PACE Competition: Schwarzes Gold (f)liegt in der Luft

Mein bisheriger "ImmerDabeiHabenSegler", der Thermik XXL von Valenta bereitete mir die vergangenen Jahre viele erlebnisreiche und schöne Flugstunden.

Doch langsam war es an der Zeit sich nach was Neuem umzusehen. Wie der Name schon sagt ist der Thermik XXL eher ein Thermikfloater und fühlt sich in der Ebene und am Hang bei moderaten Wetterbedingungen am wohlsten. Mein grosser Gelber kam aber auch am Hang bei dem einen oder anderen Winterföhnsturm zum Zug und spätestens dort zeigte er seine Grenzen auf: bei starkem Gegenwind fehlt der Durchzug und der Segler muss sich mühevoll durch den Wind kämpfen.

Klar - für diese Bedingungen ist dieses Modell auch weniger gedacht. Die Segler in meinem Hangar lasse ich gerne mal laufen, d.h. die erflogene Höhe wird gerne mal schnell und möglichst senkrecht abgebaut. Somit stand von Anfang an fest, dass der Neue über ein schnelles Flächenprofil verfügen und zudem härter ausgelegt sein sollte.

Folgende Anforderungen stellte ich an den neuen Segler:

• Spannweite ca. 500cm

• schnelles Tragflächenprofil à la F3B/F3F

• soll auf Thermik gut ansprechen

• Festigkeitsmässig stärker ausgelegt

• entsprechende Motorisierung für den Einsatz in der Ebene und als Rückholversicherung am Hang

Nach intensiver Suche und Abklärungen bei bekannten Herstellern fiel mein Entscheid auf den PACE Competition von Daniel Lesky (www.leskycomposite.at). Obwohl im Frühling 2009 von diesem Segler weder genaue Daten noch ein Prototyp vorhanden waren, ging die Vorbestellung an Daniel raus. Meine Entscheidung stützte sich auf mehrere überzeugende Kommentare und Erfahrungsberichte über die Segelflugmodelle wie PACE DS, -VX, -F4 oder PACE FX, welche Daniel in seinem Programm hat. Und natürlich war da noch das von ihm gesteckte Ziel mit dem PACE Competition den schnellsten Flügelstrak in der 5m-Dimension, gepaart mit höchster Festigkeit, bauen zu wollen. Sicher - eine gewagte Anforderung an einen neuen Segler, doch dies war genau das, wonach ich auf der Suche war. Den PACE Competition gibt es wie alle Segler von LeskyComposite in drei verschiedenen "Härtegraden": leicht, normal und extrem. Wer mich kennt, kann sich vorstellen, welche Version es werden sollte...

Bekannterweise braucht gut Ding etwas Weile und so gingen noch einige Tage ins Land bis Anfang Oktober das neue Schmuckstück in Form von knapp 6kg schwarzem Modellfliegergold auf meiner Werkstattbank Platz nahm. Und was soll ich sagen - das Warten hat sich gelohnt. Ein Traum in Voll-CFK lag vor mir. Sauber verarbeitete Sichtkohleflächen in Hartschalentechnik, auffallend leichtgängige Ruder und ein mächtiger Flächenverbinder, welcher nur schon beim Anblick Ehrfurcht einflösst.

Wahl der Komponenten

Mittlerweile verabschiedete sich langsam aber sicher auch die Hauptflugsaison und so konnte ich mir bei der Komponentensuche und Fertigstellung etwas mehr Zeit lassen. Die Servofrage war dennoch schnell geklärt: Daniels Empfehlung folgend kommen auf Querruder, Wölbklappen und Seitenruder die bewährten Futaba S3150. Da sich 8 Ruder eine Spannweite von 490cm teilen, sollten die zu erwartenden Anlenkungs- und Haltekräfte für das Flächenservo S3150 kein Problem darstellen. Das Höhenruder wird von einem bürstenlosen Futaba BLS 451 angelenkt. Für die Empfänger- und Servostromversorgung sind zwei 2S-Lipo-Akku mit je 1500mAh an einer DPSI BIC Doppelstromversorgung (Emcotec) vorgesehen.

