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KJ1 Nyctosaurus – Ein fossilgetreues Experimental-Modell

KJ1 Nyctosaurus – Ein fossilgetreues Experimental-Modell. Bericht, Abendflüge und Fotos zum Flugsaurier-Modell von Thomas Piepenbring. Im „Bauplan“ ist bereits ein erhebliches Maß an Eigenstabilität enthalten. Um mit dem Modell am Ende ansehnlich zu fliegen, braucht es in der Tat ein erhebliches Maß an Erfahrung und Geduld. Aber keine Kreisel. Und sicherlich auch keine „Zusatzleitwerke“.

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Video KJ1 Nyctosaurus – Ein fossilgetreues Experimental-Modell

Fotos / Bilder

Beschreibung

Bild 1: Nyctosaurus in Farbe
Bei dem bereits vorgestellten Flugsaurier „Thalassodromeus“ ist im Gestein nur eine massive knöcherne Basis auf dem Kopf sichtbar.

Bild 2: Thalassodromeus Kopf
Flugtauglich wird er erst wenn man auf dieser Basis eine weitaus größere Fläche aufbaut. Eine mögliche bzw. ungefähre Form kann nur im Flug-Experiment ermittelt werden.

Bild 3: Thalassodromeus Flug

Bei „KJ1 Nyctosaurus“, der ungefähr 20 Millionen Jahre jünger ist, ist der „ Bauplan“ dagegen deutlich vollständiger.

Bild 4: KJ1 Nyctosaurus Skelett
Die Stäbe auf dem Kopf vom KJ1 Nyctosaurus geben bereits Höhe und Tiefe des „3. Flügels“ exakt an, es fehlt nur noch die Endkante. Eine mögliche Form sieht daher im Flug so aus.

Bild 5: KJ1 Nyctosaurus Flug
Außerdem gibt es sehr deutliche Hinweise, dass es sich tatsächlich einmal um eine Struktur mit mechanischer Funktion gehandelt hat. Die Stäbe sind auf einer breiten, massiven Basis befestigt und nach oben laufen sie in einer konischen Form aus.

Bild 6: KJ1 Nyctosaurus Skelett
Eigentlich genau wie der Holm einer gut konstruierten Tragfläche. Massive Kohlefaser-Bänder an der Wurzel und zur Spitze hin, wo die mechanische Belastung nur noch minimal ist, extreme Leichtbauweise. Bei der nahe verwandten Spezies „KJ2 Nyctosaurus“ kann man den fossilen „Material-Einsatz“ noch detaillierter sehen.

Bild 7: KJ2 Nyctosaurus Skelett
Genau in dem Winkel, in dem der Hebel-Arm am größten ist, befinden sich zusätzliche Verstärkungen. Eigentlich genau in der Ecke, in der der „Modellflieger“ noch ein Paar Kohle-Rovings extra auflegt, weil es dort an leichtesten bricht.

Bild 8: KJ2 Nyctosaurus Flug
Der „fossile Bauplan“ sagt deutlich: „Dies ist ein flugmechanisches Werkzeug – die verloren gegangene Membran bitte ersetzen !!!“ Und mit genügend Erfahrung und Training lässt sich auch sehr ansehnlich damit fliegen.

Bericht

Da man hier nun einiges in der Luft gesehen hat, was „theoretisch“ gar nicht flugfähig sein sollte, kann man natürlich die Frage stellen:

  • Wie instabil sind Flugsaurier wirklich geflogen?
  • Konnten sie sich tatsächlich nur deshalb in der Luft halten, weil sie „einen Drei-Achs-Kreisel verschluckt“ hatten?

Also völlige Instabilität durch extrem reaktionsschnelles Steuern ausgeglichen haben? Grundsätzlich gilt hierzu: Ein aerodynamisch instabiles Flugobjekt kann in der Tat durch reaktionsschnelles Steuern dauerhaft in der Luft gehalten werden. Aber nur dann, wenn es dabei zu jedem Zeitpunkt und in jeder Fluglage exakt steuerbar bleibt.

