hochkant=1.2|mini|Ein schneller Modellhubschrauber mit 1,60 m Rotordurchmesser (Three-Dee RIGID, Baujahr 2009)
Ein Modellhubschrauber ist ein Flugmodell, das einem manntragenden Hubschrauber in Form und Funktion nachempfunden wurde. Dabei ist es in einem deutlich kleineren Maßstab gehalten und kann in den meisten Fällen keine Person tragen. Einige Modelle sind jedoch so ausgelegt, dass sie kleinere Lasten tragen können; so gibt es z. B. spezielle Modellhubschrauber, die mit Kamerasystemen, Messgeräten,Der britische Physiker Andrew McGonigle aus Sheffield benutzt einen mit Messgeräten ausgestatteten ferngesteuerten Modellhelikopter, um Vulkanausbrüche vorherbestimmen zu können. Der Hubschrauber misst dabei die Kohlendioxid- und Schwefeloxid-Emissionen über dem Vulkan. Vorausgegangen war eine Meßaktion von Vulkanologen am Kraterrand, die hierbei ums Leben gekommen waren, so dass der RC-Helikopter eine ungefährlichere Meßalternative darstellt. → siehe auch: The University of Sheffield; rolexawards.com, (Abgerufen am 26. Juni 2010) Lautsprechern, landwirtschaftlichem GerätAm 16. September 2011 wurde im Beisein von Ulrike Höfken, der Umweltministerin von Rheinland-Pfalz, ein ferngesteuerter Lastenhubschrauber (FRM-G Waran) mit Flettnerrotorsystem vorgeführt, der zukünftig auf Steillagenweinhängen eingesetzt werden und Pflanzenschutzmittel ausbringen soll. Das rheinland-pfälzische Weinbauministerium förderte die Entwicklung mit 50.000,-€. Der Heli wird manuell per Funkfernsteuerung gesteuert, hat eine durch einen 170 cm³ Zweizylinder-Boxermotor erbrachte Leistung von 14,5 kW zur Verfügung, ca. 2500 mm Rotordurchmesser und wiegt im Konstruktionszustand von 2011 ca. 65 kg. Die Konstrukteure sind dabei bestrebt, zukünftig durch eine Zuladungserhöhung so viel Rebschutzmittel aufnehmen zu können, dass mit einem einzigen Flug größere Flächen beregnet werden können. Zudem soll das System zukünftig noch mit Steuerhilfen ausgestattet werden, so dass ein in Teilbereichen automatisierter Einsatz des Helis möglich ist. Quelle: DMFV Modellflieger Magazin, Ausgabe Dezember 2011, S. 46 und 47. oder gar Rettungsgerät ausgestattet sind. Ferngesteuerte Modellhubschrauber finden somit also nicht nur im Hobbybereich, sondern auch im professionellen Berufsspektrum Verwendung.
Im Gegensatz zum Hubschraubermodell aus Kunststoff oder Druckguss mit hoher maßstäblicher Detailtreue ist ein Modellhubschrauber flugfähig und wird als RC-Helicopter (engl. radio-controlled helicopter) funkferngesteuert,Der überwiegende Teil der Modellhubschrauber wird durch Funkfernsteuerungen im 35 MHz oder 2,4-GHz-Bereich betrieben – letzterer hat sich aufgrund einiger Sicherheitsfeatures mittlerweile durchgesetzt, da in diesem Spektrum Modellabstürze durch Betriebsfehler wie Kanaldopplungen nicht mehr möglich sind. Mittlerweile gibt es sogar die ersten Modellhubschrauber, die über ein Onboard-WLAN-System verfügen und sich über ein Mobiltelefon steuern lassen muss aber nicht unbedingt einem großen Vorbild nachempfunden sein. Man unterscheidet zwischen sogenannten Scalemodellen (maßstabsgetreue Nachbildung in Form und Farbe), Semi-Scale (weitgehend maßstabsgetreue Nachbildung mit einigen Detailänderungen), Fun-Scalemodellen (maßstabsgetreue Nachbildung mit Fantasiecolorierung, die es in der Realität nicht gibt) und Trainer-Versionen (Modelle, die es in der Realität so nicht gibt, sondern die eine reine Trainings-, Sport- oder Anwendungsfunktion wie beispielsweise Rettung, Kameraführung und Messungen haben).
Entwicklung mini|Ferngesteuerter Helikopter mit Elektroantrieb mini|Vorbildähnliches Hubschraubermodell EC 145-T2 mit Gasturbine Der erste kommerziell erhältliche Modellhubschrauber, eine Bell Huey Cobra, wurde 1972 von Dieter Schlüter auf der Spielwarenmesse in Nürnberg präsentiert.