Da der PACE bei möglichst allen Bedingungen zum Fliegen kommen soll, war von Beginn der Planung klar, dass der Segler auch mit einer E-Thermikfunktion ausgestattet wird. Schwebte mir zu Beginn der Planung noch ein moderater Steigwinkel vor, sollte sich der Neuzugang letztendlich doch möglichst senkrecht dem Himmel nähern. Kein leichtes Unterfangen bei knapp fünf Meter Spannweite und einem zu erwartenden Lebendgewicht von ca. 9kg. Nach etlichen Emails und Telefonaten mit Motorenlieferanten und Visiten an den Messeständen der Modellbaumesse in Friedrichshafen fiel meine Wahl auf den Neumotor 1521/1.5Y mit Reisenauer Super Chief Getriebe 6:1. Diese US-Motoren werden von der Firma Eflight in der Schweiz vertrieben. Die nötige Antriebspower liefern zwei in Serie geschaltete 5S-LiPo-Packs mit 5000mAh. Zusammen mit einem 23x12" RFM-CFK-Klapp-Propeller bringt der Innenläufer so gemessene 2.3kW auf die Welle. Aufgrund dieser nicht zu unterschätzenden Motorenleistung kommt zudem ein Sicherheitsschalter zur Anwendung. Der SafetyPowerSwitch von Emcotec ist ein elektronischer Leistungsschalter und kommt zwischen Motorregler und Antriebsakku. Die Aktivierung erfolgt über einen separaten Stiftschalter und bietet somit maximale Sicherheit vor einem unbeabsichtigten Starten der Antriebseinheit.

Neumotor 1521/1.5Y mit CC Phoenix HV-110 Regler und Sicherheitsschalter 

Zu guter Letzt fehlte noch eine elektronische Thermikschnüffelhilfe. Da mich nebst der Ansage von Steigen und Höhe auch Daten wie Flugbahn, aktuell und maximal geflogene Geschwindigkeit sowie Motorakkustromverbrauch interessieren, fiel mein Entscheid zugunsten des Varios von WSTech. In Verbindung mit einem GPS-Empfänger und einer Stromsonde erfüllt dieses Vario all meine Wünsche bezüglich eines praktikablen Telemetriesystems. Alle verfügbaren Daten (Höhe, Position, Geschwindigkeit, Strom- und Spannungswerte etc.) werden nebst der Ansage über Funk zusätzlich auf eine SD-Speicherkarte abgelegt und sind so nach dem Flug auf dem Computer archivier- und auswertbar. Nach entsprechender Aufbereitung der Daten kann z.B. in Google Earth die geflogene Flugbahn dreidimensional zusammen mit den jeweiligen Positions- und Geschwindigkeitsangaben betrachtet werden. Alle Möglichkeiten des Varios zu beschreiben würde diesen Bericht bei Weitem sprengen und daher hier der Hinweis auf die Website des Herstellers: www.wstech.de.

wstech-Vario mit GPS-Empfänger und Stromsensor 

Es kann losgehen

Die Fertigstellung des Seglers beschränkte sich nebst dem Einbau der RC-Komponenten und der Antriebseinheit nur noch auf die Ruderanlenkung. Bevor es aber endlich an die Fertigstellung gehen konnte, standen noch passende Schutzhüllen für die Sichtkohleflächen und den Rumpf auf dem Programm. So packte ich an einem verregneten Samstagmorgen den PACE Competition ins Auto und fuhr kurzerhand zur Firma pull-over-products nach Kirchheim unter Teck. Nach Abnahme der Masse von Flächen und Rumpf fertigte Günter Simen innerhalb von weniger Stunden die Flächenschutztaschen aus spezieller Luftpolsterfolie (Innenseite aus weichem Schutzvlies) und nähte für den Rumpf aus wattiertem Stoffmaterial eine Art Schlafsack. Toller Vor-Ort-Service, wie ich finde.

