Kunstflugzeug

RANS S-9 als Experimental

Kleinräumig, leise und günstig – davon sind moderne Akromaschinen weit entfernt. Zu einem Bruchteil der üblichen Kosten eröffnet dieser US-Winzling faszinierende Möglichkeiten – wenn man erfinderisch ist

Von Redaktion
RANS S-9 als Experimental
Kein steiler Landeanflug: Die Echo-zugelassene S-9 beim Turnen über der Homebase Pirmasens Foto: Dietmar Rebl

So leicht geht Kunstflug

Alles entstand durch die Ultraleichtfliegerei. Andreas Konzelmann kaufte sich vor sechs Jahren eine S-6 von RANS Designs, USA. Beeindruckt hatte ihn unter anderem die robuste Metallbauweise des Side-by-side-Hochdeckers. Später betrieb er in Haltergemeinschaft mit Hans-Joachim Kellner eine S-10 Sakota, einen zweisitzigen Schulterdecker (für einen „Mitteldecker“sitzt die Fläche zu hoch) in gleicher Bauweise, der agiler war als die S-6 – und Lust auf Kunstflug machte. Irgendwann stand für die beiden Vorstandskollegen vom Ultraleicht-Flugverein Saar-Pfalz dann fest, dass eine Kunstflugmaschine hermusste.

Foto: Dietmar Rebl
Probesitzen: Andreas Konzelmann im unbespannten Rumpf. Das Selbstbauflugzeug entstand in Gemeinschaftsarbeit mit Clubkollege Hajo Kellner

Eine gebrauchte mit Lycoming-Triebwerk aus den USA zu importieren wäre wohl günstiger gewesen, doch Andreas und Hajo wollten ihre Erfahrungen mit den vergleichsweise sparsamen Rotax-Motoren nutzen und außerdem ein besonders leises Flugzeug betreiben. Eine Akro-Maschine mit Rotax 912 gibt’s aber nicht von der Stange. Also selber bauen! Da Aufwand und Zeit für die Fertigstellung überschaubar sein sollten, lag ein Muster nahe, dessen Bauweise man kannte: die RANS S-9 Chaos, im Grunde eine etwas kleinere, einsitzige S-10. Ziel war es, den Flieger mit Echo-Kennzeichen in Deutschland als Experimental zuzulassen.

Trotz dem geringen Platzangebot und der Agilität ist der S-9 ein alltagstauglicher Flieger

Entwickelt wurde die S-9 wie alle RANS-Muster von Firmengründer Randy Schlitter, und zwar vor dem Zweisitzer S-10. Schlitters Philosophie bestand darin, ein günstiges Kunstflugzeug zu schaffen, sowohl in der Anschaffung als auch im Betrieb. Außerdem sollten damit ansehnliche Strecken zurückgelegt werden können. Obwohl Platzangebot und Agilität der S-9 diesem Ziel widersprechen, ist ein rundum alltagstauglicher Flieger entstanden. Zwanzig Jahre lang lief die Serienfertigung der Bausätze, 2006 wurde sie mangels Nachfrage eingestellt, 2009 aber wieder aufgenommen. Bis 2011 hat RANS 215 Bausätze verkauft. Ohne Antrieb, Avionik und Rettungssystem beträgt der Kitpreis 18 900 US-Dollar.

Foto: Dietmar Rebl
Viel Rauch, wenig Dampf: Kunstflug mit 100 PS schont Mensch und Material. Durch die geringe Energie ist die Belastung relativ klein

Der Rumpf der S-9 besteht aus einem verschweißten Stahlrohrverbund. Die Gitterkonstruktion ist mit Polyester-Gewebe (Ceconite) bespannt, das vernäht wird. Kernstück der Tragfläche sind zwei Aluminiumrohre, eines als Nasen-, das andere als Endholm (vor den Querrudern), die von einem Diagonal-Rohrholm und Alurohr-Rippen in Position gehalten werden. Je zwei Flügelstreben pro Seite nehmen positive und negative Last auf. Alle Ruder bestehen aus dünnwandigem Stahlrohr, die wie Rumpf und Flügel Ceconite-bespannt und vernäht sind. Um die Wirksamkeit des Seitenruders zu erhöhen, entschieden sich die Erbauer für das größere Ruder der RANS S-7. Es wird über Stahlseile betätigt. Das Höhenruder ist per Steuerstange mit dem Knüppel verbunden, zu den Querrudern führen Bowdenzüge. Am rechten Höhenruder ist ein „Flettner“befestigt, mit dem die S-9 mechanisch getrimmt wird. Das Hauptfahrwerk besteht aus Stahlrohren mit Alu-Verkleidungen. Hydraulische Scheibenbremsen, mit den Fußspitzen aktiviert, ermöglichen es dem Piloten, auf der Stelle zu drehen.

