1978 - Flugbericht Rhein-Flugzeugbau Fanliner

Fanliner: Neues Konzept mit bewährtem Flügel

Ende der 1970er Jahre waren die deutschen Hersteller zwar führend im Segelflugzeugbau, bei den Reiseflugzeugen waren sie jedoch ins Hintertreffen geraten, analysierte Dieter Schmitt die damalige Situation. Der Autor sah den Wunsch vieler Piloten nach unkomplizierten und preiswert zu betreibenden Sport- und Reiseflugzeugen. Der fliegerische und technische Maßstab war seiner Ansicht nach  noch immer die Messerschmitt Taifun aus dem Jahre 1934. Im Fanliner von Rhein-Flugzeugbau aus Mönchengladbach vermutete der Pilot und Autor das Potenzial für den erhofften Fortschritt. Er berichtet.

Nach Erprobungen mit Segelflugzeugrümpfen und einigen Erfahrungen mit den Systemen ging man in die Planung für das erste Flugzeug, das ausschließlich für den Antrieb durch eine Mantelschraube konzipiert wurde: den Fanliner. Um die Entwicklungskosten der Zelle nicht zu hoch werden zu lassen, wurde ein erprobter Flügel verwendet. Dieser Flügel und Teile des Leitwerks stammen von Flugzeugen der US-Firma Grumman American, die durch die RFB-Schwesterfirma Sportavia-Pützer in der BRD vertrieben werden. Dagegen sind Antrieb, Triebwerk und Rumpf als jeweilige Komponenten im Flugzeugbau völlig neu, das gilt auch für deren Anordnung. Wie im Segelflugzeug sitzen die Piloten nun ganz vorn in einer aerodynamisch gut durchgebildeten Kabine aus GFK mit großen Plexiglasflächen.

Wankelmotor als Antrieb

Die Gruppe Triebwerk/Mantelschraube ist hinter dem Hauptholm installiert und für Wartung und Kontrolle gut zugänglich. Gleichzeitig ist der Antrieb gegenüber Beschädigungen ebenso gesichert wie Personen im unmittelbaren Nahbereich durch den Mantel geschützt werden. Schließlich ist der flüssigkeitsgekühlte Zweischeiben-Wankel-Motor KKM871 von NSU-Audi sehr kompakt und schon im Prototyp relativ geräuscharm. Der in langen Versuchsreihen in Zusammenarbeit mit Dowty/England entwickelte dreiblättrige Rotor setzt die 152 kp befriedigend in Schubleistung um. Gemessen wurden etwa 285 kp.

Wenn man das Flugzeug betrachtet, so wirkt es auf den ersten Blick futuristisch, aber im positiven Sinn. Freilich wünscht man der Maschine ein einziehbares Fahrwerk, obwohl es dieser Zweisitzer in der jetzigen Auslegung nicht unbedingt braucht und wohl auch kaum unterbringen könnte. Dieser Gedanke drängt sich eigentlich nur deshalb auf, weil man erkennt, wieviel Mühe man sich bei der aerodynamischen Formgebung gemacht hat, und natürlich bezieht sich diese Feinarbeit auch auf die Verkleidung des breitspurigen, niedrigen Fahrwerks.

Alle Teile des Antriebs und des Triebwerks sind mit Formblechen gut verkleidet und schnell zugänglich. Dazu gehört auch das Abnehmen der oberen Hälfte des Mantelringes, der durch Schnellverschlüsse gehalten wird. Alle Installationen wie Belüftung, Elektrik, Seitensteuerpedale und deren Bremszylinder sind ebenfalls nach Abnahme eines großen Formdeckels am Bug leicht zu kontrollieren und zu warten. Weitaus besser als bei herkömmlichen Motorflugzeugen kommt man auch von hinten an die gesamte Instrumentierung heran, denn man hat ähnliche Abdeckungen geschaffen, wie wir sie aus dem modernen Segelflugzeugbau kennen.

