Modellflug im Kanton Uri

 

Physik  |  Technik

 

Jan Ott, 2006 | Bürglen, UR

 

Diese Arbeit untersucht, unter welchen meteorologischen Bedingungen drei verschiedene Modellflugzeuge an einem Standort im Kanton Uri betrieben werden können. Ziel war es herauszufinden, welches Modell innerhalb eines definierten Messzeitraums die grösste potenzielle Flugzeit erreicht. Dazu wurden während dreissig Tagen meteorologische Daten wie Windrichtung, Windgeschwindigkeit, Niederschlag und Sonneneinstrahlung gemessen. Ergänzend wurden offizielle Wetterberichte einer nahegelegenen Messstation verwendet.
Die Betriebsgrenzen der drei Modellflugzeuge, Opterra 2m, Turbo Timber Evolution 1.5m und Eratix 3D Flat Foamy 860mm, wurden anhand praktischer Flugversuche festgelegt. Anschliessend wurden die Wetterdaten mit diesen Grenzwerten verglichen, um mögliche Flugzeiten zu berechnen. Zusätzlich wurde untersucht, ob eine andere Ausrichtung der Start und Landebahn die Flugzeiten verbessern könnte.
Die Ergebnisse zeigen, dass das Modell Turbo Timber die grösste potenzielle Flugzeit erreicht. Zudem konnte eine theoretisch optimale Ausrichtung der Landebahn bestimmt werden, welche den Flugbetrieb weiter verbessern würde.

Fragestellung

Ziel dieser Arbeit ist es zu untersuchen, unter welchen meteorologischen Bedingungen Modellflugzeuge an einem konkreten Standort im Kanton Uri betrieben werden können.
Im Zentrum steht die Frage, welches der drei untersuchten Modellflugzeuge im gewählten Messzeitraum die grösste potenzielle Flugzeit erreichen kann. Zusätzlich wird untersucht, ob eine optimierte Ausrichtung der Start und Landebahn die möglichen Flugzeiten erhöhen könnte.

Methodik

Für die Untersuchung wurden drei unterschiedliche Modellflugzeugtypen ausgewählt, die sich in Bauweise, Masse und Flugeigenschaften deutlich unterscheiden und so ein breites Spektrum von Modellflugzeugen entsteht (ausgenommen Helikopter und Jet-betrieben Modellflugzeuge).
Am Untersuchungsstandort wurde eine eigene Wetterstation installiert, welche zwischen dem 10.04.24 und 09.05.24 kontinuierlich meteorologische Daten erfasste. Gemessen wurden unter anderem Windrichtung, Windgeschwindigkeit, Niederschlag, Temperatur und Sonneneinstrahlung. Die Daten wurden auf einer Speicherkarte aufgezeichnet und anschliessend ausgewertet.
Zusätzlich wurden offizielle Wetterberichte einer nahegelegenen Flugwetterstation der REGA verwendet, um Informationen zur Sichtweite und zur Wolkenuntergrenze zu erhalten.
Die Betriebsgrenzen der Modellflugzeuge wurden durch praktische Flugversuche bestimmt. Anschliessend wurden die Wetterdaten mithilfe von Tabellenkalkulation ausgewertet. Dabei wurde berechnet, zu welchen Zeitpunkten die meteorologischen Bedingungen innerhalb der zulässigen Grenzwerte lagen.

Ergebnisse

Die Auswertung der Messdaten zeigt, dass die Windrichtungen im Untersuchungszeitraum hauptsächlich aus Nordosten sowie aus südlicher Richtung auftraten, welche stark durch die Topografie des Urner Reusstals beeinflusst werden.
Bei der aktuellen Ausrichtung der Start und Landebahn ergeben sich unterschiedliche potenzielle Flugzeiten für die drei Modellflugzeuge. Das Modell Turbo Timber erreicht mit rund 18’780 Minuten die grösste potenzielle Flugzeit. Das Modell Opterra erreicht eine ähnliche Flugzeit, während das Modell Eratix 3D Flat Foamy deutlich weniger fliegbaren Zeitraum aufweist.
Eine Analyse der Windverteilung zeigt ausserdem, dass die aktuelle Ausrichtung der Start und Landebahn nicht optimal zur dominierenden Windrichtung passt. Durch eine theoretisch optimierte Ausrichtung der Landebahn könnten die potenziellen Flugzeiten insbesondere für zwei der untersuchten Modelle deutlich erhöht werden.

Diskussion

Die Ergebnisse zeigen deutlich, dass meteorologische Faktoren einen entscheidenden Einfluss auf den Modellflugbetrieb haben. Besonders Windgeschwindigkeit und Windrichtung bestimmen, ob ein sicherer Start und eine kontrollierte Landung möglich sind.

Schlussfolgerungen

Das Modell Turbo Timber erweist sich als besonders flexibel, da es auch bei schwachem Regen und bei schlechten Lichtverhältnissen eingesetzt werden kann. Zudem verfügt es über Auftriebshilfen und ein elektronisches Stabilisierungssystem, welches Turbulenzen teilweise ausgleicht.
Das Modell Eratix 3D Flat Foamy reagiert aufgrund seiner geringen Masse sehr empfindlich auf Wind und Turbulenzen. Dadurch ist seine maximale Einsatzdauer deutlich eingeschränkt und am niedrigsten der drei Modellflugzeuge.
Die Untersuchung basiert jedoch nur auf einem Messzeitraum von dreissig Tagen im Frühling. In anderen Jahreszeiten könnten sich unterschiedliche Wetterlagen ergeben. Eine längere Messperiode würde daher zu noch zuverlässigeren Ergebnissen führen.

 

 

Würdigung durch den Experten

Ronald Luijten

Jan untersucht an einem existierenden, nicht offiziellen Modellflugplatz in Kanton Uri welche Faktoren die maximal mögliche Flugzeit im Monat Mai bestimmen. Er hat mit 3 Flugzeugmodellen ein breites Spektrum von Charakteristiken abgedeckt (ohne Jet) und an Hand einer selbst aufgestellten Wetterstation Wind (Stärke und Richtung), Regen und Helligkeit erfasst. Er hat die Betriebsgrenzen der Modellen bestimmt und für jedes Modell die maximale Zeit errechnet. Am Schluss zeigt er auf wie diese Zeit durch Optimierung der Ausrichtung der Landepiste, noch verbessert werden kann.

Prädikat:

Bronze

 

 

 

Kantonale Mittelschule Uri, Altdorf
Lehrer: Stefan Wehrli