B13_Flug

Die B13 ist ein doppelsitziges Elektromotorsegelflugzeug der Offenen Klasse (Segelflug-Index 109) in side-by-side-Konfiguration. Den Erstflug absolvierte Jochen Zimmermann am 2. März 1991 in Strausberg bei Berlin.

Das Kennzeichen ist D-KILU, das Wettbewerbsrufzeichen CD.

 

Geschichte

Zu Beginn der 1980er-Jahre konkretisiert sich bei der Berliner Akaflieg das Vorhaben, Claus Oehlers am Institut für Luft- und Raumfahrt (ILR) der TU Berlin entwickelten und patentierten Mechanismus eines entgegen der Anströmrichtung einklappendem Faltpropellers erstmals in ein doppelsitziges Flugzeug zu integrieren. Schadensträchtige Außenlandungen können damit vermieden werden.

Die Kommunikationsmöglichkeit der Besatzung und deren Sicht in Flugrichtung soll durch nebeneinanderliegende Sitze verbessert werden.

Die Auslegung als Minimalrumpfflugzeug kompensiert den Nachteil des größeren Rumpfquerschnitts. Ein Modell des Rumpfes im Maßstab 1:5 mit Tragflächenansatz und Leitwerk wird im Windkanal vermessen, ein Funktionsmodell für Überprüfung von Raumaufteilung und Ergonomie sowie probeweisen Steuerungseinbau gefertigt. Zum Festigkeitsnachweis der neuartigen Faserverbund-Hybridbauweise erfolgt ein Belastungsversuch der probeweise gebauten Rumpfröhre am ILR in Berlin-Charlottenburg.

Der Bau des Vorderrumpfes als waagerecht getrennte Halbschalen, des Leitwerksträgers und des T-Leitwerks ist bis 1986 absolviert. Allerdings überstehen mehrere Prototypen der vorgesehenen Tragfläche der DG-500 als zeitgleich entstehenden ersten Doppelsitzers von Glaser-Dirks nicht die Belastungstests, so dass dem B13-Projekt eine deutliche Verzögerung droht. Eine Alternative wird in der von den Akafliegern Peter „PJ“ Jaquemotte und Alfred „Fredi“ Schmiderer für Reiner Stemme entwickelten vierteiligen Tragfläche des in Berlin-Wedding gebauten Motorsegler S10  gefunden.

Vorbereitung zum Erstflug in Strausberg
Vorbereitung zum Erstflug im März 1991 auf dem Flugplatz Strausberg bei Berlin
1991_B13_AH-Treffen_Juni_Flugplatz_Ehlershausen
Start zur Flugerprobung vom Flugplatz Ehlershausen bei Celle, Juni 1991

Die in Berlin-Charlottenburg am Salzufer gebaute B13 fliegt erstmals am 2. März 1991 nach Flugzeugschleppstart vom Flugplatz Strausberg, östlich von Berlin, allerdings antriebslos. Die beengten Raumverhältnisse erschweren die Integration eines Verbrennungsmotors – einem Zweizylinderzweitakt-Otttomotor Rotax 377 mit 24,5 kW Leistung – samt Brandschott und der Auspuffanlage im Vorderrumpf verhindern dessen heißen Einsatz. Im Rahmen der Flugerprobung folgen im August 1991 während des idaflieg-Sommertreffens auf dem Flugplatz Elchingen bei Aalen Flugleistungsvermessungen im Höhenstufenverfahren relativ zur„heiligen“ DG-300/17m des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). Bis Ende 1992 schreitet die praktische Erprobung einschließlich des Trudelns in mehr als 100 Starts und 100 Stunden Flugzeit voran. Durch die ungenügende Wirkung der Bremsklappen sind für Ziellandungen sehr flache Anflüge erforderlich. Ausprobieren von acht Versionen der doppelstöckigen Schempp-Hirth-Klappen unter Variation des Blechabstandes und Test von Löchern unterschiedlicher Form und Lage sollen diesen Missstand beheben. Auch an einer dreistöckigen Version, deren Unterbringung im Bremsklappenkasten Schwierigkeiten bereitet, wird bis Mitte der 1990er Jahre geforscht.

Ab Ende der 1990er Jahre werden die seitlich öffnenden Klappen im Bug, der als Zuluftöffnung dient, die Auspuff- und Abluftklappe an der Unterseite des Vorderrumpfes und der Propellerschlitten durch eine im Instrumentenbrett gelagerte Schubstange gleichzeitig betätigt. In dieser Stange ist ein Rohr für das Auslösen der Dekompression zum Start des Verbrennungsmotors geführt, so dass der Wechsel von der Segelflug- in die Motorflugkonfiguration mit einem Handgriff innerhalb weniger Sekunden möglich ist.