Der S-9 ist eine günstige Variante im Vergleich zu aktuellen Kunstflugzeugen

Andreas Konzelmann und Hajo Kellner haben ihre S-9 über die Firma Kronichflug von Hans Schaller bestellt, der für die UL-Version seit Februar 2012 die deutsche Musterzulassung besitzt. Nach vier Monaten wurde geliefert. Was jetzt noch fehlte, waren Motor, Avionik und Rettungssystem. Inklusive Transport, Zoll und Einfuhrumsatzsteuer kostete der Bausatz 21 000 Euro. Am Ende addierten sich Materialwert und Zulassungsgebühren auf zirka 55 000 Euro – lächerlich wenig im Vergleich zu aktuellen Kunstflugzeugen mit E-Zulassung, die rund 300 000 Euro kosten – netto.

Foto: Dietmar Rebl
À la Mustang: Damit der Schwerpunkt stimmt, ist der Wasser/Glykol-Kühler für den Rotax 912 ULS weit hinten unterm Rumpf montiert

Anfang 2010 meldeten die Saar-Pfälzer ihr Bauprojekt über die Oskar Ursinus Vereinigung (OUV) beim Luftfahrt-Bundesamt an. Der Verein betreut in Deutschland Amateurbauer. Dennoch ist es eine mühsame und langwierige Aufgabe, allen technischen und bürokratischen Anforderungen gerecht zu werden, die ein Selbstbauer erfüllen muss: Korrespondenz mit Gutachter, LBA und Prüfer, Anträge stellen, Nachweise erbringen, Lärmmessung und andere Tests absolvieren, Flugerprobung durchführen, Handbuch schreiben und so weiter – keine dankbaren Jobs. Die meisten davon hat Andreas Konzelmann übernommen, während sich Hajo Kellner auf die technischen Lösungen konzentrierte.

Beim praktischen Belastungstest machte die S-9 eine gute Figur

Eine der wichtigsten Hürden war der Belastungstest. Berechnungen allein reichen nicht – die Festigkeit des Flugzeugs ist auch praktisch nachzuweisen. Dazu mussten die S-9-Flügel mit zwei Tonnen belastet werden, und zwar im Rohbau, ohne Bespannung. Durch gute Beziehungen konnten die Erbauer kurzfristig 2000 Kilo Zementmörtel bei sich zwischenlagern, bevor der Kunde sie erhielt. Als das Gewicht gleichmäßig auf dem Tragwerk verteilt war, kamen große Zweifel auf, ob die Flächenstruktur anschließend wieder in ihre ursprüngliche Form zurückkehren würde. Sie tat es – es ließen sich keine bleibenden Verformungen feststellen. Der Belastungstest des Motorträgers war dann schon eine weniger spannende Herausforderung, die ebenfalls bewältigt wurde.

Der Rotax musste für den Kunstflug präpariert werde

Kunstflug mit einem Rotax 912? Da der Serienmotor dafür nicht ausgelegt ist, entschieden sich die S-9-Erbauer, selbst ein rückenflugtaugliches Schmiersystem zu entwickeln. Normalerweise arbeitet der „912“mit Trockensumpfschmierung, bei der das Öl vom tiefsten Punkt des Kurbelgehäuses zum Vorratsbehälter fließt, von dort durch den Ölkühler und dann zur Ölpumpe unterm Getriebe, wo der Schmierstoff unter Druck in den Motor gelangt. Damit die Schmierung auch upside down funktioniert, war eine zweite Ölzapfstelle am Kurbelgehäuse notwendig; und zwar an der höchsten Stelle, die in Rückenlage die tiefste ist. Dazu brauchte man ein automatisches Umschaltventil sowie einen geänderten Ölvorratsbehälter, damit keine Luft aus dem Gefäß gezogen wird.

Foto: Dietmar Rebl
Rückenflugtauglich: Der neu konstruierte Ölbehälter sitzt oben am Brandspant, rechts außen (in Flugrichtung) das Umschaltventil

Die originalen Membranvergaser von Bing mussten Mikuni-Pumpvergasern weichen. Diese haben weder Schwimmerkammer noch Schwimmernadelventil. Stattdessen fördert eine Membranpumpe permanent Kraftstoff, wodurch der Motor lageunabhängig versorgt wird. Das gleiche Prinzip ist etwa bei Kettensägen üblich. Eine mechanische Benzinpumpe am Motor sowie eine zusätzliche elektrische befördern den Autosprit von den Flächentanks über einen kleinen Headertank im Rumpf zu den Vergasern. Tankanzeigen gibt es nicht, der Spritstand in den transparenten Flächentanks ist vom Pilotensitz aus sichtbar.

„Allein die Entwicklung des Rückenflug- systems zog sich über zwei Jahre hin“

Natürlich passte die ursprüngliche Cowling, die für die Rotax-Zweitakter 503 (47 PS) oder 582 (65 PS) gestaltet worden war, nicht mehr um den 100-PS-Antrieb. Genauso wie der Motorträger stammt sie vom Tandem-Hochdecker RANS S-7.