Cockpit vom Designer Luigi Colani

Tritt man nahe an den kleinen Vogel heran, dann fällt einem erst richtig auf, wie tief er liegt. Wir schoben ihn leicht aus der Halle, um zu tanken und die verschiedenen Checks zu machen. Natürlich machte ich auch gleich eine Sitzprobe, die zwar für einen Nur-Motorflugpiloten völlig Neues bietet, aber nicht für einen Leistungssegelflieger. Dennoch muss man sich etwas einfädeln, sitzt dann aber wirklich so bequem wie in keiner anderen Motormaschine. Die Rückenlehne lässt sich sowohl neigen als auch in der Längsrichtung verstellen. Nun, das ist nicht unüblich, wohl aber die Halbliegestellung.

An der Ausgestaltung des gesamten Cockpits hat der bekannte Designer Luigi Colani entscheidenden Anteil, und das merkt man denn auch. Besonders auffallend ist die Griffigkeit des Steuerhorns und des Gashebels, die richtig „in der Hand liegen", aber das sind nur Einzelheiten. Insgesamt fühlt man sich sehr wohl im Gehäuse, das für ein so kleines Flugzeug genügend Platz bietet.

Die Mittelkonsole trägt in durchwegs gut erreichbaren Positionen die Tankschaltung mit Anzeige, Leistungshebel und den Schalter für die elektrischen Landeklappen. In der Mitte davor teilt die Gruppe der Avionikgeräte das Hauptinstrumentenbrett, das links die Flug- und Navigationsinstrumente trägt, rechts diejenigen für die Triebwerküberwachung. Funktional und von der Übersicht her eine gute Auslegung. Sogar ein kleines Annunciator-Panel ist installiert. Eine nähere Beschreibung will ich mir aber hier sparen, da es sich ja um einen Prototyp handelt.

Der Fanliner im Flug

Das Anlassen ist von einem Geräusch begleitet, das man sonst nicht kennt, und „frei" braucht man auch nicht mehr zu rufen, denn es ist wohl kaum zu erwarten, dass jemand versucht, seinen Arm in den Innenraum des Bläsers zu stecken. Der Motor kommt sofort, aber er will gleich hoch drehen. Wegen der hohen Außentemperatur hielten wir den rechten Teil der Schmetterlingshaube offen, indem Testpilot Goebbels seinen rechten Fuß zwischen Rahmen und Haube steckte. Wegen der großen Fensterflächen sind die Piloten der Sonneneinstrahlung erheblich mehr als üblich ausgesetzt, deshalb wird die Belüftung noch wesentlich verstärkt werden. Durch Löcher in dem Haubenrahmen werden die Scheiben gut „bespült", aber der Gesamtdurchsatz muss erhöht werden. Indessen ist dies wohl ein leicht zu lösendes Problem. Die geringe Sitzhöhe schränkt die an sich ausgezeichnete Sicht insofern etwas ein, als die Übersicht beim Rollen auf großen Flughäfen aus der Dackelperspektive recht schlecht ist.

Dagegen ist das Rollen mit dem Einsatz der beiden Bremsen des sehr breiten Hauptfahrwerks geradezu eine Freude. Ich kenne kein Flugzeug, mit dem man so freche Kehrtwendungen auf schmalen Rollstreifen machen kann wie mit diesem Fanliner. Die Rotordrehzahl muss allerdings bei diesen scharfen Bewegungen ziemlich hoch gehalten werden. Dabei gewöhnt man sich auch schnell an das singende Geräusch. Abbremsen konventionell, fertig zum Start.

Trotz des starken Seitenwindes war die Maschine leicht in der Richtung zu halten. Das Seitenruder wirkt ab etwa 15 kts. Die Landeklappen standen auf 15 Grad. Die Beschleunigung ist Mittelmaß, dagegen ist die Startstrecke mit unter 200 m relativ kurz. Lift-off bei einer Anzeige von 50 kts und einer anschließenden Geschwindigkeit für die beste Steigrate von 80 KIAS, die eine durchschnittliche Anzeige von etwa knapp 1000 ft/min auf die Variometer bringt. Das ist ein guter Wert unter Berücksichtigung des aktuellen größtmöglichen Startgewichts, aber die Sicht ist in dieser normalen Steigfluglage nach vorn eingeschränkt und dadurch wirkt die Lage, zumindest für Ungeübte, steiler als sie wirklich ist. Natürlich hat das auch eine positive Seite - als optische Warnung vor dem Überziehen.

