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Korrekt in Waage

Schwerpunktbestimmung mit dem "CG-Guru"


Milan Hrk hat mit der Entwicklung des "CG-Guru" einen prima Job gemacht

Schön zu sehen, dass auch Dinge wie das Auswiegen der Modelle mehr und mehr digitalisiert werden. Interessant ist das System aus der Großfliegerei, bei dem mit mehreren Waagen an definierten Aufstellpunkten gemessen wird. Dieses System hat nun auch seinen Weg in den Modellsport gefunden. Philipp Gardemin berichtet über seine Erfahrungen.

Das Auswiegen großer Motor- und auch Segelflugmodelle ist mitunter ein Kraft- und Balanceakt. Mir sind Fälle bekannt, wo Modelle bei dem Versuch sie auf selbstgebastelte Kippvorrichtungen zu heben, sogar beschädigt wurden. Über die Genauigkeit dieser Versuche schweigt des Sängers Höflichkeit. Eine deutliche Erleichterung brachten da schon die Schwerpunktwaagen auf digitaler Basis. Doch die stoßen bei großen Fahrwerken häufig an ihre bauartbedingten Grenzen. Ganz besonders spannend wird so ein Vor- haben, wenn es dabei um rund 20 Kilogramm schwere Modelle geht. Insbesondere bei Tief- oder auch Doppeldeckern - wie beispielsweise bei meiner "Antonov AN-2" (vgl. Bericht in diesem Heft).

Aus der Großfliegerei bekannt ist das Dreipunkt-Wägesystem. Dabei wird unter jedes Rad eine Waage gestellt. Die abgelesenen Werte werden in eine Excel-Datei oder auch in speziell entwickelte Programme eingegeben. Errechnet wird dann die jeweilige Position des Schwerpunkts, ausgehend von den Radachsen des Hauptfahrwerks. Das gilt für Zweibein- ebenso wie für Dreibeinfahrwerke. Allen Systemen gemein ist die Notwendigkeit, die Rumpfachse auf null Grad zu stellen. Das stimmt bei den meisten Modellflugzeugen mit null Grad Anstellwinkel des Höhenleitwerks überein.

Der Slowake Milan Hrk hat mit seinem "CG-Guru" das Dreipunkt-Wägesystem für den Modellbau adaptiert, laufend weiter verbessert und bietet verschiedene Sets an. Damit können bis zu 50 Kilogramm schwere Modelle gewogen werden. "CG-Guru" schickt seine Wägedaten über ein eigenes Wlan auf das Smartphone oder Tablet und rechnet die Werte entsprechend aus - also genau so, wie es auch von anderen Digital-Schwerpunktwaagen bekannt ist. "CG-Guru" besteht aus drei, jeweils mit Kabeln untereinander verbundenen Sensoren. Die sind mit "Left Wheel", "Right Wheel" und "N/G Wheel" beschriftet. Für Modelle mit großen Raddurchmessern kann man Halteschalen mitbestellen, die einfach in die Auflagen der Sensoren eingeklickt werden. Für Modelle mit Zweibeinfahrwerk wird zudem eine verstellbare Stütze für das Spornrad angeboten, anhand derer der Rumpf in Nulllage gebracht wird. Benötigt wird dann noch eine 5-Volt-Stromversorgung, zum Beispiel mit einem Steckerlader für Handys. Am einfachsten ist allerdings eine Power-Bank. Das entsprechende Anschlusskabel liegt dem "CG-Guru"-Set bei.

Um nun wirklich korrekte Ergebnisse zu erhalten, muss von einem Referenzpunkt ausgehend sorgfältig ausgemessen werden: Als Referenzpunkt empfiehlt sich die Rumpfspitze, beziehungsweise die Nase der Spinnerkappe - in jedem Fall also der vorderste Punkt des Modells. Benötigt wird erstens das Maß von der Rumpfspitze bis zur Achse des Hauptfahrwerks. Zweitens gilt es, das Maß bis zur Achse des Bugrades, beziehungsweise des Spornrades zu ermitteln. Als Drittes wird das Maß zu dem Punkt ausgemessen, der als Schwerpunkt erreicht werden soll. Auch dieses Maß wird vom Referenzpunkt her gemessen. Es ist also die Summe des gewünschten, beziehungsweise vorgegebenen Schwerpunkts hinter der Nasenleiste, plus der Rumpflänge vor der Nasenleiste bis zum Referenzpunkt. Diese drei Maße sind elementar um korrekte Ergebnisse zu erzielen.

