Modelo ensaiado por R. Silva / Model reviewed by R. Silva (see English version below)

A espera

Era uma vez um fulano com mais dinheiro do que juízo e que se “apaixonou” por um motoplanador todo moldado e de 4m de envergadura, o Flying Special 4000 ou FS4000 para encurtar. Mandado um e-mail à Sport Klemm a resposta foi que sim senhor, que ficava em lista de espera para o desejado FS4000 com entrega em Maio. Ora estávamos em Setembro de 2008 e ainda faltava um pouco para Maio, mas enfim eram só uns mesitos… imaginem então o choque quando reli o e-mail e vi com olhos arregalados “… April/May 2010”!!!

Escrevi logo outro e-mail para confirmar, devia ser engano ou brincadeira mas não senhora… teria de esperar dois anos e meio pelo modelo!

OK, esperemos, a paciência não é uma das minhas virtudes e provavelmente pelo meio apareceria outra “sereia voadora” que me desviaria do FS4000 ou então alguém desistia da espera e eu teria o brinquedo bem mais cedo. Pois bem, nada disto aconteceu, a única alteração foi que pouco depois apareceu o ainda mais bonito e impressionante FS5000, com 5,2m de envergadura e a custar só o modelo (actualmente) €2430, estava fora de questão até porque não tenho viatura onde caiba a fuselagem.

Enfim, fui-me entretendo com “acepipes” variados, comprei um emissor Graupner mc-24 Black Edition porque entre outras coisas já tem o programa de misturas para asa com 6 servos, comprei o acessório de “suporte” de asas para bancada de trabalho vendido pela Sport Klemm e que realmente dá jeito para montar modelos grandalhões, isto até que a meio do ano passado perdi a vergonha e mandei novo e-mail a perguntar se a entrega continuava para Abril/Maio do próximo ano? Não… agora era Maio/Junho de 2010!

Finalmente em Março deste ano veio um e-mail a perguntar se eu confirmava o meu interesse no FS4000 e qual o esquema de cores pretendido, enfim, estava quase! Fiz a minha “lista de compras” e enviei ao Herr Klemm aquilo que desejava, os 8 servos aconselhados e suportes respectivos, a caverna do motor já colada, a cablagem da fuselagem e da asa já feita (embora cara vale bem a pena!), etc. Veio a factura em Maio de pouco mais de €2000 (o FS4000 custa €1520, planador ou motoplanador), entretanto já tinha comprado um motor Kontronik Kira 600/20 com redutora 6,7:1, um variador Kontronik Jazz 80, dois packs Kokam 3s 3200 mAh de 30C, um receptor Graupner PCM smc 20 (de 10 canais) e um interruptor “magnético” Emcotec DPSI Micro. Contas não feitas e deve andar o total nos €2700, um investimento muito considerável para um modelo “não-escala.

O modelo

Em Junho chegou um “mega-caixotão” com o FS4000, tudo bem protegido e impecável na construção. As três partes da asa parecem e são pesadas, as pontas pesavam 614 e 622 grama e a parte central 905 grama, a fuselagem, cauda em V e carenagem central 784 grama donde o peso “vazio” do modelo anda na ordem dos 2,9 kg, muito se considerarmos que um Xplorer 4000 (um modelo F3J de 4m de envergadura da NAN Models) pesa pronto a voar na versão planador 2,2 kg (talvez 2,5 kg na versão motoplanador) e relativamente pouco se acreditarmos na resistência estrutural para fazer Dynamic Soaring, como podemos ver nos vídeos presentes no website da Sport Klemm.

A fuselagem é muito característica dos modelos Flying Special, de “construção modular”, visto que as peças são usadas para vários modelos (FS14, 16, 3000, 4000 e 5000) e assim a fuselagem do meu modelo tem uma parte frontal que vai desde o nariz até cerca de meio do tubo da cauda e depois uma peça posterior (aparafusada) que faz o outro meio tubo e o suporte para a cauda em V. A cauda em V é do modelo 450, de maiores dimensões que a anterior, pelos vistos melhora o comportamento do modelo, facto que não posso comentar.