Was die Drehzahlen anlangt, so muss man sich beim Wankel an andere Bereiche gewöhnen, die etwa bei dem Dreifachen der üblichen Langsamläufer liegen. Aber diese Eigenschaften, mit 5000 bis 6000 U/min zu drehen, passt ausgezeichnet zum wirkungsvollsten Arbeiten der Fan-Schraube, die mit ihren drei breiten Blättern erst bei hohen Drehzahlen eine gute Leistung abgibt. In diesem Bereich liegt auch die Leistung für den Reiseflug, der etwa 130 KTAS = 240 km/h beträgt. Leider lag noch nicht ganz genau fest, mit wieviel Teillast dabei der Motor arbeiten müsste. Ich schätzte auf etwa 85 Prozent, und das dürfte bei der Laufcharakteristik des Wankeltriebwerks und der aerodynamischen Güte der Zelle ungefähr hinkommen.

Der Verbrauch soll dabei geringer sein als bei herkömmlichen Kolbenmotoren, so dass die maximale Flugdauer bei mittlerer Leistung auf 6,5 Stunden für die Serienmaschine kalkuliert wird. Die Höchstgeschwindigkeit in Seehöhe wurde mit 135 KTAS = 250 km/h gemessen.

Aus verschiedenen Gründen hielten wir uns in Höhen um 5000 ft auf. Bis zum Erreichen dieser Höhe konnte ich mich mit dem Vogel schnell befreunden, denn er ist leicht zu handhaben. Dazu kommt, dass ich mich als alter Leistungsflieger in der Halbliegestellung und ganz vorn im Flugzeug in einer für mich vollkommen normalen Position befand. Daß dies nicht allen Neulingen aus der Motorfliegerei auch gleich so geht, ist wohl möglich. Nach kurzer Eingewöhnung wird aber jeder diesen Fortschritt loben und sich wohl fühlen.

Außerdem sind die Steuereigenschaften durchaus zivil: Zu den mittleren Handkräften und Steuerwegen gesellt sich eine ebensolche Ruderwirkung, so dass die gesamte Steuercharakteristik als harmonisch bezeichnet werden kann. Zudem ist die Stabilität um Hoch- und Längsachse angenehm, die um die Querachse dagegen nicht so ausgeprägt. Leider war beim Prototyp auch die elektrisch zu bedienende Höhentrimmung nicht über den ganzen Bereich wirksam und lief für eine so leichte Maschine sehr langsam. Mit Sicherheit ist das leicht zu ändern.

Gutmütiges Überziehverhalten

Nachdem der sympathische Vogel das „Einfühlen" bis dahin problemlos ermöglicht hatte, ging ich daran, sein Verhalten beim Überziehen zu prüfen. Ich begann mit einem Power-On-Stall, der bei seiner typischen Lage ab 70 KIAS mit leichtem Schütteln im Leitwerk angekündigt wird, bis bei etwa 55 KIAS (102 km/h) ein leichtes Pumpen um die Querachse beginnt. Ein Sackflug ist mit leichten Steuerhilfen möglich. Ähnlich verhält sich die Maschine beim Überziehen mit Leerlaufstellung bzw. einer für das Wankeltriebwerk entsprechenden Drehzahl mit und ohne Klappen. Das Schütteln kommt hierbei erheblich stärker an, aber ebenfalls etwa um 10 kts früher, bevor es zu Abrisserscheinungen am Flügel kommt. Dann will die Schnauze nach unten, und die Maschine nimmt unter leichten Schwingungen um die Nickachse Fahrt auf. Dabei kann eine sack¬flugähnliche Lage mit 75 KIAS auch bei Schräglagen bis zu 30 Grad gehal¬ten werden. Die Überziehwarnhupe kam durchwegs erheblich zu früh. Das Verhalten mit Power Off und 30 Grad Klappenstellung unterscheidet sich nur durch noch etwas bessere Stabilität im Sackflug und eine um etwa 5 kts geringere Abreißgeschwindigkeit. In jedem Fall verhält sich das Flugzeug ausgesprochen harmlos: Es gibt frühzeitig eine deutliche Warnung und zeigt anschließend weder überraschendes noch kritisches Verhalten, wenn eine Beendigung nicht durch normale Gegenmaßnahmen eingeleitet wurde. Es reagiert prompt auf konventionelle Gegenmaßnahmen.

