber dem 'konventionellen' 480er, der zudem 30 g mehr wiegt (4,5% des Modellgewichtes).
Im amerikanischen E-Zone Magazine sind nach dem Artikel über den threedee400 vom selben Autor zwei weitere Artikel erschienen, in denen bürstenlose Außenläufermotoren und Tests mit dem threedee400 beschrieben werden. Im ersten Artikel geht es (neben dem kleinen Nippy 280) um den Nippy 400, der schon 15 A zieht, und im zweiten Artikel um den richtig 'heißen' PJS 1000. Es scheint sich um die Motoren zu handeln, die von Scorpio® als µ-tron R280, R400 oder ähnlich bezeichnet und vertrieben wurden.
Das REFLEX-Modell ist aber nicht damit 'ausgerüstet', sondern zusätzlich zum AcroDrive, 480er und AXi noch mit einem Plettenberg FreeStyle 24. Der bringt fast die gleiche Leistung wie der AXi, dreht aber als Innenläufermotor höher. Deshalb muß auch der kleinere Propeller 9x6" verwendet werden. Schub und Wirkungsgrad sind merklich schlechter als bei den Antrieben mit dem größeren Propeller. Das Modell ist aber angenehmer zu fliegen, denn der Schub verändert sich mit der Geschwindigkeit nur relativ wenig und das Propellermoment ist relativ klein. Das sollte man zum Vergleich auch ausprobieren.
Schließlich kann man noch verschiedene Propeller mit dem AXi-Motor
probieren. Alle drei Antriebe, die ich für den threedee400
besitze, sind eigentlich überlastet, auch der AXi. Mit dem 11x7-Propeller
fliegt sich das Modell recht dynamisch, deshalb ist er im REFLEX eingestellt.
In Wirklichkeit darf man aber nur kurzzeitig 'Vollgas' geben, weil sonst der
Motor überhitzt. Andere Propeller schonen den Motor mehr, geben aber ein
weniger spektakuläres Flugverhalten.
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In jedem Fall und vor allem ist natürlich der bürstenlose Antrieb
mit LiPo-Akku leichter als der 'konventionelle' und hat mehr Kapazität.
Mit dem gleichen 11x7 zieht der AXi 24% mehr elektrische Leistung als der
480er und bringt 30% mehr Schubleistung. Er hat also auch noch einen besseren
Wirkungsgrad als der 480er, aber für einen bürstenlosen Antrieb einen
schlechten. Für diesen Motor ist einfach die Drehzahl zu klein, der Strom
(der Propeller) zu groß (wie auch für den 480er). Zwischen 14 und
20 m/s liegt der Gesamtwirkungsgrad nur bei 41 bis 43% (aber 480er:
zwischen 11 und 20 m/s nur 34 bis 39%). Der beste Wert wird bei
17,5 m/s mit 5650 U/min erzielt. Der Propellerschub ist natürlich
komfortabel (2,4 N), das Propellermoment (der Strom) aber unangenehm
groß (0,11 Nm mit 8,5 A). Die Flugdauer beträgt nominell
'nur' 14 min, aber man wird mit diesem Propeller nicht dauernd 'Vollgas'
fliegen.
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Der 11x4,7 hat zwar den höchsten Standschub, aber der Schub nimmt mit
zunehmender Geschwindigkeit schnell ab. Das tut dann auch der Strom, auf nur
noch 7,5 A im Kunstflug. Der wirkt etwas 'müde', weil man das Modell
nicht 3D-mäßig an den Propeller hängen kann, sondern recht
schnell fliegen muß, und das kann man nicht mit diesem Propeller.
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Maximal 19 m/s sind überhaupt erreichbar. Der Gesamtwirkungsgrad hat
seinen besten Wert von 40% bei nur 12,5 m/s mit 6250 U/min. Der
Propellerschub (2,5 N) ist zwar groß, das Propellermoment
(0,083 Nm mit 6,8 A) recht klein. Die Fluggeschwindigkeit
läßt aber keinen ordentlichen Kunstflug mit dem threedee zu.
Der Schub ist überflüssig, der Wirkungsgrad lächerlich.
Die rechnerische Flugdauer von 17,5 min ist also schwer zu erreichen.
]
Der 10x7 reduziert den Strom im Stand auf den maximal zulässigen Wert und
verschlechtert die drei Antriebsparameter nur wenig. Diesen Propeller fliege
ich gerne am richtigen Modell. Damit zieht der Motor im Kunstflug nur noch
9 A gegenüber 11 A mit dem 11x7. Angenehm ist ein etwas
geringeres Propellermoment.
