AkaModell München

AkaModell München

Die AkaModell ist eine Studentengruppe an der Technischen Universität München. Sie leistet Grundlagenforschung im Bereich niedriger Re-Zahlen und konstruiert, baut und betreibt ferngelenkte Flugzeuge.

Mehr Informationen auf der Webseite der AkaModell München.

 

 

Aktuelles

DGLR-Nachwuchsgruppe bei der Air Cargo Challenge 2017

„Moni“ beim Erstflug in Unterschleißheim. Bild: AkaModell.


1999 schlossen sich 18 Studenten an der Technischen Universität München für die Bildung einer akademischen Modellfliegergruppe zusammen. Die Ziele der AkaModell München waren die gemeinsame Konstruktion, der Bau und Betrieb von ferngelenkten Flugzeugen sowie Grundlagenforschung zu Reynolds-Zahlen. Diese Ziele verfolgen sie auch heute noch – besonders gerne mit der Teilnahme an internationalen Wettbewerben.

2007 wurde die sogenannte Air Cargo Challenge (ACC) zum ersten Mal im internationalen Umfeld ausgetragen. Diese Gelegenheit ließen sich die Modellbauer nicht entgehen. Bei 20 teilnehmenden Teams belegten sie schließlich den 3. Platz. In den folgenden Wettbewerben, die alle zwei Jahre stattfanden, konnten sie mehrere 2. Plätze erreichen. Mindestens genauso gut sollte es auch bei der ACC 2017 in Zagreb laufen.

Die internationale Air Cargo Challenge

Bei der ACC haben die Studententeams die Aufgabe innerhalb von nur zehn Monaten ein komplettes Flugzeug auszulegen, zu konstruieren, zu bauen und zu fliegen. Das geht nur mit viel Motivation und einer guten Organisation. Traditionell ist bei der Air Cargo Challenge der Transport einer Nutzlast im Flug das zentrale Element des Wettbewerbs. Darüber hinaus sind weitere Aspekte wie Startstrecke, Berichte, Zeichnungen, Präsentation und Bonuspunkte Bestandteil des Reglements. Vor einigen Jahren kam bei der Flugaufgabe noch ein Streckenflug hinzu, was die Auslegung der Modellflieger auf eine Zwei(/Drei)-Punkt-Optimierung erweiterte. So musste der Hochauftrieb nicht mehr nur beim Start, sondern auch in den Kurven erzeugt werden. Gleichzeitig galt es, die Streckenflugperformance zu verbessern.

Um gleiche Bedingungen für alle Teilnehmer zu schaffen, sind die Vorgaben bei jeder ACC genau festgelegt. So gab es 2017 eine maximale Startstrecke von 60 Metern und es musste ein „AXI Gold 2826/10“-Elektromotor sowie ein dreizelliger Lithium-Polymer-Akku verwendet werden. Als Propeller war ein „APC 13x7 Sport“ vorgegeben. Das komplette Flugzeug sollte auseinandergebaut in eine Kiste mit den Maßen 1.000 x 500 x 400 Kubikmillimeter passen. Die Flugzeuggröße im aufgebauten Zustand war im Gegensatz zu vorangegangenen Wettbewerben nicht beschränkt.

Die Flugaufgabe sah vor, nach einem 30-sekündigen Steigflug in eine Messstrecke einzufliegen. Zehnmal muss eine 100-Meter-Strecke in möglichst kurzer Zeit durchflogen werden. Dabei war der Flug nur dann gültig, wenn der Flieger anschließend erfolgreich landete und keine Teile verlor. Die transportierte Nutzlastmasse wurde mit der benötigten Flugzeit zu einer Punktewertung verrechnet. Die Wertungen aus den zwei besten Wertungsflügen und anderen Wettbewerbselementen wie Präsentation oder Reports setzten sich schließlich zu einer Gesamtpunktzahl zusammen.

Vorbereitung in nur zehn Monaten

Schon im Vorfeld hatte sich das Team der AkaModell München dazu entschieden, in diesem Jahr mit zwei Fliegern anzutreten. In der Kürze der Zeit sollte dabei nur ein Flieger neu konstruiert werden, beim anderen setzten die Studierenden auf ein älteres Modell.

Team 4: Born TU Lift Reloaded

Somit kam der Flieger aus dem Wettbewerb 2015 noch einmal zum Einsatz. Außer der Umrüstung auf den neuen Motor und kleinere Reparatur- und Verbesserungsmaßnahmen war die „Steffi“ schnell einsatzbereit. Bei ihr sollte insbesondere das Flugtraining die nicht ganz optimale Konfiguration ausgleichen. Das Team setzte dafür zwei Piloten mit Lehrer-Schüler-Verbindung ein – an jeder Wendelinie einen. So war der Flieger zwar technisch eine geringere Herausforderung, erforderte aber viel Training der beiden Piloten .

Neuauslegung Wettbewerbsflieger 2017: Team 5 Fly Hard

Bei dem zweiten Flieger setzten die Studenten neu an. Die Flugzeugauslegung führten sie mit einer stark überarbeiteten Version des Berechnungs- und Simulationstools von 2015 durch. Damit sparten sie 80 Prozent der ursprünglichen Rechenzeit, kamen aber trotzdem auf hunderte Stunden Programmieren und Rechnen. Das Ergebnis konnte sich sehen lassen: Ein Flieger mit beeindruckenden 5,5 Meter Spannweite entstand.