A secção central da asa, com 1,14m de “envergadura” e dois flapes, não aperta directamente à fuselagem mas sim a uma carenagem (com dois parafusos M5), sendo esta “encaixada” na parte posterior a um anel de fita Tesa colada em torno da fuselagem e fixa na parte anterior por um anel “deslizante” também de fita Tesa. Parece estranho suportar uma asa de um modelo de quase 5 kg com “fita-cola” mas resulta. As “pontas” das asas tem 1,45m de “envergadura” cada e duas superfícies de comando, chamem-lhe dois ailerons, aileron e flape externo, o que quiserem. Todas as articulações da asa estão muito bem feitas e com carenagens no extradorso da superfície e da asa que fazem a “estanquicidade”.

Comecei os trabalhos com o encaixe das peças, tive que lixar cuidadosamente os 2 tubos de latão e 2 de carbono de encaixe da cauda em V e também as chaves da asa em carbono (integrais com as peças de ponta da asa) para tudo entrar sem grandes esforços. Depois começou a tarefa simples de acabar a cablagem da asa, ainda foi preciso soldar os terminais peça central/ponta da asa, cada um com quatro cabos (2 de sinal, positivo e negativo), montar fichas para os servos e montar aquilo tudo na asa.

A minha versão do FS4000 tem os comandos das superfícies da asa “internos”, não tem carenagens no intradorso para os braços dos servos, isto implica que os tirantes (veio roscado M3) tem que fixar no furo mais interno do braço do servo ou mesmo num furo uns 3mm mais para dentro, o problema é que é preciso “recortar” os “links” de modo a isto ser possível e seguiram-se umas horas com a Dremel e muita chispa pelos ares. Segundo percebo (o meu alemão não é brilhante e as instruções que existem no website não tem tradução inglesa, um ponto negativo a apontar) isto também reduz os perigos de “flutter” (varejamento aero-elástico em português técnico), na realidade e depois da trabalheira toda só precisei de usar o tal furo “especial” nos servos dos ailerons exteriores.

O Sr. Klemm recomenda (e eu comprei) como equipamento servo para a asa os Graupners digitais da série económica DES, DES 658 BB MG para os flapes (16 mm de espessura e 60 Ncm de torque a 6 V) e DES 587 BB MG para os 4 ailerons (13mm de espessura e também 60 Ncm a 6V) com suportes feitos pela Klemm para fixação. Na fuselagem os dois servos são fixos a uma estrutura em contraplacado, que já vem totalmente feita, e que também serve para fixar o receptor e antena e conduzir os tirantes em carbono até à cauda. Os servos usados foram os recomendados Graupner DS 8081 BB (57 Ncm de torque), ora todos estes servos funcionam muito bem e sem a emissão dos irritantes ruídos constantes de alguns servos digitais.

Dores de cabeça

Suportes dos servos colados, tirantes à medida e estava na hora de verificar a programação do mc-24 para acertar os braços dos servos das asas, OK, o receptor é PCM, usar os canais X e Y conforme o manual do emissor versão Profi Black Edition e… porque raio é que um flape no canal 9 demora uma eternidade a baixar? Procurada mais documentação (tenho uma “bíblia” da programação do mc-24 em tradução francesa do trabalho de um alemão que descodificou a programação do mc-24 em linguagem-máquina dado que os manuais mc-24 e mc-24 Profi da Graupner deixam o utilizador apenas com uma noção básica das possibilidades do emissor) e realmente as mentes germânicas decidiram que em PCM os canais 9 e 10 devem ser usados para interruptores, etc., com uma frequência de comando bastante inferior aos outros canais “normais”. Ou seja, o glorioso programa base para asa com 6 servos em PCM não funciona. Embora não gostasse da alternativa PPM dado já ter experimentado uns sustos com o comando do motor no meu Organic, experimentei um receptor Graupner PPM de 12 canais, ora bem, troca de mudar de canais de acordo com o manual e… também não funciona! Agora já não é o problema do servo “preguiçoso” mas não conseguia mover um dos flapes para as posições “térmico” e “velocidade”. Francamente bizarro e perdi uma tarde às voltas com isto, a tentar todas as combinações de canais possíveis e nada funcionava a 100%, apenas conseguia umas funções mas perdia outras.

