Afrikanische Fluggeräte Teil 4

Es ist einfach unglaublich wie viele Jua-Kali-Fluggerätmechaniker in Kenya ihr Glück versuchen. Hier nun der 4. Teil und somit schon eine kleine Artikel-Serie zum Thema Afrikanische Fluggeräte, diesmal sogar mit einem Youtube-Video vom TV-Sender Citizen. Gabriel Nderitu hat keine Ahnung vom Flugzeugbau. Nach sechmonatiger Recherche im Internet und 12 Monaten schrauben im Hinterhof präsentiert er den Medien ein 800kg schweres Ungetüm aus Stahl, Aluminium und einem alten Toyota-Motor. Gestern war der erste Testflug in Kitengela geplant (also irgenwo hinter der Villa-Weber), der leider von der Kenya Civil Aviation Authority untersagt wurde. Kein Wunder, schließlich liegt Kitengela in der Einflugschneiße zum Jomo Kenyatta International Airport.

An innovative Kenyan is just about to test the results of his brainchild. Gabriel Nderitu, an I.T specialist is putting final touches to an aeroplane he has been assembling for the last one year ahead of a test run in Kitengela next week. If indeed Nderitu’s two seater plane takes off, and more importantly, lands successfully, then it will be a first for Kenya. Sylvia Chebet tells us more about the budding innovator and how close he is to becoming Kenya’s pioneer in aircraft manufacturing.

(thnx @jke via FB)

Über Cedric Weber

Ich schreibe seit Mai 2003 zu Themen rund um das Web2.0, Enterprise2.0, Social Software, Wikis, Weblogs, online Kollaboration, Instant Messaging, sowie Linux / Ubuntu und Apple. Dazwischen findest du Themen aus meinem Alltag - über Glaube und Spiritualität, Fotografie, Musik und vieles andere.

7 Gedanken zu „Afrikanische Fluggeräte Teil 4

  1. Also das sieht immerhin schon ein bischen nach einem Flugzeug aus. Im Gegensatz zu den beiden anderen Konstruktionen (dem Hubschrauber und dem Flugzeug aus dem ersten Beitrag zu diesem Thema) wurde hier auch handwerklich viel besser gearbeitet. Zwar immer noch „jua kali“, aber sorgfältiger und durchdachter als in den anderen beiden Fällen.

    Ich habe mir den Beitrag jetzt mehrmals angesehen, und gehe auf ein paar auffällige Details ein.
    Sorry dass ich das hier nur oberflächlich und nur unvollständig machen kann.

    -Es handelt sich um einen Schulterdecker, dessen Flügel weder eine Pfeilung noch eine positive oder negative V-Stellung haben. Dadurch wird das Flugzeug im Flug statisch stabil, d.h. es wird zwar nicht sonderlich wendig, sondern ist stattdessen von alleine dazu bestrebt, geradeaus zu fliegen. Das ist hier sinnvoll, weil der Bau solcher Flügel simpel ist, und mit dem Flugzeug weder schwere Lasten transportiert werden sollen, noch hohe Geschwindigkeiten und Flughöhen erreicht werden müssen. Herr Nderitu braucht einen möglichst großen Auftrieb bei geringer Geschwindigkeit und Motorleistung. Aus demselben Grund haben die Tragflächen auch eine besonders hohe, einseitige und asymmetrische Wölbung.
    Herr Nderitu hat somit ein mit einfachen Mitteln umsetzbares Konstruktionsprinzip gewählt.
    Die Tragflächen werden mit Streben am Rumpf befestigt, daher benötigt man keine besonders stabile (=schwere) Holme. Vermutlich besteht das Innere der Flügel lediglich aus dünnen Rohren und Profilen, auf die dann die Außenhaut befestigt wurde. Bedauerlicherweise wurde das nicht sehr sorgfältig gemacht, denn man sieht deutlich die Beulen und Unebenheiten in der Vorderkante.

    -In der Seitenansicht sieht man, dass das gessamte Flugzeug in Skelettbauweise gefertigt wurde, also im Prinzip aus einem Fachwerk mit Beplankung besteht. Auch wenn es nicht genau berechnet wurde, sieht es relativ stabil aus. Der Motor befindet sich vor dem Cockpit, wodurch der Schwerpunkt des Flugzeugs weit vorne liegt.

