Modelbouwclub Weert

Modelvliegen is een hobby die in Nederland steeds meer in de belangstelling staat. Zo is bijvoorbeeld in onze club het aantal leden in een paar jaar tijd verdubbeld. De populariteit van deze hobby is onder andere toe te schrijven aan de leuke mix van ingrediënten: Lekker knutselen met techniek, maar ook gezellig buiten in het zonnetje met je clubgenoten keuvelen en vliegen. Het is dan ook geweldig om na een lange winter je nieuwste creatie op het veld te showen en vervolgens, eenmaal in de lucht, van het prachtige vliegbeeld te genieten.

Door de jaren heen is de modelvliegerij een volwassen sport geworden, met een groot aantal fabrikanten die zich specifiek toegelegd hebben op R/C gerelateerde producten. Waar vroeger bijna alles zelf geknutseld moest worden is nu voor zowat elk probleem een pasklare oplossing te koop, tot aan complete vliegtuigen toe. Natuurlijk is de voldoening bij de eerste vlucht verreweg het grootst als je een vliegtuig vanaf het eerste plankje helemaal zelf gemaakt hebt. Maar er zijn ook mensen die dat bouwen helemaal niet leuk vinden. Voor hen is zo’n ARF (Almost Ready to Fly) model een uitkomst. Hier hoeft alleen maar de motor en besturing ingebouwd te worden, zodat je na een paar avonden kunt vliegen. Aan de andere kant heb je dan ook weer de doorgewinterde “bouwers” die niet eens een gewone bouwdoos kopen, maar een compleet model van een tekening bouwen.

Ook op het gebied van de gebruikte materialen en elektronica staat de ontwikkeling niet stil. Zeer lichte maar ijzersterke materialen zoals nylon, kevlar, GFK composieten en koolstofvezels worden veelvuldig toegepast in de modelvliegerij. Hierdoor kunnen o.a. vliegtuigen met extreem dunne vleugelprofielen gemaakt worden, die toch forse G-krachten kunnen verdragen. Zo staat het wereld snelheidsrecord met een hightech modelzweefvliegtuig (!) op 390 km/h. Dit werd bereikt door vanaf een grote hoogte een vrijwel loodrechte duikvlucht in te zetten, en dan net boven de grond op te trekken om de snelheid in horizontale vlucht te meten. De krachten die op zo’n moment op vleugel komen zijn gigantisch.

Op het elektronica gebied zijn er moderne computerzenders die de instellingen en trim-standen van meerdere modellen kunnen opslaan en de stuurfuncties onderling kunnen mengen om een model uitgebalanceerd te laten vliegen. Moderne digitale servo’s kunnen razendsnel en exact de stuurbevelen van de zender volgen. Voor helikopters zijn er superkleine en lichte elektronische gyroscopen, vaak met “heading hold”, die de heli tijdens de vlucht stabiliseren. Maar de echte brokken techniek zijn toch wel de turbine aangedreven jetmodellen. Hierin wordt de brandstoftoevoer en de loop van de turbine geregeld en gecontroleerd door een computergestuurde reken-eenheid. Bij de Pampa Model Fighters in Helchteren (B) wordt veel met dit soort modellen gevlogen. Een spectaculaire show is “Jets over Pampa”, meestal zo rond eind juli.

Elektrovliegen

Ook elektrisch aangedreven vliegtuigen zijn de laatste jaren sterk in opkomst en kunnen zich qua kracht en vliegduur inmiddels meten met de brandstofvarianten. Dit is mogelijk geworden door de komst van borstelloze motoren met supersterke magneten (cobalt en neodym) en moderne accu’s zoals Nikkel-Metaal-Hydride (NiMH) en Lithium-Polymeer (LiPo). Deze combineren een enorme opslagcapaciteit met een laag gewicht. Helaas hangt aan deze “space-age” techniek wel een stevig prijskaartje, maar het resultaat is vaak ronduit spectaculair. Vroeger had je van die zwevers met elektromotor die zich in vele rondjes naar boven zwoegden. Tegenwoordig zie je een “hotliner” (snel elektro-zweefvliegtuig) met 180 km/h loodrecht naar boven schieten en in 10 seconden bijna uit het zicht verdwijnen. Bij een lage snelle voorbijvlucht wordt een nietsvermoedende brandstof-piloot dan ook zowat uit z’n sokken geblazen. Zeker omdat je de elektromotor pas hoort zodra hij bijna bij je is. De voordelen van het elektrovliegen zijn dat je niet staat te knoeien met brandstof, geen weerbarstige brandstofmotoren moet afstellen en je hoeft het model niet na iedere vliegdag helemaal te poetsen om je autobekleding olie-vrij te houden. Nadelig zijn de hoge aanschafprijzen van de betere accu’s, motoren en snelheidsregelaars en het wachten op het laden tussen de vluchten in.