Doch "CG-Guru" kann noch mehr: Als viertes Maß wird der Abstand zu dem Punkt im Modell eingetragen, in dem das Gewicht eingelegt werden kann, um den Schwerpunkt einzustellen. Das könnte beim Elektroflugmodell der Akkuschacht sein. Dieses Maß spielt allerdings für das Gesamtergebnis zu diesem Zeitpunkt noch keine Rolle - mehr dazu später. Ein fünftes Maß, das ebenfalls noch kei-ne Rolle für das Gesamtergebnis spielt, ist der Abstand der Hauptfahrwerksräder zueinander - auch dazu später mehr.

Um die Maße wirklich korrekt einmessen zu können, stelle ich meine Modelle mit der Spitze - die als Referenzpunkt dient - ganz an die Wand. Dann kann ich an allen Stellen einfach den Zollstock an die Wand drücken und habe immer meine korrekten Maße zum Referenzpunkt. Vorneweg muss das Modell natürlich in Nulllage gebracht werden.

Bevor ich mich nun einfach mal mit dem Auswiegen eines komplett neuen Modells beschäftigte, ging es um eine Validierung vorhandener, bereits bekannter und erflogener Werte. Dafür musste der altgediente "Eco-Boomster" (245 cm) herhalten. Das Modell fliegt seit einigen Jahren. Zunächst habe ich es auf die "CG-Scale" von Mahmoudi Modellsport gelegt. Die zeigte einen Schwerpunkt von 118 Millimetern und 8.705 Gramm Gewicht an. Testweise habe ich ein 30-Gramm-Gewicht auf das Leitwerk gelegt. Daraufhin hat sich der Schwerpunkt auf 122,2 Millimeter verschoben, also um 4,2 Millimeter nach hinten. Die 30 Gramm vorne haben die Schwerpunktangabe um 1,5 Millimeter auf 116,5 Millimeter verschoben.

Nun kam der "CG-Guru" zum Einsatz. Als Erstes habe ich die Hauptfahrwerksräder auf die noch ausgeschalteten Sensoren, und das Spornrad auf die Stütze des dritten Sensors gestellt. Dann anhand des Einstellrades auf der Aluminiumstütze das Heck so lange hochgedreht, bis das Höhenleitwerk exakt auf null Grad stand. Dazu habe ich einfach eine kleine Wasserwaage aufgelegt. Anschließend dann das Modell von den Sensoren heruntergenommen. Sie müssen zum Einschalten unbelastet sein. Daraufhin sendet "CG-Guru" ein eigenes Wlan aus, das wählt man auf dem Smartphone oder Tablet an - ohne Internet. Dort wird eine Maske angezeigt. In der wird zunächst der "CG-Guru" kalibriert. Nun kann das Modell wieder auf die Sensoren gestellt, und der Flugzeugtyp (Spornrad, Dreibein, Delta, Nurflügel oder Gleiter) ausgewählt werden. In der nächsten Maske werden die beschriebenen fünf Messwerte eingegeben. Sofort wird angezeigt, wo sich der tatsächliche Schwerpunkt befindet und wie weit er vom gewünschten, be- ziehungsweise vorgegebenen Schwerpunkt entfernt ist. Außerdem wird das aktuelle Gesamtgewicht des Modells aufgeführt. Ebenso eine even- tuelle, unterschiedliche Belastung der Hauptfahrwerksräder. Das würde auf eine einseitige Gewichtsverteilung hinweisen. Dazu war die genannte Eingabe des Radabstandes nötig.

