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    PA-25 Pawnee von Piper Aircraft

    von redaktion • 22.3.2012 • Kategorie: Theorie & Praxis

    Die Landwirtschaftsfliegerei ist fast so alt wie die Luftfahrt selbst. Zumindest ab 1910 gab es Pläne für die Ausbringung von Schädlingsbekämpfungsmitteln durch kleine Luftschiffe in Deutschland. Da man sich wohl nicht darüber einig wurde, wer diese Einsätze letztendlich finanzieren sollte, kam es nicht zum Einsatz dieser Luftschiffe. Oberförster Alfred Zimmermann aus der Nähe von Magdeburg befasste sich weiter mit der Schädlingsbekämpfung aus der Luft und meldete im März 1911 die Patentschrift Nr. 247028 an. Er beschrieb dabei das Verfahren zur Vernichtung der Nonnenraupe und anderer Waldschädlinge durch „Besprengen der Bäume von oben, und zwar unter Verwendung eines Luftfahrzeugs“.

    Die im amerikanischen Style lackierte N4440Y, eine Pawnee B mit dem 235 PS Triebwerk (Foto: AEROMAX aus dem Fotopack Nr. 519/30)

    Das charakteristische Hauptfahrwerk der Pawnee war zunächst gummigefedert, später wurden Öldruckstoßdämpfer verbaut (Foto: AEROMAX aus dem Fotopack 519/30)

    Das Leitwerk ist mit rostfreien Stahlseilen verspannt (Foto: AEROMAX aus dem Fotopack Nr. 519/30)

    Die schlanke Kabine ist für eine Person ausgelegt (Foto: AEROMAX aus dem Fotopack Nr. 519/30)

    Ein häufiges Bild bei der Piper Pawnee: ein langer Resonanz-Schalldämpfer senkt den Schallpegel (Foto: Jochen Ewald, Archiv Hans-Jürgen Fischer)

    Die im englischen Segelflugverein Lasham stationierte G-TOWS, in dieser Lackierung fotografiert im Jahre 2002. Es handelt sich dabei um eine Pawnee Version C mit einem 260 PS-Triebwerk (Foto: Jochen Ewald, Archiv Hans-Jürgen Fischer)

    Wie schon die Piper PA-18 verfügt auch die Pawnee über eine aufwändige Tragflächen-Verstrebung (Foto: Jochen Ewald, Archiv Hans-Jürgen Fischer)

    Ein Blick ins Cockpit: nur die nötigsten Instrumente sind an Bord (Foto: Jochen Ewald, Archiv Hans-Jürgen Fischer)

    Diese PA-25 Pawnee diente der Firma Horizon Hobby als Lackiervorlage für ihr Scale-Modell (Foto: Mark Nankivil)

    Die PA-25-235 Puelche-Biplaza – ein Lizenznachbau der Firma Laviasa – ist bis auf den Rumpfrücken und das Tandem-Cockpit noch weitgehend identisch mit der Piper Pawnee

    Blick ins spartanische aber zweckmäßige Cockpit der in Australien stationierten VH-BOT. Im Fußraum ist der Sprühstofftank zu erkennen (Foto: Andrei Bezmylov)

    Die hier in Endstellung abgesenkten, großen Landeklappen waren für den engen, langsamen Agrarflug unerlässlich (Foto: AEROMAX aus dem Fotopack 519/30)

    Der Erste Weltkrieg unterbrach dann die Entwicklung der Landwirtschaftsfliegerei. 1918 setzte man schließlich in den USA in der Nähe von Reno erstmals ein Flugzeug zur Schädlingsbekämpfung aus der Luft ein. In der Sowjetunion und Deutschland begann man dann in den 1920er-Jahren intensiv mit der Entwicklung diverser Agrarflugzeuge. In der Regel rüstete man für diese Aufgaben schon vorhandene zivile oder militärische Flugzeugmuster um, sodass sie sich zum Ausbringen von Pflanzenschutz- oder Schädlingsbekämpfungsmitteln eigneten.