Flächenschutztaschen in Rumpftasche von pull-over-products

Der PACE wird sich am Hang u.a. mit engen und begrenzten Landeflächen begnügen müssen. Und so war das Ziel gegeben, das Maximum in Sachen Butterfly-Bremswirkung zu erreichen. D.h. der Stellwinkel der inneren Wölbklappen soll maximal 90º ermöglichen. Dazu wurden aus 1mm-GFK-Platten Ruderhornmuster ausgesägt und solange getüftelt bis die gewünschten Ruderausschläge möglich waren. Aufgrund der Tatsache, dass sich die Ruderausschläge von Querruder und Wölbklappen im Wesentlichen unterscheiden, mussten demnach auch 2 verschiedene Prototypen ermittelt werden. Die Ruderhörner gehen über eine Länge von z.T. mehr als 60% der Rudertiefe. Dies, um eine möglichst optimale Krafteinleitung auf die Ruderflächen zu ermöglichen. Die finalen Teile fertigte mir schlussendlich mein Modellflugkollege Peter auf seiner CNC-Fräsanlage aus 2.5mm GFK-Material an. An dieser Stelle ein grosses Dankeschön an ihn für die tolle und saubere Arbeit.


Ruderhornfertigung auf der CNC-Anlage von Peter Schuler

Da ich kein Freund von fix eingeklebten Servos bin und um später ohne grosse Umstände ein Servo auswechseln oder Anpassungen bei der Anlenkung vornehmen zu können, werden Servorahmen von RCSolutions verwendet. Sie sind leicht und äusserst präzise hergestellt, d.h. das Servo passt saugend in den Rahmen. Um die Abtriebsachse des Servos zu stützen, ist die Servohalterung zusätzlich mit einem Kugellager versehen. Dies reduziert das Spiel (insbesondere auf längere Sicht) und bietet zudem eine optimale Kraftübertragung.

Servo Futaba S3150 in Servohalterung mit Kugellagerunterstützung

Damit das Ruderhorn vernünftig und kraftschlüssig am Ruder hält, werden zwei Schlitze in die Ruderoberschale gefräst, in welche die beiden Laschen des Ruderhorns gesteckt und eingeklebt werden. Zusätzlich wird das Ruderhorn mit einer verdickten Epoxidkleberaupe gestützt. Zudem muss für die Durchführung der Anlenkung auch die Öffnung auf der Oberseite der Fläche etwas aufgefräst werden. Um die Sichtkohleoberfläche nicht zu verletzen, ist es unumgänglich bei allen Arbeiten entsprechende Stellen abzukleben und zu schützen. Geklebt wird mit UHU plus Endfest 300. Diese Verbindungen halten bombenfest und sind dennoch nicht so spröde und hart wie reine Epoxidverklebungen. Jede Ruderanlenkung besteht aus zwei M3-Gabelköpfen, verbunden durch eine 3mm-Gewindestange. Nach dem Ablängen und Einstellen werden die Gabelköpfe mit verdicktem Epoxidharz spielfrei auf dem Gestänge fixiert. Jedes Servo wird zusammen mit einem Stück Haushaltsfolie, welches als "Trennmittel" fungiert, in den Servorahmen gedrückt und die entsprechende Anlenkungsstange ins Ruderhorn und beim Servo eingehängt. Nachdem so alle Servorahmen ausgerichtet sind, werden sie mit UHU plus Endfest 300 eingeklebt.

Innere Wölbklappenanlenkung – hier bei ca. 65º Ausschlag. 