Leren vliegen

Modelvliegen kan bijna overal, alleen al in Limburg zijn er zo’n dertien clubs en in de rest van het land nog eens een honderdtal. Als je wil gaan modelvliegen moet je lid worden van een club, “wildvliegen” is in Nederland verboden. De clubs hebben een vergunning en via de club ben je nog eens extra verzekerd voor als er onverhoopt iets gebeurt. Trouwens, in je uppie proberen het vliegen te leren draait toch op een fiasco uit. Degenen die denken “dat doe ik wel even” en ervan uitgaan dat het net zoiets is als een videospelletje komen van een koude kermis (en met een hoop brokstukken) thuis. Binnen een club krijg je gratis les van een instructeur, en nadat je examen hebt gedaan krijg je een heus brevet waarmee je voortaan solo mag vliegen.

Hoe werkt zo’n modelvliegtuig nu eigenlijk?

In het volgende stukje wordt geprobeerd om wat informatie te geven over hoe een modelvliegtuig is opgebouwd en hoe de besturing in zijn werk gaat. Voor de eenvoud wordt hier uitgegaan van een veel voorkomend type, een propeller aangedreven vliegtuigje met brandstofmotor.

Opbouw van het vliegtuig.

De traditionele bouwwijze van een modelvliegtuig is houtbouw, d.w.z. een geraamte van houten spanten, liggers en ribben. De gebruikte houtsoorten zijn triplex, grenen, vuren en veel balsa. Dat laatste is zo licht dat je een plankje ervan nauwelijks in je hand voelt liggen. Balsa is niet het allerlichtste hout ter wereld, maar het heeft wel een uitstekende sterkte/gewicht verhouding. Op die manier bekeken is balsa zelfs steviger dan bijvoorbeeld eikenhout.

De losse onderdelen worden in elkaar gelijmd met gewone witte houtlijm, epoxy en seconden lijm. Het ruwbouw gewicht van het model op de foto (1.8 mtr spanwijdte) is zo’n 1500 gram. Voor sommige sportvliegtuigjes worden de vleugels ook wel d.m.v. een hete draad uit piepschuim gesneden. De zo verkregen kern wordt dan rondom bekleed met dun balsahout. Deze sandwich constructie maakt zo’n vleugel erg sterk maar is vaak ook wel wat zwaarder dan een gewone ribben vleugel.

Bespanning

Dan moet het model nog bekleed worden. Vroeger gebeurde dat met doek of japans rijstpapier, wat door een speciale span-lak strakgetrokken werd. Helaas is dat papier vrij kwetsbaar. Tegenwoordig zie je bijna alleen nog folie bespanning. Deze is in vele kleuren verkrijgbaar en laat zich heel handig verwerken. De achterkant is voorzien van een lijmlaag die gaat plakken als je hem warm maakt. Eerst wordt een overmaats stuk folie over het model gelegd. Door met een strijkbout over de bovenkant te gaan wordt de folie dan rondom vastgezet. Het materiaal krimpt bij hogere temperaturen en zo kun je door met de bout of föhn het middenstuk te verhitten de folie mooi strak over de vreemdste vormen spannen. Als het niet helemaal perfect zit kan het door voorzichtig verwarmen weer losgetrokken worden en daarna op de goede plek weer vastgezet worden. Door verschillende kleuren te combineren kun je het model een prachtige “finish” geven waarbij verder geen speciale afwerking nodig is omdat de folie al brandstofbestendig is.

Brandstof motoren voor de modelbouw

Bij de brandstofmotoren is de tweetakt gloeiplugmotor het meest toegepaste type. Dit is, net als een dieselmotor in een auto, een zelfontbrander. Boven in de kop zit geen bougie, maar een plug met een gloeidraad die tijdens het starten door een externe batterij verhit wordt. Door de speciale brandstof en de hoge compressie is deze warmte genoeg om het mengsel te ontsteken. Als de motor eenmaal eventjes loopt blijft de gloeispiraal vanzelf op temperatuur en kan de startbatterij weggenomen worden. De meest gebruikte types hebben een cilinderinhoud van 3.5 tot 15 cc en leveren daarmee een vermogen van ongeveer 0.7 tot 2.5 pk.

