Bell 47G

Diese Seite ist dem Antrieb mit 4-Taktmotor und den Erfahrungen hiermit gewidmet.

Seit 1994 betreibe ich einen auf 4-Taktantrieb umgerüsteten Hubschrauber mit Heim-Mechanik.
Welche Gründe gab es für mich, dieses Antriebskonzept, über das bisher nur wenige Erfahrungen veröffentlicht wurden, dem 2-Takter vorzuziehen ?
Nun, ich habe dies aus 2 Gründen getan: erstens wegen des angenehmen Klangs und zweitens aus Liebhaberei zur Technik.

2-Takt Avantgarde

Die Basis für den Einbau des Antriebs war eine Heim-Mechanik, wie sie Robbe 1987 in dem Modell "Avantgarde" vertrieben hat.
Dieses Modell hatte bei mir schon etliche Jahre mit einem 10er Webra auf dem Buckel, wurde aber selten bewegt. Mit dem Modell hatte ich von Beginn an immer irgendwelche Probleme. Der Teflonschlauch als Übergang zwischen Krümmer und Schalldämpfer schmolz regelmässig durch. Der Vergaser war extrem anfällig gegen winzigste Fremdkörper im Treibstoff. Die Kabinenhaube riss dauernd irgendwo ein. Die Flugeigenschaften waren im Vergleich zum vorigen drehzahlgesteuerten Modell als giftig zu bezeichnen. Der Heckrotor war ohne Kreisel nur schwer zu bändigen. Zwar habe ich später einen nachgerüstet, doch wollte mit dem Modell trotzdem keine rechte Freude aufkommen.

4-Takt Avantgarde

Nach dem Einbau eines Viertaktmotors OS FS-91 Surpass erlebte die Mechanik 1994 eine Wiedergeburt.
Dabei wurde folgendes gegenüber der 2-Takt-Mechanik geändert:

Fliehkraftkupplung mit vergrösserten Fliehgewichten und Glocke mit 28 Zähnen
Getriebezahnrad der esten Stufe mit 48 Zähnen
Lüfterrad mit 3 Flügeln

An der Zelle wurde folgendes geändert:

GFK-Kühltunnel eingezogen
Mechanikseitenteile von Vario mit 4 Aufhängungspunkten, da der Zylinderkopf nicht mehr tragendes Teil ist
Spezialkrümmer 4Takt montiert
gerader Ansaugstutzen, weil der Vergaser mit dem original Winkligen nicht mehr in die Mechanikseitenteile passt
Das Auspuffgeräusch dämft ein Zweikammerdämpfer

Alle diese Teile hat VARIO im Verkaufsprogramm (Stand 1995).

Abschließend habe ich noch einen großen Ansauggeräuschdämpfer mit Luftfilter montiert, wie er zum Beispiel für RC-Cars verwendet wird. (abgeschaut von Dieter Meier/Zeitschrift MODELL 5/1993)

Zwischenzeitlich flog ich auch mal eine Kleinbildkamera spazieren.
Eines der weniger verwackelten Fotos ist hier zu sehen.
Nach 9 Jahren Flugpraxis rang ich mich auch endlich zu der Investition für GfK-Rotorblätter durch und schickte die alten Holzblätter ins Museum. Ich hätte nicht geglaubt, dass durch sie ein so grosses Plus an Performance in Schwebe- und Rundflug erreicht wird.

VARIO Bell 47G mit Robbe Heim-Mechanik

Nachdem die Mechanik Während 20 Betriebsstunden im Trainer ihre Zuverlässigkeit demonstriert hatte, wurde sie 1995 in eine Bell 47G von VARIO eingesetzt.
Damit der Kraftstoffspiegel ungefähr auf Vergaserniveau liegt und ich auf die hässlichen Sprühbehälteratrappen verzichten kann wurden 2 Kraftstofftanks von je 160 mL in die Tankatrappen integriert. Sie sind hintereinander geschaltet und der Kraftstoffspiegel von aussen durch Schaulöcher einsehbar. Der Tankinhalt reicht für 20 Minuten Flugbetrieb.
Den Heckrotor liess ich bis heute auf der linken Seite, was allerdings nicht vorbildgetreu ist. Um den Heckrotor auf die rechte Seite zu bekommen, müsste seine Drehrichtung geändert werden, um einen symmetrischen Pitchverstellbereich der Heckrotorblätter zu behalten !
Durch Umsetzen eines Ritzels im Hauptgetriebe ist das zwar machbar, doch werden dann auch die Lager der Heckrotorwelle auf Zug und nicht mehr auf Druck beansprucht. Das hier verwendete Getriebegehäuse ist noch von der Avantgarde und dafür nicht ausgelegt. Die Heckrotorblätter sind immer noch die Ersten von 1987 !