Nun geht es ans Kabel verlegen. Um den Spannungsabfall möglichst gering zu halten, werden verdrillte Kabel mit einem Querschnitt von 0.5mm² verwendet. Bei den Verbindungssteckern Aussenfläche/Innenfläche und Innenfläche/Rumpf setze ich 6polige MPX-Stecker (schwarze Version von Emcotec) ein. Diese Verbindungsart hat sich schon in meinem Thermik XXL bewährt. Dabei wird der Pluspol vom Servokabel sowie die Masseleitung auf je einen äusseren Steckerpin gelegt und an die verbleibenden inneren 4 Pins kommen die Servosignalleitungen.

Um später beim Bewegen der Flächen ein hörbares Rumtanzen der Servokabel in der Schale zu vermeiden, werden die Kabel zusätzlich durch Schaumstoffwürfel gezogen und somit gepolstert eingeführt. Es genügt auf alle 10-15cm einen Würfel zu platzieren und diesen mit etwas Sekundenkleber am Kabel zu fixieren.

Servokabel mit Schaumstoffwürfel

Als Flächensicherung der inneren Tragflächen zum Rumpf kommen je ein Multilock (Multiplex) zum Einsatz. Da der Platz aufgrund des breiten Hauptverbinders und dem Flächenservo-Verbindungsstecker etwas eng wird, findet die Multilock-Buchse ihren Platz zwischen MPX-Stecker und Torsionsstiftaufnahme.

Hinter der Öffnung des Verbinders finden Verbindungsstecker und Multilockbuchse ihren Platz.  

Das Höhen- sowie das Seitenruderservo werden wiederum mit Servorahmen in die Seitenleitwerksflosse eingeklebt. Dank der beiden grosszügigen Servoschachtöffnungen ergibt sich so ein servicefreundlicher Zugang. Die Anlenkung des Höhenruders erfolgt mit einem großen breiten CNC-gefrästen GFK-Hebel, welcher auf der vorderen Pendelruderachse rotiert. Ein Pendellock (Multiplex) sichert die beiden Höhenleitwerkshälften. Das Seitenruder wird innenliegend angelenkt. Analog der Flächenkabelverlegung werden auch hier die Servokabel mit Schaumstoffwürfel gestützt durch den Rumpf eingezogen.

Einbau Höhenruderservo (links) und Seitenruder (rechts). Im Bild oben Mitte ist die Durchführung für das Pendellock sichtbar.


Schlussendlich werden die Servoschächte mit den beiliegenden CFK-Abdeckungen verschlossen. Dazu verwende ich schwarzen Silikonkleber. Diese Art der Verklebung hat den Vorteil, dass so einerseits eine saubere und unsichtbare Verklebung möglich ist und andererseits lässt sich bei Bedarf die Abdeckung mit einem Anglersilch wieder leicht lösen. Dazu den Silch zwischen Abdeckung und Flächenschale einbringen und durch hin- und herbewegen der Anglerschnur die Silikonverklebung trennen.

Der Einbau des Motors geht wie üblich vonstatten: Rumpfnase abtrennen und die Rumpföffnung auf wenig grösser als Spinnerdurchmesser zuschleifen. Nun den Motorspant einpassen, etwas Sturz einstellen und mit verdicktem 24h-Epoxidharz einkleben. Damit die Klapp-Propeller möglichst eng am Rumpf anliegen, fiel die Wahl auf einen 39mm-Spinner mit Kühlungsloch.

Nachdem der Motoreinbau erledigt, die Flächen sowie die Höhen- und Seitenruderanlenkung fertiggestellt sind, können die Positionen der restlichen Komponenten wie Antriebsakku und Empfängerstromversorgung, Sicherheitsschalter, Motorregler und Empfänger zusammen mit dem Vario ermittelt werden. Dazu wird der Segler zusammengebaut und auf die Schwerpunktwaage gelegt. Der Schwerpunkt wird auf die von Daniel für den Erstflug empfohlenen 78mm eingestellt. So ergeben sich folgende Positionen (vom Motor aus gesehen): Motor, Regler, übereinander die Empfängerstromversorgung und der Empfänger mit dem Vario, dann der Sicherheitsschalter unter dem DPSI BIC und schlussendlich die beiden 5S-Lipopacks im Rumpf unter der Flächenaufnahme. Der Sicherheitsstiftschalter findet auf der Rumpfoberseite im Bereich der Flächenaufnahme Platz. 