Een technisch mooiere motor is de viertakt motor. Waar een tweetakter de hele verbrandingscyclus binnen een omwenteling “afraffelt” heeft de viertakter een aparte omwenteling voor aanzuigen en compressie, en een tweede voor verbranding en uitlaat. Dit wordt netjes door in- en uitlaat kleppen geregeld, met als resultaat een betere spoeling waardoor de motor efficiënter en zuinig loopt. Ook viertakt motoren werken met een gloeiplug. Ze leveren hun vermogen bij een lager toerental dan de tweetakters en kunnen dus een grotere propeller draaien. En omdat ze maar bij 1 op de 2 omwentelingen een plof in de uitlaat veroorzaken geven ze ook nog eens een prachtig “schaal” geluid, een doffe sonore brom. Viertakt motoren beginnen bij zo’n 5cc en lopen op tot 30cc met ongeveer 3 pk voor de een-cilinders.

Brandstofmotor 2-takt

Brandstofmotor 4-takt

De carburateurs voor beide motortypes hebben meestal twee instelnaalden: Een voor de mengselverhouding bij stationaire loop en een voor het volgas mengsel. Met een hendeltje aan de zijkant van de carburateur kan de opening van de luchthapper groter of kleiner gemaakt worden, en zo wordt er dus meer of minder gas gegeven.

Brandstof

De brandstof voor model motoren is een mengsel van ongeveer 75% methanol, 20% olie en (meestal) 5% nitromethaan. Het oliegedeelte is nodig voor de smering en koeling omdat deze motoren geen eigen oliereservoir hebben. Mengsmering dus, net als bij brommers. De nitro zorgt voor een vlotte verbranding en houdt de motor wat koeler.

Bij een 6.5cc motor hoort een tank van ongeveer 250cc en daar moet je normaalgesproken zo’n 15-20 minuten mee kunnen vliegen. Verder kan een vliegtuig wel eens (gewild of ongewild) op z’n kop vliegen en daarbij moet de brandstoftoevoer naar de motor natuurlijk gegarandeerd blijven. Dit gebeurt door de brandstof in de tank aan te zuigen d.m.v. een flexibele slang met een gewicht aan het einde. Deze clunk (naar het geluid vernoemd) zal ook de zwaartekracht volgen en blijft dus altijd in de brandstof liggen. Verder wordt er meestal via een nippeltje iets van de druk in de uitlaatdemper afgetapt en deze via een slangetje naar de tank geleid om deze op overdruk te zetten. Dit helpt de motor bij het aanzuigen van de brandstof.

Instelhoek voor de motor

Als je voor een vliegtuig staat valt het soms op dat de motor een beetje scheef gemonteerd is, hij “kijkt” vanuit het vliegtuig gezien een beetje naar rechts en naar beneden. Het eerste heet side-thrust en werkt als volgt: Vanuit het vliegtuig gezien draait de propeller rechtsom, waardoor het vliegtuig zelf (actie=reactie) linksom wil draaien. Dit geeft een langzame bocht naar links en door de motor nu iets naar rechts te laten trekken kan dit tegengestuurd worden. Het naar beneden kijken heet domping en houdt het vliegtuig op dezelfde hoogte wanneer er meer gas gegeven wordt. Zonder deze domping zou het vliegtuig vanzelf gaan stijgen omdat bij hogere snelheid de vleugel meer lift genereert. Deze trucjes komen rechtstreeks van de grote broers in de bemande luchtvaart.

Hoe stuurt een modelvliegtuig

De meeste modelvliegtuigen kunnen net als de grote vliegtuigen om 3 assen bestuurd worden, namelijk hoog/laag, links/rechts en rollen om de lengteas (vliegrichting), zoals een kurkentrekker. Verder is het gas nog regelbaar, zodat er 4 stuursignalen nodig zijn om alles te bedienen. Zie het plaatje.

Om omhoog te gaan wordt het hoogteroer ietsje naar boven gedraaid, waardoor de luchtstroom het stabilo naar beneden drukt en de neus van het vliegtuig dus naar boven gaat. Op dezelfde manier kan met het richtingroer van koers veranderd worden. Bij de rolroeren gaat er een naar boven terwijl de ander naar beneden gaat, waardoor het vliegtuig linksom of rechtsom “rolt”. De roeren worden via stuurstangen of kabels door servo’s bewogen. In een servo zit een elektromotortje die het heveltje aan de buitenkant over een hoek van 90 graden kan bewegen, waarbij de hoek precies evenredig is met de uitslag van de stuurknuppel op de zender.