Nach Flugversuchen auf dem Sommertreffen 1999, die zu hohe Ausfahrkräfte beim Bewegen des Schlittens mit dem fünfflügligen Faltpropeller entgegen der Luftkraft offenbaren, wird die Schubstange durch einen Kurbelantrieb ersetzt. Der Auspuff des Zweitaktmotors wird aufgeschnitten und mit einer internen Prallplatte versehen in platzsparender Spiralform verschweißt, so dass er im Rumpfvorderteil Platz findet. Nachdem ergebnislos versucht wird, noch ein Brandschott aus 0,4 mm starkem Edelstahlblech unterzubringen, wird Anfang 2001 ein Laminat aus 0,07 mm Edelstahlfolie, 2 mm Pappe, die bei Erhitzung aufschäumt und 10 mm keramischen Isoliermaterials verwendet, um die für die Zulassung erforderliche Widerstandsfähigkeit der Flugzeugstruktur gegen Flammen nachzuweisen. Bis Anfang 2005 laufen weitere Versuche unter Verwendung einer Metallgaze, die die Ableitung der thermischen Strahlung über eine große Fläche verbessert.

Seit 2005 wird das bisher nur im Segelflug betriebene Flugzeug zum Technologieträger für elektrische Antriebe modifiziert. Ein von Brennstoffzellen- und Solarmodulen gespeister Elektromotor soll den bereits für die Ursprungsmotorseglerversion gebauten Fünfblattpropeller mit 85 cm Propellerkreisdurchmesser antreiben. Nach Prämierung des Entwurfs mit dem dritten Platz des Berblinger-Preises der Stadt Ulm wird bei der anschließenden Detaillierung des Projekts festgestellt, dass wegen der hohen Strukturmasse des Flugzeugs nur eine sehr geringe Steigrate erreicht würde. Nachdem der Treibstoff-Aluminiumtank hinter dem Cockpit, Motor mit Propellerschlitten bereits entfernt sind, wird die B13 als Interimslösung mit 33 kg Trimmballast betrieben, bis 2014 nach deutlichen Fortschritten in der Akkumulatortechnologie die Elektro-Motorisierung zu neuem Leben erweckt wird. Da ein Eigenstart nicht vorgesehen ist und der Propeller somit weniger Bodenfreiheit als der bisherige benötigt, entsteht ein schlanker Vierblattpropeller mit größerem Propellerkreisdurchmesser. Für bis zu einem Meter Steigen je Sekunde soll ein kohlebürstenloser Elektromotor Emrax 207 mit 22 kW Leistung sorgen. Mitte des Jahres 2017 wird das elektrische Ein- und Ausfahren des Propellerschlittens erfolgreich im Flug erprobt

 

Konstruktion

Der Rumpf mit hinter der Kabine großer Einschnürung ist eine Schale-Stringer-Konstruktion in Hybridbauweise aus kohle- und aramidfaserverstärktem Kunststoff (CFK/AFK). Das Cockpit überdacht eine einteilige Acrylglashaube mit einem verstärkenden Längsstringer. Die nach vorn öffnende Haube wurde ursprünglich von Gasdruckfedern nah am Drehpunkt offengehalten, nunmehr dient eine ausfahrende Stütze zwischen den Sitzen dem gleichen Zweck. Das mit einem Hebel in der Mittelkonsole einziehbare gebremste Hauptrad ist das durch eine zweite Bremsscheibe ergänzte Hauptfahrwerk des Doppelsitzers Schleicher ASH 25.

Das Tragflächenprofil ist ein HQ 41/14-35 von Karl-Heinz Horstmann und Armin Quast. Der im Grundriss dreifach trapezförmige vierteilige Flügel misst 23,20 Meter, hat nach oben ausfahrende doppelstöckige Schempp-Hirth-Bremsklappen und mit der Querrudersteuerung überlagerte Wölbklappen. Das T-förmige Leitwerk ist in CFK/GFK-Schalenbauweise ausgeführt. Die Kontur des Höhenleitwerks entspricht dem der Glasflügel 604 Kestrel.

Der an einem einem GFK-Träger aufgehängte Verbrennungsmotor und der Schlitten zum Ausfahren des Faltpropellers befinden sich in einem Tunnel gekapselt hinter dem Instrumententräger. Der Propellerschlitten wird wie die Nasenklappen und der Kühlluftauslass mit Elektromotoren bewegt.

Text: carsten karge

Bilder: Archiv Akaflieg Berlin

Technische Daten

Kenngröße Daten
Besatzung 1 + 1 (nebeneinander)
Rumpflänge 8,55 m
Spannweite 23,20 m
Höhe Seitenleitwerk 1,70 m
Flügelfläche 18,95 m²
Flügelstreckung 28,4
Flügelprofil HQ 41/14-35
Gleitzahl 49 bei 105 km/h
Geringstes Sinken 0,55 m/s bei 75 km/h
Zuladung 210 kg
Leermasse 579 kg
max. Startmasse 820 kg
Flächenbelastung 35–42 kg/m²
Höchstgeschwindigkeit 280 km/h