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Mit dem 10x7 zieht der AXi genauso viel elektrische Leistung wie der 480er,
bringt aber wesentlich mehr (20%) Schubleistung. Der Gesamtwirkungsgrad
beträgt zwischen 14 und 20 m/s schon 45 bis 47%. Optimal sind
17,5 m/s mit 6250 U/min. Der Propellerschub (2,0 N) ist mehr
als ausreichend, das Propellermoment (0,083 Nm mit 6,8 A) schon
recht klein. Die rechnerische Flugdauer von 17,5 min kann durch
Zurückhaltung am 'Gas' überschritten werden.
]
Der 9x7,5 ist sehr interessant. Er zieht nur 7 A Strom im Stand und im
Kunstflug, was der Motor auf Dauer vertragen dürfte. Fliegt man gerne
dauernd Vollgas (z.B. weil man noch übt und das Gas nicht verändern
will), sollte man diesen Propeller wählen. Der Schub verändert sich
nur relativ wenig mit der Geschwindigkeit und man hat den angenehmen
Nebeneffekt eines geringen Propellermomentes.
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Der AXi mit dem 9x7,5 entspricht dem 480er mit dem 11x7 in der Schubleistung,
braucht dafür aber wesentlich weniger (22%) elektrische Leistung. Der Antrieb
dreht optimal 6850 U/min bei 16,5 m/s Geschwindigkeit. Dabei fühlt
sich der AXi wohl und hat den erwarteten hohen Wirkungsgrad (gesamt 52%). Im ganzen
Bereich von 14 bis 18 m/s hat der Antrieb über 50% Gesamtwirkungsgrad.
Das ist gerade der beste Geschwindigkeitsbereich für Kunstflug mit dem
threedee. Der Propellerschub (1,9 N) reicht dazu vollkommen aus, das
Propellermoment (0,064 Nm mit 5,1 A) ist angenehm klein. Eine
optimale Konfiguration mit langer Flugdauer! (bei 'Vollgas' 23,5 min)
]
Die Textdatei zum REFLEX-Modell (threedee400.txt) enthält einen Anhang mit
den Parametern der verschiedenen Antriebe und Propeller sowie Hinweisen zum
Einstellen in REFLEX. Zum Ausprobieren sind die Parametersätze aber auch
schon vorbereitet. Bei den Modellen 'threedee2212 11x4.7' und 'threedee2212 10x7'
wird in REFLEX der Propeller mit 11" Durchmesser (auch sein Geräusch)
dargestellt. Alle anderen Ausführungen stellen den Propeller in REFLEX
korrekt dar und haben sogar den richtigen, eigens aufgenommenen Klang.
[
Die hier in kleiner Schrift dargestellten, betonten Meinungen zu den Vor- und
Nachteilen der Antriebe bzw. Propeller beruhen auf Berechnungen (unter 'Download'
erhältlich). Die angegebenen Werte sind nicht richtig, aber miteinander
vergleichbar. Die Beurteilung geht von der Annahme aus, daß der threedee
eben keine 3D-Maschine ist, sondern 'mit Schwung' durch die Kunstflugfiguren
geflogen werden muß. Bei konstanter, aber kleiner Fluggeschwindigkeit -
z.B. durch kleine Propellersteigung erreicht - wäre das Modell schlecht
steuerbar. Außerdem hat es ohnehin relativ kleinen Stirnwiderstand und
großes Gewicht und nimmt deshalb abwärts Fahrt auf.
]
Die Ruderausschläge sind nicht ganz nach Bauplan eingestellt. Höhen- und Seitenruder haben zwar 30° (mehr geht am richtigen Modell auch nicht) wie empfohlen, die Querruder aber 30° statt 20°. Sie sind dann erst richtig wirksam, allerdings bei hoher Geschwindigkeit auch sehr 'giftig'. Das Höhenruder verträgt zwar mehr als 30°, aber das bringt nicht mehr viel, auch nicht bei der jetzt eingestellten rückwärtigen Lage des Schwerpunktes. Im Gegenteil, man kann das Modell zu stark ziehen, so daß es z.B. im Loop seitlich ausbricht und einen 'Korkenzieher' fliegt. Das tut das richtige Modell übrigens auch. Das Seitenruder auf 45° zu stellen schadet nicht, bringt aber auch nichts. Für normalen Flug habe ich mir den Schalter für dual rate so eingestellt, daß auf Quer- und Höhenruder nur 2/3 (67%) Ausschlag, auf dem Seitenruder voller Ausschlag (100%) von jeweils 30° ausgegeben werden. Die vollen Ausschläge braucht man nur bei extremen Figuren im Kunstflug.