Ein aktuelles Beispiel hierfür ist der allseits beliebte Quadrokopter, auch „Drohne“ genannt. Durch die vier Rotoren ist er hervorragend steuerbar. Da er aber keinerlei passive Flug-Stabilität erzeugt, ist er ausschließlich mit einer entsprechenden 3-Achs-Kreisel-Steuerung verwendbar.

Ein vergleichbares Beispiel in der Natur ist die Fledermaus. Sie hat einen kräftig gewölbten Flügel,
aber keinen Schwanz, der als Höhen-Leitwerk wirken kann. Ein derartiges Konzept ist im passiven Flug weder eigenstabil noch steuerbar. Es überschlägt sich einfach mit sehr hoher Frequenz, egal wie schnell man versucht dagegen zu steuern. Aus diesem Grunde ist es für eine Fledermaus unmöglich zu gleiten. Fliegen tut sie trotzdem, aber nur mit permanentem Flügelschlagen. Sie erzeugt also nicht nur permanent Vortrieb und Auftrieb,  sondern steuert auch permanent mit extremer Präzision. Eine Fledermaus hat in der Tat, genau wie eine Drohne, „einen Drei-Achs-Kreisel verschluckt“ !!!

  • Aber wie eigenstabil ist ein Vogel?

Der mit genügend großer Spannweite problemlos Stunden lang gleiten kann und dabei mit den Flügeln nur minimale Steuerbewegungen ausführt. Nun, versucht man einen gleitenden Vogel als „Scale-Modell“ nachzubauen, wird man rasch eine Enttäuschung erleben. Das Modell wird sich bestenfalls über einige Meter in der Luft halten, bis es zu Boden geht. Verlängert man aber zu Beispiel den bereits relativ langen Schwanz eines Milans noch weiter, erhält man rasch ein völlig eigenstabil fliegendes Freiflug-Modell.

Was man hierbei sieht: Gleitflug-Konzepte aus der Natur enthalten bereits ein deutliches Maß an Eigen-Stabilität. Und das reaktionsschnelle Steuern wird nur in sehr geringem Maße zum Stabilisieren eingesetzt.

  • Wie überträgt man das Ganze auf Flugsaurier?

Flügelschlagen ist in der Natur durch Maßstabseffekte limitiert. Flughunde mit 1,7m Spannweite sind die größten Tiere, die permanent mit den Flügeln schlagen. Störche mit 3 Metern Spannweite können sich bereits nur noch eine Viertelstunde mit Flügelschlagen in der Luft halten. Sie ertrinken dann im Mittelmeer - wenn sie die Thermik verpasst haben.

Da Flugsaurier aber Spannweiten von 14 Metern erreicht haben, kann man eine Stabilisierung mit permanentem Flügelschlagen innerhalb realer Natur und realer Physik grundsätzlich ausschließen. Auch wenn dies über drei Jahrzehnte als „offizielle wissenschaftliche Wahrheit“ über Flugsaurier in Szene gesetzt worden ist. Vielmehr gilt beim Flugsaurier dasselbe, wie bei einem gleitenden Vogel. Der „Bauplan“ aus der Natur enthält bereits ein erhebliches Maß an Eigenstabilität.

Aus dem Vogel ist vor über 100 Jahren das erst Flugzeug entstanden, indem man einen „dreimal so langen Schwanz“ verwendet hat, der eine deutlich höhere Eigenstabilität erzeugt und es so ermöglicht auch ohne extrem reaktionsschnelles Steuern zu fliegen. Flugsaurier waren reine Nurflügel, die keinen Schwanz bzw. Leitwerk hatten. Aber auch in einem Nurflügel lässt sich natürlich eine deutlich höhere Eigenstabilität erzeugen, indem man unter anderem „dreimal so viel S-Schlag“ verwendet.

