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Erst fliegen die Späne, dann der UL-Flugmotor

Ein neuer, gewichtsreduzierter Flugmotor für Ultraleichtflugzeuge nimmt derzeit bei einem vorerst namenlosen belgischen Zweimann-Betrieb Gestalt an. Auch ein Vertikales Bearbeitungszentrum „VM-2“ von Haas Automation soll im Spiel sein.   

Die Flugzeugklasse ultraleicht bezeichnet in der Regel einen Ein- oder Zweisitzer mit herkömmlicher 3-Achs-Steuerung (d. h. mit Seitenruder, Quer- und Höhenrudern), dessen Startgewicht einschließlich des Motors 450 kg nicht übersteigt. Eines ist klar: Bei einer derart reduzierten Flugmasse gibt es nur eine Möglichkeit, Leistung und Gewicht im richtigen Verhältnis zu steigern, oder weniger technisch ausgedrückt, mehr Freude am Fliegen zu haben: die Leistung des Flugmotors zu erhöhen – selbstverständlich ohne die Sicherheit aufs Spiel zu setzen.

Hier kommen Freddy Deschrevel und Peter Desmet ins Spiel. Deschrevel ist der technische Denker, der ein innovatives Konzept für einen leichtgewichtigen, aber kraftvollen 4-Takt-Flugmotor entwickelte, Desmet ist Unternehmer und sein Geldgeber – und in seiner Freizeit ein passionierter Helikopterpilot. Um den Traum vom gewichtsreduzierten Antrieb zu realisieren, haben der Ingenieur und sein flugbegeisterter Investor eine Firma gegründet. Zweijährige Forschungs- und Entwicklungsarbeiten sind bereits in das Projekt geflossen, nach weiteren zwei Jahren soll es in die Produktion gehen.
„Beim ersten Prototyp arbeiteten wir noch mit Stahl, was aber in der Herstellung zu teuer gekommen wäre“, berichtet Deschrevel. „Für einen solchen Motor hätte ich rund 15.000 Euro verlangen müssen – undenkbar in der Ultraleichtklasse, wo ganze Flugzeuge für geringere Beträge zu haben sind.“

Zu Beginn der Entwicklungsphase montierte Deschrevel einen 60-kW-Flugmotor einer bekannten Marke auf einem Prüfstand. Mit enttäuschendem Ergebnis: „Nach zwei Minuten im Dauerbetrieb erreichten wir keine 42 kW“, erläutert er. „Kurzerhand bauten wir den Motor in einen kleinen, ultraleichten Helikopter ein, den wir zuvor mit Freunden gebaut hatten, doch der kam nicht weit. Erst nach einigen gezielten Verbesserungen – etwa dem Einbau eines Einspritzsystems und einer leistungsoptimierten Nockenwelle – erreichten wir konstante 70 kW auf dem Prüfstand. Fast das Doppelte wie vorher!“

Mit ein paar eigentlich einfachen Kniffen hatte Deschrevel einen marktüblichen Flugmotor zu wahren Höchstleistungen befähigt, ohne Abstriche bei der Betriebssicherheit zu machen. Damit sah er sich allerdings bereits vor der nächsten Frage: Wie konnte er diesen neuartigen Motor von Grund auf selbst fertigen?

„Unser Prototyp war leicht, aber nicht leicht genug“, erinnert er sich. „Da ich keinerlei Erfahrung über die Herstellung von Gussteilen besaß, wandten wir uns an eine ortsansässige Firma. Leider wollte es aber auch der nicht so recht gelingen, die Teile exakt nach Spezifikation zu fertigen, sodass ich mich letztlich doch selbst an den Entwurf der Teile und Modelle für die Gussform machte.“

Bis das Zielgewicht von 50 kg – einschließlich Schmierstoff, Wasser und Kühler – erreicht war, vergingen Tage geduldigen Experimentierens. Wie weit ließ sich die Wandstärke der Gussteile reduzieren, wie konnte man die Kerbwirkung minimieren?
Deschrevel erzählt: „Alle meine Bekannten im Flugzeugbau arbeiten mit CATIA. Also schafften auch wir uns dieses CAD-Programm an. Damit gelang es uns letztendlich, optimal dünne Wandstärken zu konstruieren, ohne Reduzierung der Festigkeit und Dauerhaltbarkeit.“

Zur Konstruktion und Fertigung der Gussmodelle im eigenen Hause war zudem eine CNC-Werkzeugmaschine erforderlich. „Nach reiflicher Überlegung entschieden wir uns für das vertikale Bearbeitungszentrum „VM-2“ von Haas mit einem Drehzahlbereich bis 12.000 min-1, das speziell für den Formenbau entwickelt wurde“, fährt er fort. „Ehrlich gesagt hatte ich zunächst noch eine Maschine eines anderen Anbieters mit 20.000 min-1 im Visier, doch der deutlich höhere Preis schreckte mich ab. Diese Entscheidung habe ich nie bereut. Das BAZ „VM-2“ lässt keine Wünsche offen.“