die Auspuffanlage

Ein Zweikammerschalldämpfer ist mit 90° Krümmer, Wellschlauch und VARIO Viertaktkrümmer an den Motor angeschlossen. Das Auspuffgeräusch ist annähernd scale, wie ein 6 Zylinder Lycoming, einfach toll.
Über den nach oben führenden Silikonschlauch wird die Tankanlage mit Druck beaufschlagt.
Der Schlauch, der aus dem Kühltunnel kommt und rechts unter dem Wellrohr entlangführt ist die Kurbelgehäuseentlüftung des Motors.
Aus superhellen LEDs in den gekürzten Gehäusen von RAFI-Signallampen wurden 2 Antikollisionslichter und 2 Positionslichter angefertigt. Das ist leicht, preiswert und vorbildähnlich.

der Pilot an seinem Arbeitsplatz

Der Pilot entstand nach langem Überlegen und Herumsuchen aus einer ACTION-MAN Puppe. Aus dem Laden heraus ist diese Puppe sehr schwer und im Maßstab auch etwas zu groß für diesen Hubschrauber.
Daher wurden Hände und Kopf abgetrennt, der Pilotenoverall innen prall mit Watte ausgestopft und mit Blumendraht zur Formgebung versehen an dem dann auch Hände, Kopf und Stiefel befestigt sind.
So kommt man einfach und preiswert an einen leichten und vorbildähnlichen Piloten.
Nachahmen ist unbedingt erwünscht, weil ich diesen Adrian, wie er sonst in fast jedem Modell zu sehen ist, nicht ausstehen kann !

vordere Instrumententafel

unteres Instrumentenfeld

Der Instrumentenpilz ist neben 3 Atrappen auch mit funktionierendem Equipment ausgerüstet.

linkes Foto

Öldruck (Dummy)
Power on Signalisierung
Voltmeter mit 10 LEDs, Anzeige 4,4 bis 5,6 Volt
2 Kontaktstifte zum Setzen der nun folgenden
Quarzuhr (wir haben gleich Zwanzig vor Vier)
künstlicher Horizont (Dummy)
Schalter für die LFZ-Beleuchtung
RC-Hauptschalter

rechtes Foto

Zylinderkopftemperatur (Dummy)
Vorglühanschluss
Ladebuchsen Empfängerakku

Auf dem Copilotensitz liegt ein Revell Baukasten für eine Bell H-13 (militärische Version der Bell 47G).
Der Lichtschalter dient dazu, die Beleuchtung mit der das Modell ausgerüstet ist, zu Demozwecken ohne eingeschalteten Empfänger in Betrieb setzen zu können.
Der RC-Hauptschalter schaltet nicht den gesamten Strom der RC-Anlage, sondern steuert einen FET, der dann die Last übernimmt.
Im Falle eines Versagens des Transistors, übernimmt automatisch der Hauptschalter die Stromversorgung.

Einblick in die Mechanik von oben

Der Motor zieht bei 1500 U/min Hauptrotordrehzahl 8,5 Grad Pitch bei den verwendeten S-Schlag GfK-Blättern gerade noch durch.
Das ist deutlich weniger als ein moderner 2-Takter, in einem leichten Trainer ist damit eingeschränkt Kunstflug möglich; mit der schwereren Bell ist das genug für (allerdings sehr spritziges) vorbildähnliches Fliegen. Als Sprit findet eine Mischung mit 15% synthetischem Öl und 1% Nitromethan Verwendung.
Immer wieder empfehlen sog. "Fachleute" Ölanteile unter 15%: Viertakter benötigen mindestens 15% Ölanteil im Sprit ! Das soll hier noch einmal deutlich betont werden.
Wichtig für die benötigte Ölmenge ist dabei nicht die thermisch Belastung des Motors, sondern die Versorgung des Ventiltriebs und vor allem der Pleuellager mit genügend Öl.
Bei weniger als 15% handelt man sich Motorschäden ein !

Drehzahl und Trimmung sind OK

Höhere Nitromethananteile im Kraftstoff sind nicht erforderlich, da dies nur folgendes bewirkt:
runder und niedriger Leerlauf, besseres Anspringverhalten und besserer Übergang vom Teil- in den Volllastbereich. Ein spürbarer Leistungszuwachs ist erst bei Anteilen grösser als 10% spürbar.
Da alle diese "Vorteile" im Hubschrauberbetrieb aber nicht greifen, da der Motor im Flug ständig mit Höchstdrehzahl betrieben wird (ausser drehzahlgesteuerte Modelle), kann man sich das Geld für derartig hoch nitrierten Sprit sparen.
Beste Erfahrungen habe ich in diesem Modell mit der Verwendung von Graupner S1 oder S5 Treibstoff gemacht.
So, genug zur Chemie geschrieben. Das musste mal raus.

