Direktheli von Christian Lucas und Albert Fruth


ein Gastbeitrag von Christian Lucas

© Dr. Ralph Okon 26.01.2011

 

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Dieser Heli ist in den Jahren 1996-97 entstanden und somit einer der ersten Direktantriebshelis überhaupt gewesen.
Gebaut hat ihn der Albert Fruth.
Bis auf die Taumelscheibe hat er alle Bauteile selbst gedreht und gefräst!

Wir hatten uns schon länger Gedanken zu so einem Heli gemacht.
Dazu kam, dass ich auch noch einen Brennstoffzellen-Stack mit ich glaube 430 Gramm Masse für 250 Watt bei 14 Volt Lastspannung aufgebaut hatte, den ich für den Hubi verwenden durfte.
Ich habe den Hubi mit BZ damals auch für den Berblinger Preis der Stadt Ulm angemeldet.

Ein Photo des Brennstoffzellenstacks mit 250 Watt Dauer-Abgabeleistung.
Mit der BZ ist der Heli einmal geflogen - vor dem Schneider von ULM Wettbewerb.
Der Stack ist aber danach leider im Fahrrad kaputt gegangen durch einen defekten Druckregler der aus dem 300 bar CFK Liner auf fast Umgebungsdruck herunter gedrosselt hat.
Für den Heli gab es auch einen kleinen 1 Liter Kyro Wasserstofftank mit dem der Heli bei 250 Watt gute 12 Stunden in der Luft geblieben wäre.


Die Entwürfe der Blechschnitte sind einmal mit Hammerköpfen und einmal ohne Köpfe.
Diese Variante wurde dann doch nicht realisiert.
Die Statorbleche, wie sie dann im Motor eingesetzt wurden, waren aus einer 0,06mm dicken Cobaltlegierung gefertigt worden.
Sie mussten vor der Weiterverarbeitung in einem Gußvorwärmeofen in einem extra Behälter der mit Helium gefüllt war geglüht werden.
Beim Stapeln mussten sie mit besonders kleinen Microbaloons von Hand(!) gegeneinander isoliert werden.
Ich habe mir damals sogar einen Sensor Steller von Kontronik zugelegt für den mir der Harald Konrad die Hallsondenverkabelung aufgezeichnet hat.
Der Motor ist 24N32P Gruppenparallel im Dreieck verschaltet.
Somit arbeitet er als doppelter 12N16P, damit die Steller besser klar kommen.
Er war aber dennoch schon grenzwertig im Betrieb.

Geflogen ist der Albert den Hubi ein paar mal.
Ich habe auch ein paar Flüge gemacht, aber die Steller waren damals noch nicht so weit,dass sie mit dem hochpoligen Motor wirklich richtig gut zurecht gekommen wären.

Der Heckrotor hatte einen eigenen Antrieb nach dem CDR-Prinzip.
Ausserdem war ich mit einem anderen Freund dran eine Leistungsaufteilung zwischen Heckrotor und Hauptrotor zu machen,
da für schnellen Vorwärtsflug gar kein Heckrotorantrieb nötig gewesen wäre wenn man ein Aerodynamisch dafür ausgelegtes Leitwerk montiert hätte.
Das wäre in der Energiebilanz für maximale Flugzeit nochmals um einiges besser gewesen.Der Heckrotor braucht gut 50-70 Watt nur zum Drehen.
Der Heli war ausgelegt für 1200 U/min Kopfdrehzahl,im Schwebeflug hat er je nach Blättern 180-200 Watt aufgenommen. Die meisten Flüge haben wir mit 12 NC Zellen gemacht.
Der Motor "fette" hätte wohl auch 12 Stunden Flug ohne Wärmeprobleme überstanden oder auch deutlich mehr Leistung abgeben können!

 

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