    -Das Flugzeug hat ein starres Fahrwerk mit Bugrad, was gegenüber einem Spornrad zwar vorteilhafter ist (unkompliziertere Konstruktion, beim rollen leichter zu steuern, sowie bei Start und Landung viel einfacher zu handhaben), aber wenig Bodenfreiheit für den Propeller lässt – daher wohl auch diese seltsame Stützkonstruktion unter dem Bug. Um Beschädigungen des Propellers und des Motors zu vermeiden, braucht Herr Nderitu daher eine sehr ebene Startbahn.
    Den Sinn der eigenartigen Konstruktion des Bugrads verstehe ich nicht. Durch diese nach vorne geneigte Stellung ist das Bugrad dazu bestrebt, seitlich auszubrechen. In der Tat lässt sich das Flugzeug auch nur mit Mühe von Hand schieben. Bei höheren Geschwindigkeiten wird jedoch alleine schon die Unwucht im Gummireifen dazu führen, dass das Rad überhaupt nicht mehr steuerbar ist. Es fehlt außerdem ein Dämpfer zum ausgleichen des Bugradflatterns.
    Leider sagt der Beitrag weiter nichts über die Bugradsteuerung aus.
    Ebensowenig über das Hauptfahrwerk: Es besteht aus zwei Autorädern. Diese sind zwar sehr schwer, aber brauchen dadurch andererseits auch nur eine geringe Drehzahl und haben somit einen relativ geringen Rollwiderstand.
    Möglich ist, dass die beiden Räder des Hauptfahrwerks individuell über eine hydraulische oder mechanische Bremse verfügen, die wiederum auch zur Steuerung des Flugzeugs am Boden benutzt werden könnte und so eine direkte Bugradsteuerung überflüssig machen könnte. Details hierzu wären interessant zu wissen.
    Das Fahrwerk hat offensichtlich noch keinerlei Federung (und vor allem Dämpfung); laut Gabriel Nderitu soll das später aber noch eingebaut werden. Das wäre auch sehr ratsam, um beim landen ein gefährliches abspringen zu vermeiden. Außerdem liegt das Hauptfahrwerk sehr weit hinten – der Konstrukteur hat es sich sehr einfach gemacht, dafür zu sorgen dass sein Flugzeug am Boden nicht nach hinten umkippt, dabei aber nicht bedacht, dass das Flugzeug beim abheben um das Hauptfahrwerk rotieren-, und es somit möglichst nahe am Schwerpunkt liegen muss. Bei der jetztigen Konstruktion müsste praktisch der gesamte vordere Teil des Flugzeugs einschließlich der Kabine über das Hauptfahrwerk nach hinten gehebelt werden. Das wäre nur dann möglich, wenn die Flügel bereits so viel Auftrieb erzeugen dass das Flugzeug vom Boden wegfliegt. Ohne Klappen (über die es nicht verfügt) täten die Tragfläche das aber nur bei erreichen von mehr als normaler Reisefluggeschwindigkeit. Die daher nötige Startrollstrecke und Schubkraft für dieses Flugzeug wäre somit ganz enorm.

    -Die aerodynamische Steuerung erfolgt offenbar zumindest teilweise hydraulisch. Eher unüblich, aber durchaus möglich, wird die Bedienung des Höhenruders über ein Pedal erreicht. Diese Hydraulik, die man für einen kurzen Moment im Video sieht, war bestimmt nicht einfach zu bauen, und würde vom Piloten eventuell sehr viel Kraftaufwand erfordern. Weil das Flugzeug überhaupt nicht ausgetrimmt ist (sein kann), muss der Pilot im Flug mit diesem Pedal permanent einen erheblichen Steuerdruck ausgleichen. Bei jeder änderung von Geschwindigkeit, Motordrehzahl, Fluglage oder Beladung muss der Pilot mit diesem Pedal die Fluglage korrigieren. Ohne bei der Konstruktion vorher irgendwelche Berechnungen angestellt zu haben, ist die Steuerung mit diesem System momentan völlig unmöglich. Das wäre wie wenn man am ausgestreckten Arm einen vollen Eimer Wasser halten wollte.

    Beim Leitwerk wurde leider nicht so viel recherchiert, da wurden einige Dinge außer acht gelassen. Zwar hat die bewegliche Flosse des Höhenleitwerks sogar links und rechts außen einen Ausgleich. Ich bezweifle aber, dass der Konstrukteur den Sinn davon kennt (nämlich das aerodynamische Unterstützen von Steuerbewegungen), denn so wie sie gebaut sind, funktionieren sie nicht: Bei Ruderausschlägen ist das Spaltmaß viel zu groß.
    Außerdem kommt hier der weit vorne liegende Schwerpunkt (s.o.) ins Spiel. Normalerweise muss das Höhenleitwerk im Flug immer Abtrieb erzeugen, um per Hebelwirkung den Bug nach oben zu halten. Wenn nämlich im Flug die Strömung plötzlich abreisst (Stall), soll die Nase durch den vorderen Schwerpunkt bedingt nach unten kippen, wodurch das Flugzeug automatisch wieder an Geschwindigkeit gewinnt. Dieses Höhenruder tut das aber nicht; der Pilot muss also permanent „Ziehen“ (bzw. auf’s Pedal treten) um den notwendigen Effekt zu erreichen.