Das Modell „Moni“ vereint viele Innovationen mit alt bewährten Konzepten. Wie in der Vergangenheit, setzte das Team auf ein Schnellverschluss-System zwischen Fahrwerk, Nutzlastgestell und Flieger. So kann die Nutzlast schnell beladen werden und dafür Bonuspunkte sichern. Flügel und Rumpf sind nicht unmittelbar an dem Nutzlastgestell befestigt, sondern mit einem Pylon abgesetzt, um mehr Bodenfreiheit zu schaffen und eine geringere aerodynamische Interferenz zu erreichen. Aufgrund von Materialkosten, Lagerung, Bau- und Fräsaufwand entschied sich das Team, einen Rechteckflügel mit mehreren, aus einer Form gebauten, Elementen zu verwenden. Das Leitwerk für die „Moni“ setzt sich aus Balsaholz, das eine sehr geringe Dichte hat, sowie Kohlefaserteilen aus 3D-gedruckten Formen zusammen. Auch die Holme samt Steckverbindertaschen wurden in 3D-gedruckten Formen gebaut. Innovation und neue Bauweisen auf voller Linie.

Die Struktur des Fliegers wurde für die Spaltklappen optimal konzeptioniert. Je nach Belastung fanden drei verschiedene Kohlefaser-Sorten als Außenlage Anwendung. Um gleichzeitig das Gewicht niedrig zu halten wurden dünne Bauteile wie die Klappen mit einem leichten Kern aus Schaumstoff gebaut, anstatt die traditionelle CFK-Sandwichschalen-Bauweise anzuwenden. Absolut neu war der Einsatz eines Spaltklappenprofils. Dieses wurde extra für die Flugaufgabe der ACC 2017 mithilfe von selbstgeschriebenen Tools entwickelt und ermöglicht sehr hohe Gleitzahlen im Hochauftrieb für Start und Wende. Die Klappen können zudem in eine Speed-Stellung gefahren werden, sodass der Flieger Geschwindigkeit aufbaut und die 100 Meter lange Strecke schnell überwunden wird.

Der ACC in Zagreb

Der Wettbewerb lag für die deutschen Teams mitten in der Prüfungszeit. So traten die beiden Münchener Teams schließlich mit weniger Teilnehmern als geplant im August 2017 die Reise nach Zagreb an. Insgesamt meldeten sich 28 Teams für die Air Cargo Challenge an.

Der erste Wettbewerbstag bestand aus der Präsentation aller Teams, die ihre Flieger vorstellten. Parallel dazu fand die technische Abnahme der Flugzeuge statt. Alles musste so gebaut sein wie in den vorher eingereichten Berichten und Zeichnungen beschrieben. Die „Moni“ rief mit ihrer Größe und den Spaltklappenprofilen die Begeisterung der anderen Teams hervor. Auch die Ankündigung des zweiten Teams, zwei Piloten zeitgleich einzusetzen überraschte, wurde aber sehr positiv aufgenommen.

Der Modellflugplatz in Zagreb befindet sich auf einem Militärflughafen im Süden der Stadt. Bereits die Anfahrt stellte sich als abenteuerlich heraus: Mit dem Bus über einen Feldweg und durch ein extra geschnittenes Loch im Sicherheitszaun erreichten die Teilnehmer das Flugfeld. In Pavillons bezogen alle Teams ihre Plätze und machten ihre Flieger startklar. Bei Temperaturen über 35 Grad war glücklicherweise immer für ausreichend Wasser gesorgt.

Geprägt war der erste Flugtag von vielen Abstürzen, Bruchlandungen und nicht abhebenden Fliegern. Während die Flüge bei Team 4 mit der „Steffi“ eher von der Routine der Piloten und den Wetterbedingungen abhängig waren, musste sich das Team der „Moni“ an die Beladung langsam herantasten, da sich der Flügel im Strukturtest, wie vorausberechnet, sehr stark durchbog. So wurde die Payload bei „Moni“ über die Flugdurchgänge langsam gesteigert, um sichere und gute Wertungsflüge zu erzielen. Am Ende hielt der Flügel im Strukturtest fast zwölf Kilogramm Nutzlast plus circa fünf Kilogramm Flugzeugleergewicht.

Von Beginn setzte sich die AkaModell Stuttgart deutlich an die Spitze des Felds – und blieb bis zum Ende auf Platz eins. Der Wettbewerb um die anderen zwei Treppchenplätze wurde vornehmlich zwischen den beiden Teams aus China, den zwei Teams der TU München, dem zweiten Team aus Stuttgart und AeroUD aus Udine, Italien, ausgetragen. So hielten die Italiener nach den ersten beiden Runden den zweiten Platz. An den folgenden Wettbewerbstagen konnte sich die AkaModell München jedoch mit beiden Teams gegen AeroUD durchsetzen – sie belegten damit schließlich den zweiten und dritten Platz im Wettbewerb.

Wie geht es jetzt weiter?

Die AkaModell München widmet sich inzwischen bereits dem nächsten Projekt. Diesmal wird die Konstruktion kleiner ausfallen und bietet allen Mitgliedern die Möglichkeit, sich auch ein Modell privat zu bauen. So sollen insbesondere neue Mitglieder die Bauweise der Flugzeuge lernen, in den Verein integriert und für das Modellfliegen begeistert werden.

Ende 2018 wird dann voraussichtlich die ACC 2019 ausgerufen. Dann möchte auch die AkaModell München wieder dabei sein. Derweil berichtet sie über ihre Facebook-Seite weiterhin über alle ihre Aktivitäten: www.facebook.com/akamodell/