Na manhã do dia seguinte decidi começar de novo, usar a configuração asa com 6 servos e atribuir os canais “certos” para os 4 ailerons mas em PCM usar os canais 1 e 8 para os flapes e depois programar “manualmente” aquilo que queria. Assim, embora perdendo algum tempo a estudar a programação de misturas simétricas e assimétricas com atribuição de interruptores, etc., consegui o que queria e aqui o mc-24 mostra a sua grande sofisticação e versatilidade. Como exemplo da programação necessária refiro que em modo de voo normal a função ailerons é feita com os 4 ailerons, em modo “térmico” apenas com os ailerons exteriores e em modo velocidade 5 superfícies mexem, só o flape que está no lado externo da volta baixa para a posição neutra.

Acabada a asa restava o problema, às vezes bem complicado nos motoplanadores de instalar tudo e conseguir “alinhar” o c.g. Felizmente nas instruções é aconselhado “jogar” com os componentes da fuselagem de modo a que esta fique centrada a 15cm da abertura traseira da carenagem. Ao motor é presa com fita-cola uma régua de madeira com 2 cm de largura e 30 cm de comprimento que serve de suporte para as baterias LiPo e que decidi aparafusar no extremo traseiro à parte inferior da fuselagem, só o conjunto dos 2 packs Kokam 3s de 3200 mAh e motor pesam 1056 grama… Para alimentar os oito servos digitais decidi instalar um interruptor Emcotec alimentado por um pack de 6 NiMH Sanyo Eneloop de 2000 mAh, o interruptor regula a tensão para 5,95 V e alimenta o receptor e também directamente os 6 servos das asas (mais uma boa ideia da cablagem fornecida). Por segurança adicional não eliminei o BEC e assim o pack de propulsão também alimenta o receptor, não tive problemas com esta configuração mas creio que não é possível nem seguro com qualquer variador ou com todos os receptores.

O peso final ficou pelos 4669 grama, descriminando (em grama):

Asa direita                            718

Asa esquerda                      714

Asa centro                         1082

Carenagem                            97

Fuselagem e cauda            745

Motor e packs                    1056

Hélice e spinner                    63

Interruptor e pack 7,2 V      194

Experimentei o motor na bancada com o wattímetro e um hélice RF 17 x 10 e apenas dava 720 W a 34 A, mudei para o hélice AeroNaut 18,5 x 12 que tinha sido o aconselhado no programa DriveCalculator e medi 1203 W a 61 A, o que me dá uma respeitável relação potência/peso de 257 W/kg.

O voo

Sábado, 24 de Julho e estava tudo pronto para o voo inaugural. Como não confio muito em “lançadores” e como desejava ser autónomo, estudado o vídeo do voo do FS4000 no website da Sport Klemm, decidi lançar o modelo aproximadamente ao nível do bordo de fuga (logo com tendência para picar) e motor ao máximo. Apesar de serem quase 5 kilos de modelo 6,5 kgf de impulso estático isto não apresenta grande dificuldade, o modelo “sai da mão” e acelera francamente, sobe muito bem, mesmo muito bem e 21 segundos passados cortei o motor porque o modelo já estava a ficar pequeno! A posteriori o registo no “logger” mostra que já estava nos 300m, a razão de subida média é duns vigorosos 15 m/s.

Nivelado o modelo, não tive necessidade de mexer nos “trims”, o modelo voa bem, a velocidade é “normal”, tipo qualquer modelo compósito de F3B, a centragem “de fábrica” é boa, o c.g. poderá ser eventualmente recuado uns poucochinhos mm mas para isso precisarei de colar chumbo no extremo da cauda já que não tenho espaço na fuselagem para recuar os packs LiPo. Os únicos aspectos que não gostei foram a profundidade algo “molengona” e os freios que não “mordem” o suficiente, preciso de picar mais que a compensação de profundidade sugerida para o modelo perder altura, aqui nota-se bem a inércia, carga alar elevada e grande coeficiente de planeio deste modelo. Em configuração térmica o modelo abranda notoriamente e a manobrabilidade é boa, direi novamente que idêntica a um modelo F3B.