Doch nun interessiert natürlich, inwieweit durch den kleinen Bläser der Jet-Effekt geboten wird. Wie deutlich tritt er gegenüber vergleichbaren Motorflugzeugen herkömmlicher Bauart hervor? Nun, schon allein durch den gerichteten Bläserstrahl kleinen Durchmessers zeigt sich beim Start und im Flug ein neutrales Verhalten des Seitenleitwerks, das nicht durch eine Veränderung der Drehzahl beeinflusst wird. Nicht ganz so deutlich gegenüber konventionellen Flugzeugen fällt das Moment um die Querachse ins Auge, wenn erhebliche Änderungen bei der Motorleistung vorgenommen werden. Immerhin ist der Unterschied erkennbar, aber der Prototyp nahm nach einem abrupten Herausnehmen der Leistung doch deutlich die Schnauze tiefer, um in einer flachen Gleitfluglage die Fahrt bis etwa 130 KIAS zu erhöhen. Da der Vogel dabei auch nach links drehte, möchte ich aber annehmen, dass auch die Zelle noch nicht endgültig getrimmt war. Es steht jedoch fest, dass die günstigen Bereiche für Steig- und Sinkflug größer sind als bei Flugzeugen mit freier Luftschraube und dass dies begrenzt auch für die Reisegeschwindigkeit gilt. Man darf nicht vergessen, daß bei der Gesamtauslegung - ganz sicher auch aus Kostengründen - viele Kompromisse eingegangen werden mussten.

Dieses Flugzeug hätte einen anderen Flügel verdient

Die Verwendung eines erprobten Flügels hat ohne Zweifel manches erleichtert und beschleunigt, und darüber hinaus wurde auch der Vergleich zu einem ähnlichen Muster mit freier Schraube ermöglicht. Leistungsmäßig schneidet der Fanliner deutlich besser ab, aber genau so sicher ist es, dass der Vogel in seiner Gesamtauslegung einen besseren Flügel verdient hätte. Ich bin jedenfalls davon überzeugt, dass die wesentlich stärkeren und kompromissloser ausgelegten Prototypen des sehr modernen Fantrainers AWl-2 erheblich von den Erfahrungen der fünf Jahre dauernden Entwicklung dieses Fanliners profitiert haben. Sie werden mit ihren leistungsfähigeren Triebwerken und verstellbaren Rotorblättern zeigen, daß sich diese neue Generation vielseitiger Flugzeuge in Eigenschaften und Leistung deutlich von Flugzeugen mit herkömmlichem Propellerantrieb unterscheidet.

Beim Fanliner ist diese Tendenz bereits klar zu erkennen, wenn auch der Jet-Effekt noch nicht ganz so deutlich zum Ausdruck kommt, wie man es vielleicht erwartet hatte. Jedenfalls liegen die Eigenschaften durch die neue Konzeption in vieler Hinsicht günstig zwischen denen von propellergetriebenen Flugzeugen und denen mit Strahlantrieb. Dies werden die inzwischen geflogenen Prototypen des Fantrainers noch deutlicher herausheben. Dazu gehören schwache Drehmomentreaktionen um die Hochachse, die in der ersten Phase des Starts einen klaren Unterschied gegenüber der frei arbeitenden Frontluftschraube zeigen.

Im Flug bewirken auch stärkere Leistungsänderungen kaum eine Drehung um Längs- oder Querachse, also Lastigkeitsänderungen - oder eine kombinierte Bewegung um alle Achsen, da der Schubstrahl weder Seiten- noch Höhenleitwerk beeinflusst und die Resultierende der Schubkraft durch den Bereich des Schwerpunktes verläuft. In diesem Bereich liegt auch eine Massenkonzentration.

Auffallend sind schneller Geschwindigkeitszuwachs beim Bahnneigungsflug und nur langsamer Abbau eines Geschwindigkeitsüberschusses ähnlicher dem Jet als dem Propellerflugzeug. Neben weiteren typischen und an die Gesamtkonzeption gebundenen Steuercharakteristiken sind das die hervorstechendsten Merkmale. So erhalten diese Flugzeuge Flugeigenschaften, die jedenfalls als Fortschritt zu bewerten sind.