jetzt geht´s los

Der Vergaser des Motors läßt sich sehr einfach einstellen, ist allerdings sehr empfindlich, was Schmutz im Treibstoff angeht. Daher ist Sauberkeit beim Umgang mit dem Treibstoff oberste Pflicht. Dazu gehöhrt natürlich auch ein peinlich sauberes Tankgeschirr.
Mehr Wartung als bei einem herkömlicher 2-Takt-Motor benötigt der 4-Takter nicht: von aussen sauber halten, direkt nach der Landung heiss abstellen und nicht noch im Leerlauf laufen lassen, alle ca. 10 Laufstunden präventiv eine neue Glühkerze einsetzen und alle 20 Stunden das Ventilspiel kontrollieren (dies ist bei meinem Motor seit dem Einlaufen konstant geblieben).

nach einem weiteren vergnüglichen Flug

Auf eine Besonderheit im Flugbetrieb möchte möchte ich noch hinweisen:
Bedingt durch die andere Leistungentfaltung des Viertaktmotors über den Drehzahlbereich und den fehlenden Ladeeffekt durch ein Resonanzrohr kann folgendes Fänomen auftreten:
Der Schwebepitchwert beträgt für das vorgestellte Modell knapp 6 Grad. Bei 1500 U/min am Hauptrotor läuft der Motor mit einer Drehzahl, die etwas oberhalb seines maximalen Drehmoments liegt (11000U/min).
Fällt die Drehzahl am Hauptrotor leicht (durch Pitcheingaben oder eine ungenaue Gaskurve) dann kommt der Motor in den Drehzahlbereich seines max. Drehmoments und kann dadurch einem weiteren Drehzahlabfall entgegenwirken.
Es ergibt sich automatisch eine gewisse Ausregelung.
Fällt durch irgendeinen Umstand (falsche Pitch- oder Gaskurve, ungeeigneter oder schlechter Sprit, Schmutz im Kraftstoffsystem, mangelhafte Vergasereinstellung, defekte oder ungeeignete Glühkerze, ungeeignete oder stark verschmutzte Rotorblätter usw. usw.) die Hauptrotordrehzahl aber unter einen kritischen Wert von ca. 1300 U/min dann läuft der Motor jetzt unterhalb seines max. Drehmomentes.
Bei dieser niedriegeren Rotordrehzahl ist aber mehr Pitch zum Fliegen erforderlich, was dem Motor aber mehr Drehmoment verlangt. Das kann dieser aber nicht mehr liefern und der Pilot würgt den Motor dann langsam ab.
Gibt man noch mehr Pitch fällt die Drehzahl weiter ab, bis man am Ende mit voll Pitch und 900 Touren auf der Wiese steht.

das Modell ist schwimmfähig

Ich bereue die Verwendung des 4Takt-Antriebes bis heute nicht, in erster Linie wegen des sehr angenehmen Laufgeräuschs und auch wegen der demonstrierten Zuverlässigkeit.

Zwischenbilanz nach nach 11,5 Flugstunden als Semiscalemodell:

der Viertakter erzeugt größere Drehmomentstöße als ein Zweitakter, die sich auf Zelle und Getriebe verteilen
es treten mit den originalen und auch mit geänderten Landekufen beim Hochfahren der Systemdrehzahl starke Vibrationen/Resonanzen auf
der Freilauf im Innenzahnrad klemmt öfter fest
die vordere rechte Mechanikbefestigungsschraube (über dem Krümmer) bricht leicht
der Haltebügel für den Vergaser reißt ein
der Wellschlauch der Abgasanlage reißt
das Höhenleitwerk reißt an den Befestigungspunkten schnell aus
der Heckrotorschutzbügel bricht dicht an den Befestigungpunkten
die ABS-Kabine reißt um die Befestigungsbohrungen zum Gitterrohrrumpf ein
die ABS-Tankattrappen reißen

Modellhubschrauber im Flug mit Pilot im Hintergrund

ein zufriedener Pilot mit seinem Modell

Gegen einige der o.a. Schäden kann man sich schon beim Bau wappnen:

4 Mechanikbefestigungsschrauben aus vergütetem Stahl verwenden und Mechanik stramm in Gummi lagern
haltbaren Vergaserhaltebügel aus weichem Alu selbst fertigen; der Belastung entsprechend ausgeformt/verstärkt/abgerundet
Höhenleitwerk als ebene Platte aus Gfk/CfK fertigen und in Gummi lagern
den Heckrotorschutzbügel schwingen lassen; ihn dazu direkt an den späteren Bruchstellen trennen und mit Schlauchstücken elastisch neu verbinden
Kabine um die Befestigungsbohrungen herum aufdoppeln und unbedingt spannungsfrei mit dem Rumpfgerüst verbinden
Tankatrappen innen mit 2- 3 Holzspanten verstärken, Durchführungen und Verschraubungen spannungsfrei halten