Die Querruder sind jetzt doch etwas differenziert, wie bei meinem realen Modell. Bei zügiger Geschwindigkeit entsteht zwar praktisch kein negatives Rollwendemoment, bei geringer Fahrt kaum, aber Rollen sehen jetzt doch axialer aus. Es ist also kein Seitenruder zum Kurven erforderlich, aber auch in diesem Fall durchaus nützlich, zumindest im langsamen Flug. Bei einem Computersender wie dem Cockpit MM mischt man dem Querruder Seitenruder zu, das kann auch bei diesem Modell nicht schaden. Am besten scheint mir 50% Seitenruder (Cockpit MM: 'COMBI QR -25%'). Der Mischer läßt sich auch abschalten, aber das ist noch nicht einmal unbedingt nötig, weil das Seitenleitwerk/-ruder recht klein ist und selbst Rollen nicht allzu unsauber werden.
Nach Rollen und Turns scheint das Modell 'mit dem Schwanz zu wackeln'. Mit einem Piezo-Kreisel für das Seitenruder kann man die Dämpfung vergrößern und das Wackeln beseitigen. Im REFLEX läßt sich das nachvollziehen, indem man die Gierdämpfung auf 0.5 (oder noch mehr) einstellt. Das ist vier mal so viel wie ohne Kreisel.
Übrigens sind im REFLEX auch Landeklappen eingestellt. REFLEX sieht Querruder vor, die als Wölbklappen nach oben und unten ausgeschlagen werden können (Flaperon). Man kann dann einfach Klappen mit derselben Größe und Lage wie die Querruder angeben. Eine Wirkung hat im REFLEX aber nur ein Ausschlag nach unten, bei Ausschlag nach oben tut sich nichts! Hier sind nur maximal 10° Ausschlag eingestellt. Das macht aus dem symmetrischen Profil ein besser tragendes, ohne bei Querruderausschlägen einen Strömungsabriß hervorzurufen. Das Modell wird zur Landung ruhiger und gutmütiger, braucht aber Seitenruder zum Querruder.
Dieses Modell ist - wie die meisten Stick-Modelle - ein ausgezeichneter Basistrainer für klassischen (Präzisions-) Kunstflug. Als solcher ist es mit dem AXi 2212/34 Motor, APC 9x7.5 SlowFly Propeller und 2000 mAh 3s LiPo Akku perfekt konfiguriert. Diese Variante sollte man für lange, realistische Trainingsflüge ('wie im richtigen Leben') bevorzugen. Und noch ein Vorschlag: Zuerst einmal versuchen, eine 'Akkuladung' nur mit Starts und Landungen ganz auszufliegen, also ohne das Modell zu beschädigen! (eben 'wie im richtigen Leben' ;-)
Viel Spaß mit dem threedee400 im REFLEX!
Hier ist das Installationsprogramm für den threedee400 in REFLEX zum herunterladen. Es enthält eine Beschreibung, in der auch die verschiedenen Dateien mit der Modellgeometrie und den Physikparametern erklärt sind. Das Modell ist nämlich mit verschiedenen Antrieben ausgeführt. Dazu gibt es auch das passende Geräusch, und zwar vom 280er und 480er Motor und vom AXi, vom FS24 leider nicht.
Die APC-Propeller (APC9x6SF.mod, APC11x7SF.mod) und die ganzen Antriebe (AXi2212_APC11x7.mod, AXi2212_APC9x75.mod, MPJet3_APC11x7.mod, MPJet5_APC9x6.mod) sind als Objekte für RMK in einer ZIP-Datei auf der Download-Seite enthalten.
Meine Kommentare zum REFLEX XTR² und weitere Modelle dafür sind auf einer eigenen Seite zu finden (siehe auch Menü links unter 'Simulatoren'). Auf der Download-Seite (siehe auch Menü links) wird noch mehr dazu angeboten, auch die Berechnungen der Parameter. Es gibt natürlich auch eigene Webseiten des Herstellers mit Informationen über den Modellflugsimulator REFLEX XTR².