Einbau der eletronischen Komponenten

Noch ein Wort zur Antriebsakkubefestigung. Sie besteht rumpfseitig aus zwei passend zur Rumpfform und Akkugrösse abgelängten und eingeharzten Parkett-Übergangsschienen. Als hinteren Anschlag dient ein kleiner Kunststoffwinkel. Der Akku wird in einen grossen Schrumpfschlauch gesteckt und auf der Unterseite mit Patex Kraftkleber ein Brettchen so angeklebt, dass sich der Akku in der Schiene führen lässt. Die vordere Fixierung übernimmt dann später ein am Rumpf fixiertes Klettband.

Akkurutsche aus dem Baumarkt

Für den Empfang ist der Futaba 2.4GHz FASST 14-Kanal R6014 HS zuständig. Wegen der abschirmenden Wirkung der CFK-Bauweise müssen die zwei Antennen aus dem Rumpf geführt werden. Um die aussenliegenden Antennenstummel zu schützen und gleichzeitig den für das Empfangsdiversity wichtigen 90º-Winkel zu erhalten, werden aerodynamisch optimierte GFK-Antennenhalter (www.stratair.com) verbaut.

GFK-Antennenhalter passend zum Rumpf schwarz lackiert. 

Erstflug

Weil auf unserem Vereinsflugplatz noch Schnee lag, fand der Erstflug bei Föhnsturm auf dem Töni (Südhang mit Sicht auf das St.Galler Rheintal) statt. Für diese Bedingungen habe ich den PACE Competition auch vorgesehen und so muss er am Hang und bei stürmischem Südwind beweisen was er kann. Nun denn - nachdem sich meine zugegebenermassen doch etwas weichen Knie wieder stabilisiert hatten, übergab mein getreuer Flugkollege Michael (www.laufelasse.ch-Teammitglied) den PACE seinem Element. Und - was soll ich noch sagen - der PACE fühlte sich an als hätte ich noch nie was anderes geflogen. Der Segler liegt gut am Knüppel. Wie geschnitten Brot geht er durch den Wind. Unbeirrt von möglichen Turbulenzen fliegt sich der PACE Competition wie auf Schienen, es ist eine wahre Freude! Dank Föhn und etwas Thermikeinfluss geht es schnell auf über 100m Überhöhung, also Zeit für den ersten "Sinnlosen von links". Mit Speed und Wumms ziehen knapp 5m Vollkohle am Hang vorbei. Bereits nach den ersten Flugminuten wird klar - der Aufwand hat sich gelohnt. Auch den ersten Butterfly-Bremstest besteht der PACE mit Bravour. Die zuvor beigemischte Tiefe passt und so setzt der Segler fast handzahm zur ersten Landung an. Danach ist erstmal Feierabend - der erfolgreiche Erstflug und Neuzugang möchte schliesslich begossen werden.