Características do motoplanador Flying Special 4000:

Envergadura: 4,05 m

Peso: cerca de 4,7 kg, dependendo da configuração

Área alar: 66,95 dm²

Alongamento alar: 24,5:1

Carga alar (para 4,7 kg): 70,2 g/dm²

Perfil da asa: MH32

Comandos: direcção e profundidade (cauda em V), 2 flapes, 4 ailerons e motor.

Preço do modelo: €1520

O melhor do modelo:

Excelente qualidade de construção

Fácil de pilotar e de aterrar

Estética

O pior do modelo:

Tempo de espera

Dificuldade de programação (defeito do software do emissor)

Falta de instruções/informação em inglês

 

  Flying Special 4000

Although this is not a competition model as it is an electric motorglider and the “flagship” of my flying models here you have the longish story of my FS4000

The long wait

Once upon time there was a guy with more money than sense and that fell in-love with a molded 4m motorglider, the Flying Special 4000 or FS4000 for short. An e-mail was sent to the maker, Sport Klemm, and the answer came promptly, you are on the waiting list with delivery in May. OK, it was September 2008 and I only had to wait for a few months… imagine the shock when I re-read the e-mail and noticed “… April/May 2010”!!!

I immediately sent another e-mail confirming the delivery date, that must surely be a mistake but no, I would have to wait two and a half years for the model!

Patience is not one of my virtues and probably in-between either another “mermaid” would catch my attention or someone would give up on their model and the wait would be over sooner. Strangely, nothing of the above happened, shortly after Sport Klemm released the even bigger and prettier FS5000 with a 5.2m wingspan but at the (current) model price of €2430 it was financially out of question, not forgetting the small issue that I haven’t a car big enough to carry the 2m plus long fuselage.

While waiting I bought a Graupner mc-24 Black Edition transmitter as, among other reasons, it comes with a 6-servo wing program and I bought the workbench model support arms from Sport Klemm, these are really useful for large models. Mid-2009 I eagerly sent an e-mail asking again for the delivery date, was it still April/May next year? No, now it was May/June 2010…

Finally, this March an e-mail asked if I was still interested and if so what was the colour scheme I wanted, the wait was almost over! I made my shopping list and sent it to Herr Klemm: the 8 recommended servos and servo mounting frames, ready-mounted motor bulkhead, wing and fuselage cabling (although expensive it is well worth the price), etc. In May I received an invoice a few Euros above €2000 (the FS4000 glider/motorglider costs €1520), meanwhile I had bought a Kontronik Kira 600/20 motor with 6.7:1 gearbox, a Kontronik Jazz 80 ESC, 2 Kokam 3s 3200 mAh 30C LiPo packs, a Graupner PCM smc 20 receiver (with 10 channels) and a “magnetic” Emcotec DPSI Micro switch. I suppose the total cost of my FS4000 shall be about €2700, a considerable sum for a non-scale model.

The model arrives

In June the FS4000 finally arrived in a big cardboard box, the model is very well made but the wings feel heavy and when weighted the tips tipped the scales at 614 and 622 grams and the centre panel at 905 grams, the fuselage plus V-tail and centre fairing weighted 784 grams, so the “airframe” weight is about 2.9 kg, heavy if we consider that a Xplorer 4000 (a 4m wingspan F3J model made by NAN Models) weights ready to fly about 2.2 kg (perhaps 2.5 kg in the motorglider version) but not so heavy if one thinks about the structural strength needed for Dynamic Soaring with a model of this size, as one can see in the videos shown in the model maker’s website.