De afstandsbesturing

De stuursignalen van de zender worden in het vliegtuig opgepikt door een ontvanger. Deze heeft dus minstens 4 uitgangen waarop de servo’s aangesloten worden. Verder is er een boordaccu van 4.8 V die de ontvanger en servo’s van stroom voorziet. De reikwijdte van een afstandbesturing is ongeveer 1.5 km, veel verder dan de zichtgrens voor onze modellen.

De manier waarop de knuppels op de zender met de stuurfuncties overeenkomen heet “knuppelbezetting” en daar zijn vier verschillende standaarden voor. In onze club wordt met “mode 3″ gevlogen. Het onderstaande plaatje laat zien welke functie bij welke knuppel hoort.

Afstandsbesturingen zijn er op 3 frequenties: 27MHz, 35Mhz en 40MHz, waarbij de 35 MHz band speciaal voor modelvliegtuigen is gereserveerd. Binnen een band zijn er nog zo’n 20 verschillende kanalen die ieder een eigen nummer hebben. Het kanaal waarop je vliegt wordt ingesteld door in de zender en ontvanger een kristal van de juiste frequentie te plaatsen. Bij de aanschaf van een besturing kun je de frequentie van het kristalpaar kiezen, en dan is het wel handig om eerst bij de club te kijken welke kanalen al veel gebruikt worden, omdat twee mensen met hetzelfde kanaal nooit tegelijk kunnen vliegen.

Om vergissingen en ongelukken te voorkomen is er op het veld een zogenaamd frequentiebord aanwezig. Hierop zitten allemaal genummerde wasknijper, een voor ieder kanaal. Als je je zender wil aanzetten moet je eerst de knijper met jouw kanaalnummer halen en deze aan je antenne hangen. Zonder knijper mag de zender niet aan. Zolang iedereen zich hier netjes aan houdt is het een waterdicht systeem.

Hoe gaat het vliegen in zijn werk?

OK, we hebben nu een fonkelende kist voor ons staan, waarvan de roeren alle kanten op kunnen en de motor vrolijk pruttelt. Laten we eens een stukje gaan vliegen. Volgas erop, even laten rollen en met een beetje “up” komt het vliegtuig van de grond. Dat viel niet tegen. Bij de eerste bocht moeten we er al rekening mee houden dat als je naar je toe komt vliegen links en rechts omdraaien, net als bij een afstandsbestuurde modelauto. Bij vliegtuigen heb je nog een vrijheidsgraad: hij kan ook nog op z’n kop. Natuurlijk wil je dit eerst niet, maar soms helpt de wind je een handje bij een steile bocht. Nu draait hoog/laag ook om, en ook weer de functie van het richtingroer. Om de verwarring compleet te maken: bij het op de kop vliegen draait de werking van de rolroeren niet om, linksom blijft immers linksom, of hij nou op z’n kop ligt of niet.

Even positief denken: Het waait niet en we maakten een niet te scherpe bocht, dus boven is nog steeds boven. Dan valt op dat sturen anders gaat dan met een auto. Als je na de bocht de knuppel weer in de neutrale stand laat komen draait het vliegtuig nog vrolijk door. Je moet hem met een tikje de andere kant op eerst weer recht leggen voordat hij rechtuit vliegt. Ook hebben we flink hoogte verloren omdat het vliegtuig in de bocht schuin gaat liggen en over z’n vleugel naar beneden afglijdt. Een goede (linker-)bocht is dus een soort drie-eenheid: tikje naar links, met wat “up” de bocht doortrekken, en aan het einde weer een tikje rechts. Differentieel sturen heet dat. Makkelijk zat.

Het wordt eens tijd om te landen. We komen lekker hoog aanvliegen, richting vliegveld, en doen het gas dicht. Juist, dat ding zweeft meters over het veld door. Waar is die rem? Geen probleem, we vliegen nog een rondje en sturen hem nu gewoon met wat “down” naar beneden. Nu gaat het vliegtuig steeds harder en komt met een zodanig gesuis aanzetten dat we hem nooit zonder brokken op de grond krijgen. Klopt, hoogte wordt in snelheid omgezet en andersom. Als zo’n landing al niet zou resulteren in een driedubbele flik-flak, dan rolt het vliegtuig met een noodgang het hele veld over om dan tegen het hek, of zoals bij ons, in de beek te eindigen. Nog steeds geen rem he? Gelukkig drijft hout en zijn de motoren van aluminium. Dat roest niet.

