Fun-Flyer - Spaßflieger

Solarfliegen - Teil 3

Ab in die Luft!

Warum ich dem Fliegen eines Solarflugzeugs eine eigene Seite widme?

Nun, das liegt daran, dass Solarfliegen auch für routinierte Modellflieger äußerst gewöhnungsbedürftig ist. Vieles, was man sich im Umgang mit akkubetriebenen Moellen angewöhnt hat, funktioniert hier nicht mehr. Das Steuern eines Solarfliegers ist ein ewiger Spagat zwischen ausreichend Geschwindigkeit, dem Halten und Gewinnen von Höhe, dem Ausgleichen des Windabdrifts, dem Kurvenflug und der optimalen Ausrichtung der Solarzellen zur Sonne. Solarfliegen erfordert einen ganz eigenen Flugstil, der dem des Segelfliegens nur wenig ähnelt - obwohl doch bei beidem der Fokus auf sparsamem Fliegen liegt.

Wetterbedingungen

Das mit dem Wetter ist beim Solarfliegen natürlich so eine Sache. Während man mit einem geeigneten akkubetriebenen Modell bei praktisch jedem Wetter fliegen kann (und das tue ich auch

), muss man beim Solarflieger doch sehr wählerisch sein. Es ist wirklich nichts Außergewöhnliches, wenn das Wetter selbst im Hochsommer zwei Wochen am Stück nicht geeignet ist.

Die Windgeschwindigkeit sollte in Böen maximal so groß wie die Fluggeschwindigkeit von Photon sein: 5 m/s = 18 km/h. Woher man die Windgeschwindigkeit weiß, ohne mit Windmessgerät aufs Flugfeld zu gehen? Hierfür gibt's genug Wetterdienste. Präzise Messwerte und Vorhersagen findet man z.B. bei Windfinder.

Zu allem anderen werde ich mich kurzfassen können: Es muss einfach nur genug Einstrahlung vorhanden sein. Direkter Sonnenschein ist optimal, aber auch leichte Schleierbewölkung (wie in der Einleitung beschrieben) ist akzeptabel. Hier muss man sich ein bisschen rantasten, was der Flieger zu leisten vermag.

Jahres- und Tageszeit

Die kräftigste Sonneneinstrahlung haben wir in den Monaten Mai bis August. Auch noch ganz gut sind April und September. Im Winterhalbjahr wird es knapp mit der Sonneneinstrahlung.

Unser Solarflugzeug wird hauptsächlich dann im Einsatz sein, wenn unsere Uhren auf Sommerzeit gestellt sind. Der Sonnenhöchststand ist dann gegen 13 Uhr, das ist die beste Zeit! Daher ist die nutzbare Tageszeit symmetrisch um 13 Uhr angeordnet.
Beispiele: Anfang April und Ende September kann ich mit Photon so etwa von 10 bis 16 Uhr (13 Uhr +/- 3 Stunden) vernünftig fliegen, Mitte/Ende Juni dagegen sogar von 8 bis 18 Uhr (13 Uhr +/- 5 Stunden).

Übrigens: Viele Leute verwechseln die Intensität der Sonneneinstrahlung mit der Temperatur!
Einem Solarflieger ist es völlig schnuppe, wie warm oder kalt es ist. Alles, was zählt, ist die Sonneneinstrahlung! Die hängt nur ab von der Jahres- und Tageszeit sowie von der Verschleierung oder Abschattung durch Wolken. Die Thermometeranzeige spielt überhaupt keine Rolle! Lieber sonnig und kalt als trüb und heiß.

Auswahl des Fluggeländes

3 Kernanforderungen stellen wir an das Fluggelände:

viel Platz für längere Geradeauspassagen in geringer Höhe
lange hindernisfreie Laufstrecke für den Wind, um Turbulenzen weitestgehend zu vermeiden (d.h. laminare Strömung zu ermöglichen)
hohes Gras oder der Rand eines weichen Getreidefeldes in der Nähe (für eine luftschrauben-schonende Landung)

Bild 2: Geeignetes Fluggelände zum Solarfliegen.

Der Start

... ist gar nicht so leicht. Irgendwie muss man es schaffen, mit besagten 0,2 m/s effektivem Steigen davonzukommen. Da in unseren Breiten oft Süd- bis Westwind-Wetterlagen vorherrschen, starten wir also oft gegen die Sonne. Somit sind die Solarzellen genau dann, wenn wir den Strom am dringendsten benöten (zum Steigflug), tendenziell von der Sonne abgewandt!

Windböen spielen Pingpong mit dem Solarflieger, die Steuerkorrekturen produzieren Luftwiderstand und manchmal sackt er in Abwindfeldern auch etwas durch. In Bodennähe hat man dafür aber nicht viel Spielraum, und so passiert es nicht selten, dass man nach ein paar Sekunden Geradeausflug schon wieder zur Landung gezwungen ist. Es gibt Tage, da braucht es mindestens drei Versuche, bis man erfolgreich vom Boden wegkommt.

In einem ausgedehnten Geradeausflug muss nun erst einmal genug Höhe für irgendwelche weiteren Manöver gewonnen werden. Schließlich vertragen die filigranen Solarzellen keinen kräftigen Wurf - mehr als ein leichter Schubs ist nicht drin. Man muss sich also mit zwei Metern Startüberhöhung zufrieden geben.

Höhe erklimmen

Hat man den Boden einmal 6 bis 8 Meter unter sich gelassen, wird alles ein wenig einfacher. Denn jetzt dreht man eine Kurve (je nach Windrichtung meist eine Kehrtwende), um die Solarzellen besser zur Sonne auszurichten. Doch die Höhe braucht man wirklich, denn in der Kurve selbst werden die Solarzellen noch weiter von der Sonne abgewandt. Währenddessen verliert man also Höhe, deswegen darf man sie nicht gleich nach dem Start fliegen.