    PA-18 als Vorläufer
    Nach dem Zweiten Weltkrieg kam es besonders in den USA und der Sowjetunion nebst der verbündeten Staaten zur Neuentwicklung verschiedener spezieller Agrarflugzeugmuster. Diese Länder mit sehr großen zusammenhängenden landwirtschaftlichen Nutzflächen, hatten natürlich einen enormen Bedarf an Sprühflugzeugen für die Agrarfliegerei. Ausgemusterte ehemalige Militärflugzeuge oder robuste zivile Muster wurden anfangs mit Sprüheinrichtungen versehen. So kam auch die Firma Piper zur Landwirtschafts­fliegerei, indem sie aufgrund der stark zugenommenen Nachfrage diverse Piper Cub-Muster zu Agrarflugzeugen umrüstete. In der Kabine wurde anstelle des hinteren Sitzes bei der J-3 oder etwa PA-18 ein Sprühmitteltank installiert und über an der Flächenunterseite angebrachte Düsen konnten die Chemikalien ausgebracht werden.

    Der schwere Sprühmittelbehälter im Rücken des Flugzeugführers barg jedoch immer ein großes zusätzliches Risiko. Die Agrarfliegerei gehört doch immerhin zu einer der gefährlichsten Tätigkeiten in der Luftfahrt. Um die landwirtschaftlichen Flächen optimal zu besprühen, muss der Pilot in nur wenigen Meter Höhe über dem Feld fliegen; Hochspannungsleitungen, Masten und Bäume bilden dabei gefährliche Hindernisse. Dazu noch die enorme Arbeitsbelastung durch mehr als 50 Starts und Landungen pro Tag auf oft kleinen landwirtschaftlichen Flächen. Da besteht großes Unfallrisiko und ein sich selbstständig machender Chemikalien-Tank hinter dem Piloten birgt ein mehr als großes Gefahrenpotenzial. Auch nicht zu unterschätzen ist die ständige Gefahr des unkontrollierten Austritts von diversen Giftstoffdämpfen im Cockpit.

    Produktionsbeginn Pawnee
    Nach Vorgaben des Landwirtschafts- und Bergbauinstitutes in Texas für ein optimiertes Agrarflugzeug, begann 1956/1957 im neuen Piper Werk in Verona Beach, Florida, die Konstruktion der Piper PA-25 ­Pawnee. Konstrukteur Fred Weick nannte die Maschine ursprünglich AG-3. Typisch für Piper wurde dann jedoch die fortlaufende Konstruktionsnummer plus den Namen eines Indianerstamms für die Typenbezeichnung gewählt. Eines der wichtigsten Konstruktionsziele war der verbesserte Schutz für den Piloten, beziehungsweise die vergrößerte Wahrscheinlichkeit, im Falle eines Absturzes, die Maschine weitgehend unverletzt verlassen zu können. Der 370 Kilogramm fassende Sprüh- und Streumitteltank wurde vor dem Cockpit im Flugzeugschwerpunkt angeordnet, die Rumpfstruktur besonders stabil aus Stahlrohren aufgebaut. Das Cockpit erhielt eine erhöhte Anordnung und bot somit eine hervorragende Rundumsicht. Durch eine ausgeklügelte Cockpitbelüftung wurde das Eindringen von Giftstoffen verhindert. Die Auslegung als Tiefdecker erhöhte zudem die Sicherheit.

    Die abgestrebte Tragfläche stammt fast vollständig von der Piper PA-18, die Tragflächenstreben wurden jedoch bedingt durch die Tiefdeckerauslegung auf die Oberseite der Fläche verlegt. Die Leitwerke sind in Konstruktion und Form fast mit jenen der Super Cub identisch, sie wurden in der Fläche jedoch geringfügig verkleinert. Das robuste, durch Gummiband gefederte Zweibeinfahrwerk erinnert auch noch stark an die Cub-Konstruktionen.

    Als Antrieb beim Prototyp und den ersten Serienmaschinen diente ein Vierzylinder-Motor Lycoming O-320 mit einer Leistung von 150 PS. Dieses Triebwerk kam auch schon bei einigen Piper Cub-Baureihen zum Einsatz. Der erste Prototyp flog erstmals im Jahr 1957, die Auslieferung der ersten Serienmaschinen begann ab August 1959. Wohl in der laufenden Serie wurde auch der Grundriss der Tragflächen geändert. Im Bereich der Flächenwurzel wurden zusätzliche dreiecksförmige Vergrößerungen der Wurzelflächentiefe angeordnet. Diese Grundrissform findet sich auch bei diversen anderen Piper Sport- und Reiseflugzeug-Tiefdeckern.