Die Verbreitung von Modellhubschraubern hat in den letzten Jahren einen deutlichen Auftrieb bekommen. Neben der Möglichkeit, einen RC-Helikopter bereits für wenig Geld zu erwerben, führten deutliche Leistungssteigerungen, neue Techniken bei Antrieben und Werkstoffen und mehr Zuverlässigkeit sowie eine leichtere Bedienbarkeit zu diesem Phänomen. Insbesondere die Einführung von bürstenlosen Elektromotoren (brushless), Lithium-Polymer-Akkus, Gasturbinen, kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff und glasfaserverstärktem Kunststoff geben den Modellen eine hohe Standfestigkeit bei gleichzeitiger Verringerung des Abfluggewichts und stellen ein breites Leistungsspektrum zur Verfügung. Weiterhin gibt es laufend neue Konstruktionen, eine kostengünstige Massenfertigung in fernöstlichen Ländern wie z. B. China, Taiwan oder Südkorea.
Technische Eigenschaften mini|Eine Übersicht an verschiedenen Modellhubschraubergrößen (v.l.): 250er, 450er, 500er und 600er Elektromodelle mini|Mechanik eines Modells mit kollektiver Blattverstellung (Kunststoffrotorkopf)
Die Technik orientiert sich an manntragenden Hubschraubern, Unterschiede sind durch andere physikalische Gegebenheiten bedingt. Als Motorisierung kommen entweder einzylindrige Hubkolbenmotoren auf Nitromethan- oder Benzinbasis, Elektromotoren oder kleine Gasturbinen zum Einsatz. Durch die stark vereinfachte Technik in Verbindung mit wesentlich weniger Abfluggewicht ergeben sich neben Beschränkungen aber auch Vorteile gegenüber dem manntragenden Vorbild, die sich wie folgt darstellen:
Geringe Größe und Gewicht: relativ stärkerer Einfluss von Aerodynamik und Wind. E-Motoren bedeuten vereinfachte Getriebe und Drehzahlregelung im Vergleich zu Verbrennungsmotoren, zudem weniger Vibrationen. Elektro-Antriebe (Heckrotor, Koaxial u. a.) sind relativ kostengünstig und effizient, wenngleich bei größeren Modellen recht hohe Kosten für die Akkumulatoren und deren Ladetechnik anfallen können, da der Energiebedarf bei größeren Modellen deutlich höher ist. Gyroskope und andere Stabilisierungssysteme ermöglichen eine automatische Stabilisierung um eine oder mehrere Achsen. Nutzlast, Transportvolumen und Reichweite spielen meist keine Rolle. Geringere Kräfte am Rotor erlauben ggf. den Verzicht auf Schlag- und Schwenkgelenke. Der Pilot braucht eine hohe motorische Fähigkeit, um bis zu vier Steuerrichtungen gleichzeitig über zwei Steuerknüppel steuern zu können. Kunstflug inklusive Rückenflug (negativer Rotor-Anstellwinkel) ist bei einigen Modellen relativ einfach möglich, was bei manntragenden Hubschraubern nur bedingt bei einigen Typen und nur unter starker Belastung der Mechanik und Rotorblätter möglich ist.
Modelle Umfassend geeignet sind Modelle mit programmierbaren Steuerungen. Diese bieten sowohl im mechanischen Aufbau, wie auch durch senderseitige oder stabilisierungssystemseitige Softwareeinstellungen die Möglichkeit, Einstellungen in unterschiedlicher Art vorzugeben. Damit lässt sich eine „anfängerfreundliche“ Einstellung für die ersten Flugversuche und später dann, wenn sich der Modellheli in jeder Normalfluglage beherrschen lässt, eine „fortgeschrittene“ Einstellung für den Kunst- oder sogar 3D-Flug vorgeben.
mini|Ein sehr leichtes RTF-Modell
Die sehr billigen Modelle unter 50 EUR haben aktuell bereits eine 3-Kanalsteuerung. Neben der Höhe('Gas') ist die Drehung um die Hochachse steuerbar und über den 'Nick' die Vorwärtsfahrt. Ein klassischer Helikopter ist aber erst mit mindestens 4 Steuerachsen wirklich komplett ausgestattet und auch steuerbar (Höhe, Nick, Roll, Drehen).