Die Bedienung der Haas-Maschine erlernte Deschrevel in Eigenregie. „Die Steuerung ist ein Kinderspiel“, meint er. „Das VBZ „VM-2“ steht einigen wesentlich teureren Maschinen, mit denen ich in der Vergangenheit gearbeitet habe, in nichts nach.“

Eine der wohl anspruchsvollsten Aufgaben des Haas BAZ „VM-2“ ist die Fräsbearbeitung der dünnwandigen Gussteile. „Oberflächenqualität und Schwingungsdämpfung sind dabei alles“, so Deschrevel. „Glücklicherweise ist die Haas-Maschine äußerst steif ausgelegt. Es dauerte zwar eine Weile, bis einige der komplexeren Arbeitsgänge saßen – beispielsweise die 24 mm tiefen Bohrungen in den Wänden der Gussteile – doch ansonsten konnte der Fertigungsprozess relative problemlos entwickelt werden.“

Das VBZ „VM-2“ hat noch ein weiteres wichtiges Einsatzgebiet: Die Fertigung von Acrylmodellen für Sandgussformen nach 3D-Entwürfen aus CATIA. „Pro Modell brauche ich etwa anderthalb Stunden“, erzählt Deschrevel. „Schneller geht es bei Acryl leider nicht, denn bei zu hohen Vorschüben wird der Spanfluss unterbrochen und es bilden sich Löcher oder Rillen im Rohling.“

Die Genialität eines Erfinders liegt darin, scheinbar unlösbare Probleme aus neuer Perspektive zu betrachten und Lösungen zu finden, wo andere nur Hindernisse sahen. Und die Genialität des Investors ist andererseits die Fähigkeit, die Genialität des Erfinders zu erkennen.

„Ich sehe für Freddys neuen Flugmotor ein enormes wirtschaftliches Potenzial“, meint Desmet. „Die große Stärke dieses Motors liegt darin, dass er für den wachsenden Markt des Ultraleichtflugs von Grund auf neu konstruiert und gefertigt wird.“

Zum perfekten Produkt gibt es laut Desmet nur einen Weg: „Forschung, Testen und nochmals Testen. Unser Ziel ist die Reduzierung des Gewichts bei Aufrechterhaltung der Leistung. Den Hubraum von 2,6 Litern möchten wir nicht vergrößern, denn bei über 3 Litern kämen wir in die nächste Steuerklasse. Reduziertes Fluggewicht aber wird zum Glück nicht besteuert!“

Die Frage drängt sich auf: Wenn das Marktpotenzial für dieses Motorkonzept derart interessant ist, wie kommt es dann, dass es ein Branchenriese wie Rotax – wohl der renommierteste Anbieter leichtgewichtiger Flugmotoren – noch nicht erschlossen hat?

„Der Hauptfaktor ist der finanzielle Aufwand“, erläutert Desmet. „Firmen wie Rotax haben eine große Belegschaft und hohe Gemeinkosten. Ein kompletter konstruktiver Neuanfang wäre mit astronomischen Kosten verbunden. Da ist es sinnvoller, die vorhandenen Modelle weiterzuentwickeln, in die ja ebenfalls bereits große Summen geflossen sind. Wir haben bislang über 1 Million Euro investiert. Eine größere Firma müsste gut und gerne das Dreifache hinlegen.“ Konkurrenz ist daher eher von kleineren Betrieben zu befürchten.

„Gerade einmal 50 km nördlich von hier arbeitet eine Firma an einem ähnlichen Konzept“, so Deschrevel. „Glücklicherweise ist der Markt groß genug für mehrere Alternativen.“ Und dieser Markt ist global. Ultraleichtflugzeuge bilden eines der größten Wachstumssegmente des Flugsports. Schon jetzt gehen bei Desmet Anfragen von Flugenthusiasten und interessierten Händlern aus aller Herren Länder ein – selbst aus Australien.

„Wir haben schon auf der einen oder anderen Messe ausgestellt“, lässt er verlauten. „Vorerst aber haben wir weitere Marketingaktivitäten eingestellt und konzentrieren uns darauf, das erste Baumuster in die Produktion zu bringen. Zwei Jahre wird es wohl noch dauern. Bei all der Betriebsamkeit haben wir uns noch nicht einmal einen Namen für unsere Firma ausgedacht. Sicher wird uns zum geeigneten Zeitpunkt etwas einfallen!“

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