Nach etlichen Flügen und dank dem GPS-Vario mit Stromsensor kann ich Nachfolgendes zu den Leistungen des PACE weitergeben. Aktuell fliege ich den PACE mit einer EWD von 1.2º bei einem Schwerpunkt von 81mm. Gewölbt über alle 8 Klappen nimmt der Segler Thermik gut an und liegt überraschend satt in der Luft. Mit Seitenruderunterstützung lassen sich so auch enge Schläuche recht gut auskurbeln. Beim Aushungern durch fortwährendes Höheziehen sackt er brav vorne durch und nimmt gleich wieder Fahrt auf. Bei niedrigen Geschwindigkeiten, v.a. mit etwas Rückwind, macht sich ein leichtes Schieben bemerkbar. Wahrscheinlich ist dies der Tribut, den man für den relativ kurzen dafür transportfreundlichen Rumpf zollen muss. Senkrecht aus 500m Höhe sind Geschwindigkeiten um die 250 km/h locker erreichbar, wobei ich bei meinen bisherigen Ablasser auf die Speedstellung verzichtet habe. Im schnellen Vorbeiflug ist kein Pfeiffen, sondern nur mässiges Rauschen hörbar. Ein kräftiges Hochziehen in diesem Geschwindigkeitsbereich berührt den PACE festigkeitsmässig kaum und das anschliessende Abturnen der Höhe bereitet dank dem tollen Durchzug einfach nur Spass.
Soll es mal richtig zu und her gehen, können 8 Ballaststangen zugeladen werden. Dies ergibt bei Ballastierung mit Stahl ca. 1200g Mehrgewicht, welches wiederum mit ca.12g/dm² mehr Flächenbelastung zum „Tragen“ kommt. Die Butterflystellung (innere + äussere Wölbklappen + innere Querruder) greift sehr gut und Landungen sind so auch am Hang v.a. mit etwas Gegenwind auf kleinstem Raum und ohne besonderen Adrenalinschub möglich.

Nun noch ein paar Daten zur Antriebseinheit. Dank dem kräftigen Antrieb hebt der 9kg-Segler schon nach ein paar Metern vom Startwagen ab und geht mit ca. 14m/s senkrecht gen Himmel – der Motor zieht dabei max. 74A Strom. Lässt man dem 10S1P 5000er-LiPo-Pack eine Restkapazität von 20% übrig, sind 3000 Steighöhenmeter ohne weiteres möglich. Der am Vario angeschlossene Stromsensor arbeitet sehr genau. Beispiel: nach dem letzten Steigflug per Funk übermittelter Stromverbrauch „vier komma zwei ampere“ – nachgeladen waren es dann 4265mAh. Das nenne ich brauchbare Telemetriedaten! Bei Steigflügen auf 500m wird der Motor etwas mehr als handwarm. Eine spezielle Kühlung wie z.B. mit Lüftungsschlitzen im Rumpf oder Haube sind somit meines Erachtens nicht nötig. Für eine Stunde "normales" Fliegen (ca. 80% der Flugzeit Thermik auskurbeln, dann Antriebesakku leerfliegen und rumturnen) benötigt die gesamte Einheit zwischen 600-700 mAh aus der Empfängerstromversorgung. Diese Daten, sowie auch Min/Max-Werte von Strom und Spannung können jeweils nach dem Flug auf dem Display der Doppelstromversorgung abgelesen werden.

Ziel erreicht

Mein neues Schmuckstück, der PACE Competition E ergänzt sich wunderbar mit dem Thermik XXL. Zusammen besitze ich nun ein Duo für alle Fälle. Für F-Schlepp und bei leichter Thermik kommt der grosse Gelbe zum Einsatz. Fürs Spassfliegen, bei guter Thermik in der Ebene oder am Hang vorzugsweise bei harten Bedingungen, wenn man die Maschine laufen lassen kann - dann kommt der PACE Competition E zum Zug, bzw. Flug.
Insofern freue ich mich jetzt schon auf die kommenden Flugerlebnisse - sei es im Sommer bei Hammerthermik auf dem Schönjöchl/Fiss auf 2500m ü.M., bei den ersten Herbststürmen auf der Klippe an der bretonischen Atlantikküste oder später im Winter bei Föhn wieder auf‘m Töni.

Robert Deutschmann / Juni 2010

Angaben zum Modell:

Spannweite: 4870mm
Länge: 1993mm
Tragflächeninhalt: 102dm²
Profil: Wurzel 250mm DLcomStrak mit 1.3% Wölbung
Streckung: 26.5
Gewicht: 8960g
Aufbau: vierteiliger Flügel mit 3 Steckungen

Einstellwerte (mm):

Bezugsquellen:

PACE Competition E: LeskyComposite, http://www.leskycomposite.at/