Was man im einfachsten Beispiel am Bauplanmodell „Icarosaurus“ sehen kann. Die „Heckspoiler“ am Flügel fallen bei einem Freiflug-Modell natürlich um einiges größer aus als bei einem reaktionsschnell steuernden Tier. Das Konzept bleibt aber gleich. Dasselbe gilt letztendlich auch für „KJ1 Nyctosaurus“. Im „Bauplan“ ist bereits ein erhebliches Maß an Eigenstabilität enthalten.

  • Mehr dazu kann man unter www.island-masters.de (Flight Mechanics, 9. Sail-crest flight stability) in englischer Sprache erfahren.

Um mit dem Modell am Ende ansehnlich zu fliegen, braucht es in der Tat ein erhebliches Maß an Erfahrung und Geduld. Aber keine Kreisel. Und sicherlich auch keine „Zusatzleitwerke“.

KJ1 Nyctosaurus – ein fossilgetreues Experimental-Modell (Teil 2)

Natürlich wartet man auch bei diesem Modell auf außergewöhnliche Wetterverhältnisse, wenn zum Beispiel in großer Entfernung eine Gewitterfront vorbeizieht., sodass das in 10.000en Trainingsflügen erarbeitete Können auch einmal voll umgesetzt werden kann:

Film Nyctosaurus Flug
Am erforderlichen Aufwand für diese Flüge wird dann aber auch ein grundlegendes Problem bei Flugkonzepten aus der Bionik sichtbar: Die Natur liefert erst einmal nur sehr anspruchsvolles „Spezial-Gerät“. Das von einer gut ausgebildeten „Crew“ bedient werden muss. Man sehe sich zum Beispiel einmal FESTO bei der nächsten Messe an.

Am Ende sind sehr viele Modifikationen nötig, um zu einem für Jedermann alltagstauglichen Konzept zu gelangen. Was am besten bei einem Vergleich zwischen einem gleitenden Vogel mit einem gleitenden Flugzeug zu sehen ist:

  • ein Seitenleitwerk wurde hinzugefügt
  • der Rumpf wurde verlängert
  • die Flügelform wurde vereinfacht
  • die Flügelstreckung wurde vergrößert
  • die Flügelprofile wurden modifiziert
  • die Steuerung wurde vereinfacht
  • etc.


Also eine Vielzahl von Schritten, in sehr vielen Jahren. Trotzdem ist das Grundprinzip exakt erhalten geblieben, und wird dies auch bei den Konzepten von „KJ1 Nyctosaurus“ oder „Thalassodromaeus“ möglich sein? Nun – vorerst steht man hier vor einem grundlegenden Problem: Lange bevor der Mensch das erste Gleitfluggerät gebaut hat, war es im Grunde „ein alter Hut“, dass man sich so durch die Lüfte bewegen kann. Man brauchte ja nur das Fenster auf machen. Und die Frage war eigentlich nur:

  • Kann der Mensch das auch?


Ganz anders liegen die Dinge bei Flugsauriern. Durch die Naturkatastrophen an der Kreide-Tertiär-Grenze gibt es sie heute nicht mehr. Und wenn man das Fenster aufmacht, bekommt man eine Menge „vor die Linse“: Vögel, Schmetterlinge, Nachbars Drohne … Aber absolut nichts mit einem Segel oben drauf. Wenn man es dann im Film doch fliegen sieht, wirkt es so surreal wie ein Computeranimationsfilm. Aus diesem Grunde: das irritierende Gefühl „das da etwas ist, was dann irgendwie doch nicht da ist“ verschwindet selbst beim direkten Umgang mit diesen Geräten erst einmal nicht, sondern erst nach langfristigem und intensivem Gebrauch. Einen bionischen Schmetterling kann man innerhalb von Sekunden realisieren. Einen bionischen Flugsaurier nicht.