Jetzt steigt man möglichst lange im Zickzack mit der Sonne von hinten. Allzu lange währt dieses Vergnügen allerdings nicht, denn Sonne von hinten heißt meist auch Wind von hinten - der Flieger entfernt sich also schnell vom Piloten. Mit der gewonnenen Höhe gilt es, die Durststrecke gegen den Wind mit der Sonne von vorne zu überwinden.

Es kann sich mitunter minutenlang hinziehen, nur wenige Meter zu steigen - wer sich also nur dann wohlfühlt, wenn sein Modell bei Vollgas senkrecht nach oben abzischt, sollte sich das zweimal überlegen, mit dem Solarfliegen anzufangen...

Höhe halten

... ist da noch eine der leichtesten Übungen am Solarfliegen. Dennoch ist es mehr, als den Flieger einfach nur in seinem Sichtfeld umherzumanövrieren. Folgendes muss man dabei beachten:

Auf gar keinen Fall mit dem Wind wegfliegen! Gerade bei Thermikablösungen frischt der Wind kurzzeitig auf - und das kann dann richtig unangenehm werden, wenn man machtlos zusehen muss, wie der Flieger immer weiter in Windrichtung abdriftet.
Gegen den Wind darf man sich dagegen ruhig auch mal etwas weiter wegtrauen.
Nur flache Kurven von der Sonne weg fliegen! Sonst schattet man im Extremfall die Solarzellen sogar ganz ab und dann verliert man schon mal ein paar wertvolle Höhenmeter. In großer Höhe aber nicht allzu kritisch.
Thermik nutzen und Abwinde meiden! An solchen Tagen, die sich zum Solarfliegen eignen, findet man praktisch immer etwas Thermik. Der zusätzlichen Energiequelle sollte man sich nicht verwehren, sie trägt sehr zu einem entspannteren Flug bei. Sollte aber der Flieger in einem Abwindfeld plötzlich unverhältnismäßig an Höhe verlieren, sollte man diese Gegend schleunigst verlassen.
Auf starke Thermik aufpassen! Eine kräftige Thermikblase befördert den kleinen leichten Solarflieger ruckzuck in ungeahnte Höhen! Durch der empfindlichen Solarzellen auf der Tragfläche sind Trudeln und ähnliche Spiränzchen zum Abbau von Höhe nur bedingt möglich. Also lieber rechtzeitig den Motor ausschalten und auch mal ein wenig segeln. Eventuell die Thermikblase verlassen.
Vor Durchzug kleinerer Wolkenfelder Reservehöhe tanken! Wenn man den Ehrgeiz hat, einen Dauerflug durchzuführen, stets das Geschehen in Windherkunftsrichtung im Blick behalten. Kommen da ein paar Schleier- oder Schäfchenwolken an, die die Sonne verdecken könnten, sollte man sich genug Reservehöhe beschaffen.

Bild 3: Noch lange nicht auf Dienstgipfelhöhe! Mit viel Geduld und Sonnenkraft weit hochgeschraubt...

Die Landung

Um den filigranen Getriebemotor und die große Carbon-Luftschraube zu schonen, sollte man hierfür hohes Gras oder den Rand eines weichen Getreidefeldes wählen. An sich ist es nicht schwierig: Einfach im Segelflug immer tiefer kommen und den Flieger irgendwo auf der Landefläche absetzen. Man sollte sich jedoch im Klaren sein, dass Durchstarten nicht verlässlich möglich ist.

Nachtrag 2012 - Ausblick

Es war ein wunderbarer Sommertag im Juni: beste Solarflugbedingungen mit wenig Wind und bombastischer Sonneneinstrahlung. Photon ist fleißig dabei, Platzrunden zu schrubben. Nachdem der Antrieb einige Minuten brav vor sich hin gekreischt und Photon auf eine beachtliche Ausgangshöhe befördert hatte, war schlagartig Ruhe im Karton. Da half auch alles Rühren am Gasknüppel rein gar nichts - die Luftschraube drehte nur noch im Fahrtwind mit, lieferte jedoch keinen Millinewton Schub. Nach der zwangsweise eingeleiteten Landung stellte sich dann natürlich die Frage: Was war passiert?

Wieder zuhause, stellte ich nach einer kurzen Untersuchung die Diagnose: Motor durchgebrannt - Kurzschluss! Da alles fest vergossen ist, kann ich den Motor nicht beschädigungsfrei zur Reparatur öffnen. Obwohl der Motor absolut innerhalb der Spezifikationen betrieben wurde, hat er bereits nach schätzungsweise 12 Flugstunden die Grätsche gemacht. Bauartbedingt sind diese Glockenankermotoren unter nennenswerter Last wohl grundsätzlich so kurzlebig. Ersatz habe ich bisher vergeblich gesucht. Der Händler, bei dem ich mein Exemplar erstanden habe, existert leider nicht mehr. Zudem ginge das auf Dauer ganz schön ins Geld, alle 12 Flugstunden einen Motor im Wert von über 40 € zu kaufen...

Vielleicht lohnt es sich doch, irgendwann mal das Forschungsprojekt Brushless-Solarflieger zu starten? Für einen bürstenlosen Motor braucht man definitv einen Regler (Schaltmodul reicht nicht), und man müsste irgendwie die Reset-Problematik bei Spannungseinbrüchen in den Griff bekommen. Vielleicht ein Projekt für den Winter 2014/15? Das wäre durchaus eine interessante neue Herausforderung...