The fuselage construction is typical of the Flying Special model series, “modular” as several parts are mixed and matched for the FS14, 16, 3000, 4000 and 5000 models; the FS4000 fuselage is made of a front part, up to about half the tailboom and a rear part, screwed and taped to the front part, with the remaining tailboom up to the V-tail mount. My FS4000 has a bigger V-tail (VLW 450) that is supposed to improve the handling, obviously I cannot confirm this.

The wing centre panel is 1.14m long and with two flaps, curiously it is not directly mounted to the fuselage but to a centre fairing (with two M5 bolts), this fairing slides into a tape loop in the rear of the fuselage opening and then another tape loop slides in the front fuselage and around the front of the fairing. It seems strange to secure the wings of a model weighting nearly 5 kg with Tesa tape but it works fine. The tip panels are 1,45m long and two control surfaces each, call them outer and inner aileron or aileron and outer flap. All the hinges of the wing control surfaces are very well made and have composite “wipers” that nicely “seal” the wing top surface.

I started by the tedious chores of filing and sand-papering the V-tail mounting carbon and brass rods and then the wingtip panel carbon wing-joiners, soldering the cabling to the centre panel/wingtip panel servo connectors, fixing servo plugs and installing all the cabling.

My FS4000 has all the wing surfaces driven internally and without any bottom surface servo fairings, this needs the M3 servo pushrods to be linked to the innermost hole of the servo arm or even in a hole about 3mm closer to the centre, the problem is that this needs the servo link to be filed to allow it to move “above” the servo arm retaining screw. It took about 3 hours of “dremelling” away with plenty of sparks flying for the 6 links to be good enough for this. As I understand it (my German is not so good, one minus point for this model is the lack of instructions in English), this method also reduces the possibility of flutter, in reality I only needed to use the custom made inner servo arm hole for the outer ailerons.

Herr Klemm recommends and I ordered as wing servo equipment Graupner DES digital “economic” servos, DES 658 BB MG for the flaps (16mm thick and 60Ncm at 6V) and DES 587 BB MG for the 4 ailerons (13mm thick and 60Ncm at 6V) with servo frames made by Sport Klemm. The fuselage servos are installed in a plywood frame, ready-made, that also is used for fixing the receiver and the antenna; I used the recommended Graupner DS 8081 BB digital servos (57Ncm at 6V), all of these Graupner servos work fine and without those annoying noises that some digital servos are always making.

Programming problems

Servo frames glued in place, servo pushrods measured, it was programming time for the wing servos, following the mc-24 Profi Black Edition manual for the 6-servo wing menu and using PCM I assigned the servos to the receiver channels as instructed and… why does the flap in channel 9 take an eternity to move?! Looking up the manuals (I have a French translation of the amazing work a German had as he deciphered the machine-code programming of the mc-24 and then explains the logic and examples of how to use the full potential of the transmitter, the Graupner mc-24 and mc-24 Profi manuals are quite inadequate), I found that for an inscrutable reason channels 9 and 10 in PCM mode are not “updated” with information as the others, so there is a delay of about 2 or 3 seconds between flaps. So much for the 6-servo wing program in PCM… Then I tried PPM, using a 12 channel spare receiver, although I don’t like using PPM with motorgliders as I have experienced interference problems, I changed channels according  with the instructions and that it did not work either! I could not set one of the flaps at the “thermic” or “speed” settings. One frustrating afternoon was lost trying every possible PCM and PPM combination of channels, I just gained some functions but then lost others.

Next morning I decided to keep the PCM 6-servo wing menu with the “correct” channels for the 4 ailerons but assign channels 1 and 8 to the flaps and “manually” program these. After some time studying how to use the free mixers, with symmetrical and asymmetrical mixes controlled by stick switches, etc, I finally got what I wanted using the mc-24 great programming possibilities. As an example of programming sophistication roll control is made using the 4 ailerons in “normal” mode, only using the outer ailerons in “thermic” mode and using the 4 ailerons plus the outside flap in the turn in “speed” mode (e.g. turning left the right hand flap goes down from 4mm up to the neutral position).