In meinem Testfall mit dem "Eco-Boomster" wurden 8.710 Gramm Gesamtgewicht angezeigt. Außerdem kündigte die Maske an, dass das linke Rad mit 3.980 Gramm und das rechte Rad mit 3.970 Gramm belastet werden. Ganz oben in der Maske ist abzulesen, wie viel Gewicht an dem Punkt hinzugegeben oder zu entfernen ist, der mit dem vierten Maß eingegeben wurde, um den Schwerpunkt zu erreichen. Da-mit kann man beispielsweise ermitteln - wenn man noch keinen Flugakku hat - wie viel Gewicht notwendig wäre, um den Schwerpunkt zu erreichen.

Im Falle des "Eco-Boomster" wurde der Schwerpunkt am "CG-Guru" bei den 503 Millimetern angezeigt. Das ist auch die Summe aus dem gewünschten Schwerpunkt von 118 Millimetern hinter der Nasenleiste und der Rumpflänge vor der Nasenleiste bis zum Referenz- punkt aller Messungen. Der Schwerpunkt wurde ja bereits vom "Glider-CG" bestätigt. Das Testgewicht mit 20 Gramm auf dem Leitwerk verschob den Schwerpunkt um drei Millimeter nach hinten, auf dem Motor um zwei Millimeter nach vorne. Das waren Ergebnisse, die die korrekte Arbeitsweise des "CG-Guru" bestätigten. Mir schenkten sie das Vertrauen, auch die große "Antonov" wiegen zu können - ein erfolgreicher Erstflug war die Belohnung.

Bei meiner weiteren Arbeit mit dem "CG-Guru" habe ich auch sehr kleine Modelle - bis deutlich unter einem Kilo - ausgewogen. Will man Segelflugmodelle auswiegen, wird das Modell an zwei Punkten unter dem Flügel und an einem Punkt unter dem Rumpf unterstützt - quasi analog zu einem Modell mit Spornradfahrwerk. Entsprechende Aluminiumschienen zur Verbindung der drei Sensoren sowie gebogene Drahtteile als Anschlag für die Tragflächen liegen dem "CG-Guru"-Set bei.

Zugegeben, das Ermitteln der notwendigen Maße braucht seine Zeit, doch Präzision und Sicherheit dieser Schwerpunktwägung sind grandios. Für Besitzer von kleinen wie großen Motormodellen mit Fahrwerk eigentlich unverzichtbar.

Philipp Gardemin


Fakten

Preis: ab 119,- Euro
Merlin spol
www.ameguru.eu
Bezug in Deutschland bei Daniel Seemann
Tel.: 01512/2662200
E-Mail: daniel.seemann84@gmx.net


Das Ermitteln des Schwerpunkts mit dem Dreipunkt-Wägesystem stammt aus der Großfliegerei und hat nun auch seinen Weg in den Modellsport gefunden


Speziell für die große "Antonov" wurde der "CG-Guru" angeschafft, kam aber auch bei vielen anderen Modellen zur Anwendung


Für große Räder empfehlen sich die Auflageschalen


Zum Hochstellen des Spornrads liegen dem Set verschieden lange Aluvierkant bei. Zur Feinjustierung wird die Gewindestange hochgedreht


In der ersten Eingabemaske wird der Flugzeugtyp ausgewählt


Fünf Maße werden ermittelt und eingetragen, von denen die ersten drei die wichtigsten sind


Die Ergebnisseite zeigt die Lage des Schwerpunkts an, das Gesamtgewicht des Modells und die einzelne Belastung der Haupträder


Ist der Schwerpunkt abweichend, wird das Maß angezeigt. Außerdem wird angegeben (ganz oben im gelben Feld), wie viel Gewicht am vorgesehenen Punkt im Modell zum Erreichen des Schwerpunktes erforderlich ist


Maximal 50 Kilogramm können gewogen werden, aber auch sehr leichte Modelle



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Diesen Beitrag und noch viel mehr finden Sie in AUFWIND Ausgabe 4/2021

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