Um zum rein Technischen zurück zu kommen:
Kann man auch diese Systeme modifizieren in Richtung einfach, alltagstauglich, reproduzierbar? In kleinem Maßstab definitiv ja. Man kann ein derartiges Flugverhalten bereits mit einem simpel gebauten Freiflugmodell erzeugen. Wodurch jahrelanges Training oder Elektronik natürlich nicht erforderlich sind. Und das Funktionsprinzip lässt sich auch auf verschiedenste Flügelkonfigurationen übertragen:

  • auf eine „fliegenden Scheibe“
  • auf einen „elliptischen Brett-Nurflügel“
  • auf eine „Tandem-Konfiguration“
  • auf eine „Normal-Konfiguration (fast normal)“
  • etc.


Die Bauweise ist mittlerweile ausgreift und fast unzerstörbar. Bei allen Konzepten ist die Fehlertoleranz so groß, dass Modelle problemlos reproduziert und  „Out of the Box“ verwendet werden können. Was natürlich zu der Frage führt, die ich seit Jahren immer und immer wieder höre:

  • Warum gibt es das noch nicht zu kaufen?


Nun, vorerst ist es (s.o.) nicht gerade einfach, sich mit dieser Funktionsweise „normal“ zu fühlen. Egal ob Anfänger, Experte oder Hersteller. Unbekannt ist es erst einmal für jeden. Und der Ausgangspunkt, um etwas „scheinbar Unmögliches“ zu tun, ist viel mehr Ahnungslosigkeit als ausgeprägtes Fachwissen. Einzig und allein Kinder haben daher nicht das geringste Problem mit diesen Modellen. Sie nehmen sie einfach in die Hand und machen das einzig Richtige: damit fliegen!

Noch aussichtsloser wird es natürlich dann, wenn Experte „XYZ“ von der Flug-Industrie-Lobby „XYZ e.V.“ und der führenden Fachzeitschrift „XYZ“ seinen Auftritt hat: Was? Ein neues Flugkonzept? Das ist grundsätzlich unmöglich! Alle wichtigen aerodynamischen Konzepte gibt es schon! Und zwar seit fast 100 Jahren! Natürlich sieht jetzt alles irgendwie gleich aus! Daran sieht man doch, dass alles „mega-perfekt“ ist! Was? Sie haben nur drei Drohnen? Also: Hier kommt die vierte! Natürlich im günstigen Komplettset mit dem vierten Sender! Und einen innovativen Dekor-Bogen mit „Trias Jura Kreide“ haben wir auch neu draufgeklebt. Ist doch wohl „Flugsaurier“ genug!

Also – manche Dinge sind neu, unbekannt, fremd... etc. Wenn man das Unbekannte wirklich will,
dann bekommt man es auch. Und dann gibt es auch Hersteller die deutlich höhere Ansprüche an den Begriff „Innovation“ stellen als hohle Werbesprüche, Dekor-Bögen und „neue“ Querruder-Anlenkungen. Einfach weil der Kunde es so verlangt. Weil der Hersteller gemerkt hat: Unfassbar! Man kann ja mit wirklich neuem auch wirklich Geld verdienen! Und da bei allen Konzepten ohnehin noch sehr viel „Luft nach oben ist“, werden sie mit der Zeit auch nur besser.

Denn am Ende ist technischer Fortschritt eines: unumkehrbar!

Autor: Thomas Piepenbring

Videoinhalt / Playlist

  • KJ1 Nyctosaurus
    Flüge bei gewittrigem Wetter mit dem KJ1 Nyctosaurus Experimental-Modell von Thomas Piepenbring.

  • KJ1 Nyctosaurus
    Abendflüge mit dem KJ1 Nyctosaurus Experimental-Modell von Thomas Piepenbring.

Details

Event
KJ1 Nyctosaurus – Ein fossilgetreues Experimental-Modell

Ort
unbekannt

Zeitraum
08.07.2016

Videos
9 min. in Full-HD

Fotos
8 Bilder

Bericht
Thomas Piepenbring

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