Having finally sorted out the wing programming I still had the c.g. to deal with, sometimes it is quite difficult with motorglider models to be able to install everything and still have the c.g. in the right place. A very helpful hint is given, “First adjust the c.g. of the fully equipped fuselage at 15cm in front of the rear opening for the centre fairing”. I taped the Kira motor to a 2cm x 30cm wood strip and “velcroed” the LiPos to this, the wood strip is screwed at the rear to the fuselage bottom, just this plus the ESC weighted 1056 grams! To power the 8 digital servos I decided to use an Emcotec switch and a 6 cell NiMH Eneloop 2000 mAh pack, the switch reduces voltage to 5.95V and powers both the receiver and the wing servos directly via a power cable included in the ready-made cabling. For safety and peace of mind I also use the ESC BEC to power the receiver without problems, I believe this is not possible or safe with every type of ESC or receiver.

It is somewhat frustrating having problems fitting the r\c and propulsion gear in a 4m model, everything eventually had its place in the balanced fuselage, a small prayer, assemble and couple the wing and the c.g. was right at the prescribed 186mm from the leading edge.

The final weight of the model is 4.669 kg, by component (in grams):

Right wing:                           718

Left wing                              714

Centre wing                       1082

Centre fairing                        97

Fuselage and V-tail            745

Motor and LiPo packs      1056

Propeller and spinner           63

Switch and 7.2V pack        194

I tested the motor with the wattmeter, using a RF 17 x 10 prop I only got 720W at 34A, with an AeroNaut 18,5 x 12 prop, the best choice according with the DriveCalculator computer program, I measured 1203W at 61A, this value gives a very comfortable power/weight ratio of 257W/kg.

Flying the FS4000

Saturday the 24th July, everything ready for the maiden flight. I decided to “self-launch” the model as this would be the case in the future, after watching the FS4000 flight video in the maker’s website I decided to copy the proceedings and throw the model approximately at the trailing edge position (ensuring a nose-down throw) with the motor at full power. Although one is coping with almost 5 kilos of model and 6.5 kgf of motor thrust this is not difficult and the model leaves the hand and flies away nicely, climb performance is very good and after 21 seconds I switched the motor off as the model was getting pretty high! Looking afterwards at the log, one sees that the model was at 300m, the average climb rate is a quite energetic 15m/s.

After levelling the model no trimming was necessary, the model flies pretty well, the airspeed is “normal”, like any F3B model and the prescribed c.g. is quite good, one could move it a few millimetres back but in my case I would have to glue some lead at the rear of the tailboom, there is no space left in the fuselage to move the LiPos to the rear.

The two things I did not like in the model flight behaviour with the factory settings were the “softish” elevator response and the crow braking that was not very effective, the brake/elevator mix needs more down elevator for additional drag and height loss, as it is the model inertia and glide ratio keeps it flying and flying.

Testing the “thermic” setting, the model obviously flies slower and manoeuvrability is still good, I would say again like a F3B model. Two further climb-outs to a lower height, some thermalling and two high speed passes, after 22 minutes I landed the model with a longish final approach. No sigh of relief because flying the FS4000 is quite easy and relaxed, any pilot experienced in flying F3B or F3J “full-house” models can fly the FS4000 quite easily.

Is it worth the wait and cost? I cannot answer this rationally, I know that I enjoy flying the model and the aesthetic pleasure of seeing those long wings flying in the sky, cold logic has nothing to do when we want “that” model and to me it is enough satisfaction when I manage to successfully put in the air a model with some complexity like this and then enjoying the model’s flight.

Flying Special 4000 motorglider data:

Wingspan: 4.05m

Weight: circa 4.7 kg, depending on propulsion drive, packs, etc.

Wing area: 66.95 dm²

Wing aspect ratio: 24.5:1

Wing loading (at 4.7 kg): 70.2 g/dm²

Wing airfoil: MH32

Controls: Rudder and elevator (V-tail), 2 flaps, 4 ailerons and motor.

Price: €1520

The best of the model:

Excellent build quality.

Easy to fly and to land.

Looks

The worst of the model:

Waiting list for delivery

Programming difficulties (transmitter software fault)

Lack of instructions in English