Landung: problemlos

Da mir die Beschreibung der grundsätzlichen Steuercharakteristik dieses modernen, sehr komplexen Konzepts wichtiger erscheint als das Eingehen auf sicherlich weniger wichtige Details bei einigen Flügen, hier zum Abschluss nur noch das Verhalten des Fanliners bei der Landung. Mit einem Emergency Descent, der wegen der schnellen Geschwindigkeitszunahme nicht allzu steil verlief, ließ sich eine Sinkrate von knapp 3000 ft/min erzielen. Dies ist typisch für das schon jetähnliche Verhalten, bei dem zur Erzielung von Bremseffekten bereits Luftbremsen notwendig werden. Dies gilt natürlich auch für den Verbandsflug, wobei ich hier weniger an den Fanliner denke als an den Fantrainer, der ja Militärpiloten auch in dieser Disziplin schulen soll. Diese gegenüber dem freien Propeller deutlich geringere Bremswirkung des ummantelten Rotors wird aerodynamische Bremsen auch für die Gleitwinkelsteuerung zum Landeanflug wünschenswert machen, wie wir sie in verschiedenster Form ja aus dem Segelflugzeugbau und von Strahlflugzeugen her kennen. So ist denn auch der Landeanflug des Fanliners etwas flacher als üblich.

Bei der Landung mit einer Aufsetzgeschwindigkeit unter 45 kts ist ein Bodeneffekt der sehr tief liegenden Maschine nicht überraschend. Ein Durchstarten auch mit voll gesetzten Klappen ist problemlos - Lastigkeitsänderungen typisch gering, kein Drehmoment um die Hochachse. Die ausgezeichneten Bremsen machen die Landerollstrecke sehr kurz, dagegen dürfte der Teil aus 15 m Höhe bis zum Aufsetzen etwas länger sein als normal.

Der Geräuschpegel von außen erscheint deutlich geringer als bei vergleichbaren Flugzeugen, wenn auch auf anderer Frequenz. In der Kabine, die sich ja vor dem Triebwerk befindet, gilt ähnliches, jedoch ist nach meiner Meinung hier noch eine wesentliche Verbesserung möglich. Man will sie auch wahrnehmen, zumal die Chancen groß sind, aufgrund des hinter der Kabine liegenden Triebwerks einen großen Dämpfungseffekt zu erzielen.

Da sich die Maschine noch in der zweiten Phase der Erprobung befand, musste ich mich mit einem beschränkten Programm begnügen, und es lagen auch noch nicht alle Daten vor, die man für eine Gesamtbeurteilung braucht. Die wenigen Flüge mit dem Prototyp waren aber für die kritische Betrachtung der Gesamtkonzeption sehr aufschlussreich.

Dabei kommt mir gut zustatten, dass ich die Entwicklung der Mantelschraubentechnik bei Rhein-Flugzeugbau von Anfang an bei Werksbesuchen verfolgen konnte: Sie begann mit dem Motorsegler Sirius 1, dessen Erstflug im Mai 1969 erfolgte, und ging konsequent über den Sirius 2 von 1971 zum Fanliner, dessen erster Prototyp sich im August 1973 erstmalig vom Boden hob.

1000 Einheiten waren geplant

Für das Jahr 1978 ist die Serienproduktion geplant, aber klugerweise soll dies mit einem amerikanischen Partner in Kooperation durchgezogen werden. Man ist sich klar darüber, dass heute nicht allein die Produktion eines guten Flugzeuges schon seinen Erfolg auf dem Markt garantiert. Es muss ein weltweites Netz für Vertrieb, Wartung und Ersatzteilhaltung vorhanden sein, das heutzutage fast ausschließlich eine amerikanische Firma mitbringen kann. Unter anderem laufen Gespräche mit Grumman. In bezug auf den Kaufpreis wird man sich anstrengen müssen, denn er wird mit etwa 80.000 DM angegeben, wobei eine Produktion von 1000 Einheiten zugrunde gelegt wird.

Dieter Schmitt

FLUG REVUE Ausgabe 01/1978