Nu doen we het beter, we komen langzaam en laag aanvliegen voor de landing, maar waarom reageert die kist toch zo beroerd? Door de afgenomen snelheid is luchtstroom over de roeren minder, waardoor ze minder effectief worden. Goed, een beetje harder roeren dan maar, net voor de baan het gas helemaal dicht en we laten hem langzaam doorzakken, precies boven de baan. Op het laatste moment voor de “touch-down” een beetje “up” waardoor het laatste restje snelheid er nog uit gaat, en ons vliegtuig landt boterzacht op het gras. Het draait hier dus allemaal om een juiste inschatting van afstand, hoogte en snelheid. Een van de drie fout betekent geen landing, vandaar dat dit ook de moeilijkste oefening is.

Bij het langzaam vliegen moet er ook nog rekening gehouden worden met een zogenaamde “overtrek” of “stall”. Dit betekent dat als je onder een kritieke snelheid komt de luchtstroom over de vleugel ineens afbreekt, zodat het vliegtuig direct naar beneden komt kukelen, liefst gepaard met een felle draai om z’n lengte as. Tegensturen en meer “up” kost nog meer snelheid en verergert de zaak alleen maar. Dus als een overtrek niet tijdig herkend wordt, en verholpen met een goeie stoot gas, dan ligt een huiselijke avond met de lijmpot alweer in het verschiet.

Is het dan echt zo moeilijk?

Ach, dat valt ook wel weer mee. Als je alle handelingen opsomt die nodig zijn om met een auto heelhuids van A naar B te komen lijkt het ineens ook ondoenlijk. Toch doen hele volksstammen het dagelijks, onderwijl boterhammen kauwend, bellend en wat al niet meer. Het komt neer op het aanleren van de juiste reflexen, zodat je er niet meer bij na hoeft te denken. Dit doe je door gewoon veel te oefenen, met een instructeur aan je zij. In principe moet het voor iedereen te leren zijn. Het valt wel op dat, zoals met meer dingen, hoe jonger men begint hoe eerder men het te pakken heeft. Ook het oefenen met een simulator, een soort computerspel voor op de PC, maar dan bestuurd met een echte zender doet wonderen.

En dan?

Voor degenen die het rondjes vliegen eenmaal wel onder de knie hebben is er een groot aantal verschillende wedstrijden waaraan deelgenomen kan worden. Voor ieder type vliegtuig zoals zwever, brandstof, elektro, helikopter, lijnbesturing etc. zijn er verschillende klassen waarin je kunt meedoen. De reglementen zijn internationaal door de FAI vastgelegd en gaan van “sportsman” tot “expert” klasse, waarbij het “Tournament Of Champions” (TOC) in Las Vegas misschien wel het hoogtepunt op het gebied van aerobatics te noemen is.

Natuurlijk moet het allemaal niet zo professioneel en kun je binnen de club ook een hoop lol hebben met modelvliegtuigen.
Zo wordt er regelmatig wel iets georganiseerd als bijv. een vossenjacht, waarbij een vliegtuig een lang lint voortsleept en de anderen proberen dat eraf te vliegen. Of combat vliegen, waarbij het er nog heftiger aan toe gaat. Vele kleine (en liefst goedkope) vliegtuigen stijgen op en proberen elkaar te raken. Last one down is de winnaar. Dan heb je nog het piepschuim paaltjes rammen. Zoveel mogelijk raken in zo weinig mogelijk pogingen. Of het limbo-vliegen, onder een laaghangend lint door. Liefst op de kop.

Als het niet zo hectisch hoeft kun je ook echt genieten van het geweldige vliegbeeld van een zwever, die samen met de buizerds in een thermiekbel naar boven cirkelt. En het op beginhoogte brengen van zo’n zwever, middels een sleeptouw achter een groot brandstofvliegtuig is een fantastisch schouwspel. Vaak zie je ook de “huckepack” techniek waarbij de zwever op de schouders van een groot brandstof toestel ligt en deze hele combinatie zo opstijgt. Eenmaal op hoogte wordt de zwever dan afgekoppeld.

En dan heb je nog van die mensen die een kleine digitale camera in hun vliegtuig bouwen en daarmee foto’s vanuit de lucht nemen. Dit kan werkelijk prachtige beelden opleveren en is erg leuk om te doen. Al met al is het modelvliegen een leuke hobby met veel verschillende mogelijkheden, waardoor er voor elk wat wils in te vinden is.