Das Cockpit der S-9 wurde auf den Kunstflug angepasst

Im Panel der Akro-S-9 finden sich klassische Rundinstrumente. G-Messer und eine umgedrehte Libelle, für sauberen Rückenflug, dürfen nicht fehlen. Außer Funk und Transponder ist die Motorüberwachung das einzige digitale Instrument. Hier musste aus Platzgründen ein Kompromiss zwischen nostalgisch schön und rein zweckmäßig (leicht, klein) gefunden werden.

Foto: Dietmar Rebl
Große Uhren: Nur die Motorüberwachung ist digital. Transparente Bordwände unterm Flügel erleichtern die Orientierung im Kunstflug

Falls sich das alles recht einfach und überschaubar anhört: Allein die Entwicklung des lageunabhängigen Schmier- und Kraftstoffsystems zog sich über zwei Jahre hin, auch mit Rückschlägen. Anspruchsvoll war zum Beispiel die Konstruktion des Öltanks, der aus mehreren Kammern, Überläufen und Ventilen besteht, ebenso die Gestaltung der Öltankentlüftung, die auch im Rückenflug funktionieren muss. Nebenbei mussten die beiden UL-Piloten auch noch die Privatpilotenlizenz und die Kunstflugberechtigung machen – schließlich wollten sie ja turnen mit ihrer S-9.

Jede Figur lässt sich mit der S-9 problemlos fliegen

Der Erstflug war für die geübten S-10-Piloten kein großes Ding. Als es dann soweit war, hat ihn Andreas gemacht – einfach weil er gerade die richtigen Klamotten anhatte und sich Hajo noch hätte umziehen müssen. Im Kunstflug zeigte sich dann, dass die Figuren wesentlich weniger Raum erfordern als mit größeren, schnelleren Maschinen. Sowohl die relativ niedrige Speed als auch die geringe Masse kommen dem kleinräumigen Fliegen entgegen. Loops leitet man mit 180 bis 190 km/h ein, Rollen mit 140 bis 150 und Turns mit gut 200. Da vergleichsweise wenig Energie im Spiel ist, reicht das maximale Lastvielfache von +6/–3 g völlig aus. Alle Figuren in der Sportsman- und in der Intermediate-Klasse lassen sich problemlos fliegen. Kommendes Jahr wollen die Besitzer vielleicht mal bei Wettbewerben antreten.

Foto: Dietmar Rebl
Gedrungen: Kurzer Leitwerksträger, durchgehende Querruder, großes Seitenruder von der S-7 – da will man nicht geradeaus fliegen!

Auch ohne die Flaperons der serienmäßigen S-9 ist die Geschwindigkeit im Landeanflug nicht besonders hoch: 100 km/h. Dabei kann der Pilot die Sicht nach vorn, an der Motorhaube vorbei, durch Slippen verbessern.
Zukunftsweisend ist die D-EIKK insofern, als Kunstflug mit dieser Maschine nicht mehr von lautem Jaulen begleitet wird. Mit knapp 60 dB(A) ist der kleine Einsitzer das leiseste in Deutschland zugelassene Kunstflugzeug. Dafür wurden die Erbauer 2011 von der Oskar Ursinus Vereinigung mit einem Preis ausgezeichnet. Leise heißt schließlich, dass Akro-Sessions nicht mehr nach kurzer Zeit beendet werden müssen oder überhaupt nur selten stattfinden können, damit sich niemand über den Lärm beschwert. Zusammen mit den niedrigen Betriebskosten – beim Turnen verbraucht der 100-PS-Rotax 20 Liter pro Stunde, „cruise“zirka 15 – sind auf diese Weise viele Turnstunden möglich. Und nichts ist für das erreichbare Niveau bekanntlich so entscheidend wie Airtime.

Text: Dietmar Rebl, Fotos: Andreas Konzelmann, Volker Hilpert fliegermagazin 07/2012

Technische Daten
RANS S-9 (Einzelstück)
  • http://rans-s-9. blogspot.com
  • 6,70 m
  • 8,50 m²
  • 5,00 m
  • 1,25 m
  • 0,66 m
  • 245 kg
  • 360 kg
  • 74 l (inkl. 4 l Headertank)
  • Rotax 912S/100 PS
  • Warp Drive, 3-Blatt, fest, CfK, 1,98 m
  • 170 m
  • 250 m
  • 1400 ft/min
  • 180 Grad/sec
  • 700 km + 30 min. Reserve
  • Kronichflug, Hans Schaller Hafenpreppach 66 96126 Maroldsweisach
  • 09567/98 18 70
  • Besonderheiten BRS-Rettungsgerät, Smokesystem, Rückenflugschmierung und -kraftstoffversorgung
Schlagwörter
  • Kunstflugzeug
  • RANS S-9
  • Experimental
  • Rotax
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