    Das Seitenleitwerk sieht man nur ganz am Anfang des Videos für einen kurzen Augenblick. Es verfügt über kein bestimmtes aerodynamisches Profil, sondern ist nur eine einfache dünne Scheibe. Die Flosse ist auffallend groß, und wird im Flug stark flattern. Eine präzise Steuerung ist damit nicht möglich.

    Im Video gut zu sehen sind die beiden Querruder hinter den Flügeln. Da sie nicht in den Flügel integriert sind, wird eine aerodynamische Steuerung damit schwierig. Aber theoretisch denkbar. Dieses Design ist leicht zu bauen, weil die Steuerung nicht in den Flügel integriert werden musste, geht aber sehr zu lasten der Aerodynamik aufgrund des unnötig hohen Formwiderstands. Vermutlich bedient man die Querrudersteuerung mit dem Hebel, den Herr Nderitu im Cockpit in der linken Hand hält. Da die beiden Querruder mit Sicherheit über kein Differential verfügen, tritt ein ausgeprägtes negatives Wendemoment auf. Ein Flugzeug dreht sich immer in die „falsche“ Richtung, nämlich in Richtung des höheren Flügels. Dieses negative Wendemoment muss mit dem Seitenruder ausgeglichen werden. In diesem Fall dann eher sehr stark. Außerdem muss im Kurvenflug der, durch die Schräglage geringere Auftrieb an den Tragflächen, noch mit dem Höhenruder ausgeglichen werden.
    Insgesamt wird diese Konstruktion im Kurvenflug daher zu einen proportional hohen Anstieg des induzierten (Luft)Widerstands führen. Dadurch steigt die Überziehgeschwindigkeit an, d.h. die Gefahr ist groß, dass es zum Strömungsabriss kommt und das Flugzeug „absackt“.

    -Der 74-Zoll große Propeller sieht erstaunlich präzise gefertigt und befestigt aus. Den hat Herr Nderitu mit Sicherheit nicht selbst hergestellt. Offenbar funktioniert der Propeller ganz gut mit dem Toyota-Motor zusammen, obwohl 4000 U/Min etwas viel zu sein scheint. Üblich wären etwa 25% weniger. Aber ein gewisser Antrieb für das Flugzeug dürfte damit gewährleistet sein.
    Der Motor ist allerdings nicht optimal. Er ist wassergekühlt, wodurch er im Verhältnis wieder sehr schwer ist: Kühler, Schläuche, Pumpe, Voratsbehälter etc. müssen daher mitgeschleppt werden. Außerdem dürfte seine Leistung kaum ausreichen. Ein Flugzeugmotor braucht, anders als ein Automotor, ein hohes Drehmoment bei einer geringeren Drehzahl.

    -Beim Innenraum hat sich der Konstrukteur sichtlich viel Mühe gegeben. Für zwei Personen ausgelegt, hat man augenscheinlich viel Platz – bequem lehnt sich Herr Nderitu bei der Vorführung vor der Kamera im Sitz zurück. Die Länge seiner Kabine macht ungefähr die Hälfte der Gesamtlänge vom Rumpf aus. Desweiteren verfügt das Cockpit sogar über ein Instrumentenbrett mit einigen, im Video leider nicht genau zu erkennenden, Instrumenten. Außerdem ist das ganze Flugzeug auffallend schön lackiert. Man sieht deutlich, dass der stolze erbauer viel Wert auf den optischen Eindruck vor Publikum legte.
    Dennoch hätte er besser auf diesen Luxus verzichtet, denn abgesehen von dem ganzen Gewicht verschiebt sich auch der Schwerpunkt bei jeder Bewegung der beiden Insassen ganz erheblich. Dabei ist bei der Schwerpunktlage buchstäblich jeder Fingerbreit wichtig! Nicht umsonst bieten kleine Flugzeuge nur ein Minimum an Platz und Komfort.

    Der Eindruck insgesamt ist, dass durchaus viel Überlegung und handwerkliches Geschick, und ein sehr hoher Arbeitsaufwand in dieser Konstruktion stecken. Sechs Monate lang hat Herr Nderitu, wie er sagt, im Internet geforscht. Ein Jahr lang hat der Bau gedauert, zusammen mit fünf Angestellten. Die Kosten für das Rohmaterial müssen für Herrn Nderitus Verhältnisse exorbitant gewesen sein. Und wie man sieht sind seine Nachbarn ja auch mächtig beeindruckt.

