Der erste fliegende Elektrovogel

(E lektro-Vogel Nr. 1)

Die inneren Armflügel wurden aktiv gedreht und verwunden. Die äußeren Handflügel sollten sich zusätzlich aeroelastisch verwinden.

EV1 im Kraftflug

EV1 im Gleitflug

EV1 mit den Flügeln in der oberen Endlage

Die für den Kraftflug erforderliche Verwindung längs des ganzen Flügels war leider viel zu gering. Sie wurde auch durch die stabile, breite Endleiste sehr erschwert.

Flügelverwindung beim Abschlag

Rumpf des EV1

Länge 1,6 m, Aussendurchmesser 147 mm, Rumpfwand ca. 10 mm dick, hergestellt aus Hartschaumringen, überzogen mit glasfaserverstärktem Polyester.

Geöffneter Rumpf und Flügelanschluss

Der EV1 arbeitete mit Flügelwurzelverdrehung.
Im Innern der Flügelzungen war jeweils eine Mechanik eingebaut. Damit wurden die Flügelhandgelenke in der Mitte der Flügelhalbspannweite zusätzlich gedreht.

Elektrik im vorderen Rumpfteil

Links:

Der Antriebsmotor und die Servos für die Modellsteuerung

Rechts:

Mikroschalter für die Drehrichtungsumkehr und der Widerstand für den Sanftanlauf

Schlagflügelmechanik

Man sieht auf nebenstehendem Bild:

Links

Die Klampe zur Fixierung der Schnur vom Flaschenzug der Gummistrang - Kompensationsfeder im hinteren Rumpfteil (siehe nächstes Bild).

Die Stahldrähte zwischen dem Flaschenzug und dem Winkelhebel. Letzterer drückt die Hauptkreuzschleife nach oben bzw. den Flügel nach unten.

Mitte:

Die Halter für die Führung der Kreuzschleifen.

Rechts:

Die Gelenkstangenköpfe der Steuerkreuzschleife für die Flügelwurzelverdrehung.

Unterhalb davon ist ein bisschen die Antriebseinheit zu sehen und rechts davon der blaue Mikroschalter für die Gleitflugstellung.

Die Gelenkstangenköpfe der Hauptkreuzschleife greifen im Innern der Hauptholm-Rohrenden an.

Technische Zeichnung

mit Längschnitt durch den Rumpf und durch die Antriebsmechanik des Schlagflügels.

Kardankurbel-Elektroantrieb für Ornithopter

Dieser spezielle Planetengetriebe-Mechanismus wandelt die rotierende Bewegung des Elektromotors in eine geradlinige, pendelnde Bewegung des Kurbelzapfens um. Eine Kreuzschleife wird nur für die Umschaltung zwischen Gleit- und Kraftflug benötigt.

Gleitflug wird erreicht, wenn man die
Kurbelzapfenbahnline waagrecht ausrichtet.

Die Kraftflugbewegung erhält man, wenn die
Kurbelzapfenbahnline senkrecht verläuft.

Man kann hier den 2 mm-Versatz zwischen Haupt- und Steuerkurbelzapfen erkennen.

Außerdem sind im Bild oben die beiden Abtaststifte für zwei Gleitflugstellungen zu sehen.

Der Kardankurbel-Antrieb wurde in den Schlagflügelmodellen EV1 bis EV6 verwendet.

Nähere Einzelheiten siehe Bericht,
mein Patent Nr. DE 26 28 846, Anmeldung 1976
und die

Pläne der Einzelteile (PDF 1.4 MB)
18 Bleistiftzeichnungen

Sie können sich auch eine Animation der Kardankurbel ansehen.

Die aktive Flügelverwindung erfolgte durch getrennte Anlenkung von Haupt- und Hilfsholm in Schlagrichtung.

Die Spreizung der beiden Rohrholme war für eine relativ kleiner Verwindung an der Flügelspitze, bei gegebenem Abstand des Haupt- und Hilfsholms an der Flügelwurzel erforderlich.

Es gab keine Flügelendleiste, kein brauchbares Flugergebnis, aber gute konstruktive Fortschritte
(siehe Bericht).

Zur Flügelbespannung wurde erstmals die elastische Folie vom Typ Platilon U 04 der Firma Plate Bonn GmbH verwendet (Dicke 0,03 und 0,05 mm).

Draufsichtvergleich EV1 - EV2

EV2 geöffnet

Vorne kann man die Mikroschalter für die Umsteuerung zwischen Gleit- und Kraftflug sehen.

Die Servos zur zusätzlichen Beeinflussung der Flügelverwindung waren in den vorderen Flügelanschlusswalzen eingebaut.

Haupt- und Hilfsholm wurden über zwei Flachstähle getrennt angesteuert.

Hinten sieht man den Federtopf der senkrecht angeordneten Stahl-Kompensationsfeder
(Federdaten d = 4 mm, D_m = 40 mm, R = 3,26 N/mm, F_max = 536 N, G = 184 g).

Der Rumpf war geteilt. Das hintere Rumpfende konnte für den Akkuwechsel abgenommen werden.

Die Antrieb-Einzelteile sind im Bericht abgebildet.

Der EV3 ist über die Konstruktionsphase nicht hinaus gekommen. Es existieren nur Planunterlagen.

Laufversuche

Arm- und Handflügelabschnitt wurden an der jeweiligen Wurzel vom Antrieb aktiv gedreht. Der Armflügel war steif. Der Handflügel sollte sich aeroelastisch verwinden. Seine Verwindung war für den Gleitflug ausreichend.

Antriebsmechanik des EV4

Es gibt eine Bilderserie über die Details der Mechanik. Die Bilder zeigen die Konstruktion und geben Aufschluss über die Funktion.

Technische Zeichnung

mit Längschnitt durch die Antriebsmechanik des Schlagflügels im Rumpf.

EV4 mit stufiger Flügelverwindung

Im Kraftflug war die Handflügelverwindung zu klein. Insbesondere an der Flügelspitze ist der Anstellwinkel beim Abschlag nicht negativ genug.
Konkrete theoretischen Vorgaben dafür fehlten damals aber noch (z.B. Handbuch, 2001, Abschnitt 6.5 bis 6.7).

Einstellarbeiten

Der Verdrehungswinkel des Handflügels ließ sich in engen Grenzen verändern.

Am Rumpfanschluss ist das vorne stark gewölbte Armflügelprofil nach Vogelart gut zu erkennen.

EV4 mit den Flügeln im Bereich der unteren Endlage