Einfache Elektro-Modelle gibt es schon unter 100 EUR, sie zeichnen sich durch ein geringes Gewicht (bis ca. 300 g) aus und sind mittlerweile auch für den Einsteiger zu empfehlen, da diese Modelle aufgrund des geringen Gewichtes bei einem Absturz kaum Schaden nehmen, der falls doch eingetreten dann aber kostengünstig behoben werden kann. In dieser Gewichts-/Preisklasse dominieren zurzeit Koaxialhelis, aber es setzen sich auch zunehmend kunstflugtaugliche pitchgesteuerte Mikrohelikopter durch, da diese unbeschränkter geflogen werden können und somit nicht nur für den Einsteiger, sondern auch für Fortgeschrittene interessant sind. Bezeichnend ist für diese Modelle, die auch als RTF-Modelle, ARF-Modelle oder BNF-Modelle bezeichnet werden, dass sie fast ausnahmslos als Fertigmodelle angeboten werden, die ohne große Veränderungen an den Einstellungen sofort mit einer meist mitgelieferten Fernsteuerung geflogen werden können. RTF bedeutet dabei „Ready to Fly“, ARF „Almost Ready to Fly“, während BNF „Bind and Fly“ bedeutet – also nur eine kompatible Fernsteuerung mit dem Empfänger des Modells gebunden werden muss, um das Modell fliegen zu können. RTF-Modelle können – theoretisch – aus dem Karton heraus geflogen werden, während bei ARF-Modellen noch kleinere Modifikationen vorgenommen werden und/oder einige Teile ergänzt werden müssen und bei BNF-Modellen noch einige Einstellungen am Sender vorgenommen werden müssen.
Es gibt bei Verbrennungsmotoren eine Einteilung in Klassen (30er, 50er, 60er, 90er und 120er Klasse) sowie bei Trainermodellen eine Einteilung in Heckrohrlängenklassen (z. B. 450 mm, 500 mm, 600 mm etc.), die auch bei Elektromodellen von 250 mm bis 800 mm Anwendung findet. Turbinenmodelle werden derzeit nicht in Klassen eingeteilt.
Der Markt der etwas schwereren Modelle um die 1000 g ist sehr unübersichtlich. Hier finden sich Fertigmodelle genauso wie Bausätze, die je nach Hersteller in unterschiedlichen Vorfertigungsgraden geliefert werden. Zudem werden die meisten Modelle in verschiedenen Versionen verkauft. So gibt es teilweise Anbieter, die sieben verschiedene Versionen ihres Modells anbieten – angefangen beim Grundmodell in Kunststoff-Einfachbauweise bis hin zur getunten Vollmetall- und Carbon-Variante mit farbig eloxierten Teilen.
Einen Preissprung nach oben zeigen die Modelle über 1 kg, denn sie benötigen größere Servos und bei E-Modellen zusätzlich Akkus mit höherer Kapazität. Diese Modelle wären aufgrund ihrer Größe und der damit verbundenen relativen Standfestigkeit gegenüber Windböen und höheren Trägheit beim Steuern auch geeignete Einstiegsmodelle. Aber aufgrund des hohen Anschaffungspreises werden sie meist nur von fortgeschrittenen Piloten geflogen, da bei einem Absturz die Ersatzteilpreise entsprechend hoch sind.
Ein weiterer Preissprung ist bei Scale-Modellen und Modellen weit über 5 kg gegeben. Da hier in der Regel neben hochwertigen Mechanik- und Elektronikkomponenten insbesondere aber die Antriebstechnik ins Gewicht fällt und oftmals auch mechanische Sonder- oder sogar Einzelanfertigungen verbaut werden müssen, sind hier Preise über 10.000 € keine Seltenheit. Diese Modelle bedürfen daher äußerster Sorgfalt und werden darum auch nur von Profis geflogen, zumal häufig auch Mehrblattrotorköpfe (drei und mehr Rotorblätter) zum Einsatz kommen, die ohne elektronische Hilfsmittel nur sehr schwer zu beherrschen sind.
Typische Konstruktionen Drehzahlgesteuert Bei drehzahlgesteuerten Modellhubschraubern (Fixed-Pitch; kurz: FP genannt) erfolgt die Steuerung des Auftriebs durch Veränderung der Drehzahl der Rotorblätter. Beim FP ist der kollektive Anstellwinkel der Rotorblätter stets gleich, die Steuerung des Auftriebs und damit der Höhe erfolgt hier ausschließlich über die Rotordrehzahl („Gas“). Diese wird bei elektrisch angetriebenen Mini-Modellhubschraubern von einem Steller geregelt, der meistens gemeinsam mit dem Empfänger und dem „Gyro“ (s. u.) in einem Modul vereint ist.
Diese Bauweise spricht träger auf Steuerkommandos an, als die „pitchgesteuerte“ Variante, hat aber den Vorteil des einfacheren mechanischen Aufbaus, geringeren Gewichts und ist auch weniger sturzempfindlich. Sie hat sich besonders bei kleinen und günstigen Modellen unter 500 g bewährt. Auch gibt es größere Modelle im Bereich 1,5 kg, die besonders robust sind mit dieser Rotorkonstruktion, so dass hier bei einer unbeabsichtigten Bodenberührung weniger Teile zerstört werden.