    Was dem Gerät fehlt, ist, abgesehen von dem fachspezifischem Know-How, vor allem die notwendige Präzision und das richtige Material. Viele Aspekte sind offensichtlich optisch von anderen Flugzeugtypen nachgebaut worden, ohne allerdings zu wissen warum.
    Die notwendige Stabilität der Flugzeugkonstruktion einerseits und das dadurch bedingte Gewicht andererseits stehen bei der Verwendung von so viel Stahl in keiner günstigen Relation. Normalerweise kommt es bei der Konstruktion eines Flugzeugs auf jeden Millimeter und auf jedes Gramm Gewicht an, sodass jeder Niet und jedes Bauteil genau berechnet werden müssen. Bevor man das so genau konnte, glich man dieses Problem früher mit einer entsprechend höheren Motorleistung aus.
    Ausgerechnet beim Thema Gewicht ist der Konstrukteur allerdings ohnehin sehr großzügig gewesen.

    Man merkt, dass Herr Nderitu, kein Ingenieur sondern ein IT-Spezialist, eine gewisse Grundahnung hat und sie beim Bau seiner Maschine auch umsetzte. Was für ihn zweifelsfrei sündhaft teuer gewesen ist. Ganz wie zu den Anfangszeiten der Fliegerei, als auch in Europa und den USA die Pioniere der Luftfahrt dafür ihre letzten Ersparnisse ausgaben. Und auch damals gab es vor allem unzählige Fehlschläge – aber hin und wieder auch Erfolge.

    Wenn die offensichtlichen Probleme mit dem Fahrwerk erst behoben worden sind, dann ist es sicherlich möglich, dass das Flugzeug aus eigener Kraft rollt.
    Tatsächlich fliegen wird es aber nie.

  2. Hatte auch für einen kurzen Moment überlegt, ob ich das bei AfriGadget.com reinpacken soll. Kommt vielleicht noch wenn Paula in Kitengela mehr erfahren hat.

    Wg des Bugrades – so wie ich es verstanden hatte kommt da noch eine neue Konstruktion hin.

    Am meisten schockiert/verwundert bin ich natürlich über die Tatsache, dass hier jemand irre viel Geld für so ein unprofessionelles Projekt verbrät. Und das in Afrika, das ist total unlogisch und untypisch.

    Außerdem ärgert es mich immer wieder, dass bei solchen Dingen nur kopiert wird. „Innovation“ als solche gibt es nicht, nur Kopien. Wie China vor 20 Jahren. Letztens wollte ich einen Artikel über Intellectual Property Rights in Africa für AfriGadget schreiben, da ist mir das wieder bewusst geworden, über welche Art von Innovation wir hier eigentlich reden. Ok, im Unterschied zu den Chinesen hat Herr Nderitu wohl nur Flugzeuge anschauen, nicht auseinanderbauen können (ähnlich wie Herr Isohe http://www.afrigadget.com/2008/09/18/philips-model-plane-at-international-artbots-show-video/). Aber unterm Strich wird dann nur erfunden, was schon anderswo erfunden wurde. Siehe Nyayo Car.

  3. @Dave vielen Dank für deine ausführliche Analyse, du solltest Jua-Kali Aircraft Consultant in EAK werden!

    @JKE ich blogge es nicht weil es ein „AfriGadget“ wäre, sondern weil ich mich über solche Projekte schlapplachen könnte ;-). Es ist irgendwie einfach cool und gleichzeitig auch ein wenig traurig.

  4. Naja, das Ergebnis, dass dieses Ding nicht fliegen wird, ist nicht gerade sensationell ;-)
    Ich fand es nur interessant, mal zu überlegen warum es mbMn nicht funktionieren kann. Obwohl ich nicht gerne ein Spielverderber bin. Schade dass es zu all‘ diesen vorgestellten Jua-Kali-Flugzeugen kein Follow-up mehr gibt. Dem Gleitschirm gebe ich die größten Erfolgschancen, allerdings finde ich das ganze auch mega gefährlich.

    @Cedric: Es ist tatsächlich irgendwie lustig und gleichzeitig traurig. Bewundernswert finde ich es, wie diese Menschen an sich glauben und wie kreativ sie sind. Aber die Aussichtslosigkeit und die vorhersehbare Enttäuschung ist halt bitter.

    @JKE: Naja, das Flugzeug ist nunmal schon erfunden, und ganz offensichtlich wurde hier teilweise das Design von Cessna nachgeahmt. Aber er hat es ja nicht gemacht um damit irgendwem zu schaden, sondern weil er sich ja an irgendwas orientieren musste. Ich glaube auch nicht, dass die Herren in wichita/Kansas etwas dagegen gehabt hätten ;-)
    Im Gegensatz zu den Chinesen-Assis, die nur nachmachen und klauen können, wollte dieser arme Kerl nur seinen Traum verwirklichen.

    Hihihi…der Nyayo-Car war sehr lustig! :-))

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind markiert *