Antriebstechnik im Fahrwerk eines Amphibien-Flugzeugs

  • Das Bugfahrwerk wird über eine Motor-Getriebe-Encoder-Einheit mit Stirnradgetriebe und Spindel bewegt.

Das Amphibien-Flugzeug Flywhale bereitet nicht nur Hobby-Fliegern Vergnügen, sondern ist auch dem Küstenschutz oder den Rettungsdiensten eine große Hilfe. Es bewegt sich sicher, ob in der Luft, am Boden oder im Wasser. Um das zu gewährleisten, hat der Hersteller das Flugzeug mit Antrieben ausgestattet, die leicht sind, kurzfristig eine hohe Antriebsleistung liefern und über lange Zeit zuverlässig arbeiten.

Es ist ein besonderes Vergnügen, im Amphibien-Flugzeug der Flywhale Aircraft die Welt von oben zu erkunden. Elke und Helmut Rind haben ihr Unternehmen 2012 mit dem Ziel gegründet, ein ultraleichtes Wasserflugzeug aus Faserverbundmaterial zu entwickeln und zu vermarkten. Viele Monate tüftelte das Team an der Realisierung ihres Projekts, dem Flywhale Adventure iS Sport. Zahlreiche Tests folgten. Das Ergebnis ist nun ein ultraleichtes Amphibien-Flugzeug, das Starts und Landungen sowohl zu Wasser als auch zu Land beherrscht und durch seine gute Aerodynamik überzeugt. Das Unternehmen Flywhale Aircraft ist damit in Deutschland der einzige Hersteller für ultraleichte Wasserflugzeuge.

Technische Details

Das Wasserflugzeug fliegt mit einer Reisegeschwindigkeit von 200 Stundenkilometern und hat eine maximale Reichweite von sieben Stunden. Bei einer Länge von 7 m, einer Höhe von 2,49 m und einer Spannweite von 9 m bringt es ein Leergewicht von 342,5 kg auf die Waage, das maximale Abfluggewicht liegt bei 517,5 kg. Die 1,2 m breite Kabine bietet Raum für zwei Passagiere. Zudem sind 50 Liter Stauraum vorhanden. Helmut Rind erläutert, was das ultraleichte Amphibien-Flugzeug so unvergleichlich macht: „Unser Flywhale verbindet einen hohen Spaßfaktor mit viel Platz. Das moderne Flugboot ist ideal für Abenteurer, die unabhängig sein wollen.“ Zielgruppen sind aber nicht nur Hobby-Flieger mit einer Leidenschaft fürs Wasser, sondern auch der Küstenschutz oder Rettungsdienste. Angestrebt ist eine Jahresproduktion von 20 Flugzeugen, derzeit werden jährlich etwa acht Stück hergestellt.

Intelligente Antriebstechnik

„Beim Bau unseres Flywhale haben wir großen Wert auf den Einsatz moderner Technik gelegt. Wir verwenden in allen Bereichen beste Materialien“, sagt Rind.

„Es ist mit neuer Motorentechnik ausgestattet und bietet etliche technische Besonderheiten.“ Beim Ein- und Ausfahren des Haupt- und des Bugfahrwerks sind Komponenten aus dem Hause Faulhaber beteiligt. Das Bugfahrwerk wird über eine Spindelmechanik bewegt. Die Antriebslösung für die erforderliche Drehbewegung der Spindel besteht aus einem graphitkommutierten DC-Kleinstmotor der Serie 3257… CR inklusive Encoder (IE3-1024) sowie einem robusten Planetengetriebe des Typs 32/3S. Der eingesetzte Antrieb hat ein Drehmoment von 73 mNm bei einem Durchmesser von 32 mm und einer Länge von 57 mm. Er nutzt Hammerbürsten aus Metallgraphit und mehrteilige Kupferkommutatoren. So erzielt der Motor eine lange Lebensdauer – auch mit größerer Leistung und trotz extremer Belastung. Der magnetische Inkrementalencoder ist standardmäßig in verschiedenen Auflösungen lieferbar, hat einen Indexkanal zur Referenzierung einer Umdrehung der Antriebswelle und eine standardisierte, elektronische Encoderschnittstelle. Auflösung, Drehrichtung, Indexbreite und Indexposition lassen sich flexibel an die jeweilige Anwendung anpassen. Eine Motion-Controller-Steuerung des Typs MCDC 3006 S RS komplettiert das intelligente System für das Bugfahrwerk. Die Motion Controller überzeugen durch ihre kompakte Bauweise, den geringen Verdrahtungsaufwand und die damit verbundene einfache Inbetriebnahme. Zusätzlich ist das Bugfahrwerk mit einem Federelement ausgestattet, was den Komfort erhöht.

Keine zusätzliche Sensorik

Die beiden Hauptfahrwerke werden jeweils mit einem Schneckenradantrieb ein- und ausgefahren. Treibende Kraft ist auf beiden Seiten ein DC-Kleinstmotor der Serie 3257 ... CR, also der gleiche Antrieb wie beim Bugfahrwerk. Über die Getriebeausgangswelle vom Getriebe Typ 32/3 S wird eine Schnecke angetrieben, die über ein Zahnradsegment das Fahrwerk bewegt. „Für alle Fahrwerke werden die Endlagen fürs Ein- und Ausfahren per Encoder erfasst, der Steuerung übermittelt und als Signal über eine blaue beziehungsweise grüne Kontroll-LED im Cockpit angezeigt“, erläutert Michael Schütte, Area Sales Manager bei Faulhaber. „Auf eine zusätzliche Sensorik zur Erfassung der Endlagen konnten wir somit verzichten.“

Die Herausforderungen

Die Anforderungen an die eingesetzte Antriebstechnik sind in diesem Anwendungsfall alles andere als einfach. Schütte erläutert: „Die Antriebe müssen bei möglichst geringem Gewicht eine kurzfristige hohe Antriebsleistung erbringen. Außerdem soll das Fahrwerk sowohl im Wasser als auch in der Luft bewegt werden können.“ Eine sehr hohe Zuverlässigkeit des Systems ist damit erforderlich. Die eingesetzten Antriebskomponenten der Schönaicher bieten mit ihrem geringen Gewicht, ihrer hohen Leistungsdichte sowie der kompakten Baugröße hierfür die optimale Lösung. Aus Sicht der norddeutschen Flugzeugbauer spricht für die gewählten Antriebslösungen aber nicht nur die technische Zuverlässigkeit, sondern auch der professionelle Support. Rind resümiert: „Wir arbeiten sehr gerne mit Faulhaber zusammen. Unsere Unternehmen verbindet, dass wir nur mit dem besten Ergebnis zufrieden sind.“

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