    Leistungs-Update
    Bei der späteren B-Version kam dann ein Sechszylinder-Lycoming-Motor mit einer Leistung von 235 PS zum Einsatz. Die Nutzlast konnte nun auf 544 Kilogramm erhöht werden. Ab 1968 erfolgte die Auslieferung einer C-Version der Pawnee. Wahlweise nun auch mit einem 260 PS-Triebwerk erhältlich. Das obere Rumpfhinterteil war nun nicht mehr stoffbespannt sondern aus Metall gefertigt und konnte durch Schnellverschlüsse innerhalb von einer Minute abgenommen werden. Diese als „Turtledeck“ bezeichnete Abdeckung erleichterte die Wartung und Reinigung des Rumpfs erheblich. Giftige und ätzende Sprühmittelrückstände konnten so erheblich leichter aus dem Rumpf ausgespült werden.

    Im Jahre 1973 wurde dann die PA-25 Pawnee D-Version ausgeliefert. Der Antrieb erfolgte auch hier durch einen 260 PS leistenden Lycoming-O-540-Motor. Die Kraftstofftanks wurden nun in den Außentragflächen untergebracht. Dies dient einer höheren Unfallsicherheit. Wie auch bei den letzten Piper Super Cub-Versionen waren die Landeklappen und Querruder nun nicht mehr stoffbespannt, sondern mit einer Metallbeplankung versehen. Teilweise sieht man die letzten Pawnee-Ausführungen mit rechteckig ausgeführten Tragflächenenden, die Randbogen formschön und leicht nach unten gezogen. Es konnte nicht genau ermittelt werden, ob diese Modifikation regulär in die letzte Serie mit einfloss oder ob diese Flügel-Randbogenversion etwa nur optional erhältlich war.

    Originale und Nachbauten
    1982 endete bei Piper die Serienfertigung der PA-25 Pawnee nach etwa 5.000 gefertigten Exemplaren. 1959 kostete eine Serienmaschine übrigens 8.995,– Dollar ohne die speziellen Sprühvorrichtungen und erhältlich nur in der Standardlackierung Daytona Weiß mit Santa Fee-roten Zierstreifen. Eine ­Nachbaulizenz ging an GippsAero in Australien, die nach dem direkten Nachbau der Pawnee im Jahre 1990/1991 dann die Weiterentwicklung GA200C vorstellte. Aber auch diese Neuentwicklung trägt noch die typischen Piper PA-25 Pawnee-Züge und kann ihre Herkunft nicht verbergen.

    Piper selbst entwickelte aus der Pawnee die noch leistungsfähigere PA-36 Brave, die dann in der stärksten Ausführung knapp über 400 PS leistete. Die Produktion begann 1973 und endete im Januar 1983 nach mehr als 900 ausgelieferten PA-36-Exemplaren. Anschließend wurden keine Agrarflugzeuge mehr bei Piper gefertigt. Die Pawnee-Unterlagen und Produktionswerkzeuge wurden am 15. April 1998 nach Argentinien verkauft. Dort versucht sich die Firma Laviasa mit einem Nachbau. Die Produktion der PA-25-235 und 260 wird unter der Bezeichnung „Puelche“ betrieben. Eine zweisitzige Version stand 2010/2011 in der Flugerprobung. Die PA-25-235 Puelche-Biplaza ist bis auf den Rumpfrücken und das Tandem-Cockpit noch weitgehend identisch mit der Piper Pawnee. Bei Laviasa möchte man dieses Muster wohl gerne als einfachen Trainer vermarkten, für den Einsatz bei zivilen oder auch militärischen Flugschulen.

    Durch die große einteilige Kabinenhaube der Tandem-Pawnee wurde das ursprünglich doch sehr urwüchsige Design der PA-25 Pawnee total verändert und wirkt nun eleganter und gefälliger. Die Leser dieser Dokumentation haben nun auch die Möglichkeit zum Nachbau dieses argentinischen Pawnee-Doppelsitzers. Eine farbige Seitenansicht-Zeichnung dieses Musters gibt es zum Download unter www.modellflieger-magazin.de.

    Weltweit gelangten in den letzten Jahren viele PA-25 Pawnee zu den diversen Sportfliegergruppen sowie Segelflugvereinen und leisten dort vorzügliche Dienste als Schleppmaschinen. Die robusten, ehemaligen US-Agrarflugzeuge ersetzen im Schleppbetrieb manche Piper Cub, Robin DR 400 oder Morane. Auch in Deutschland sind einige dieser kantigen Schlepper im Einsatz – ob in Grabenstetten auf der schwäbischen Alb, im Ruhrgebiet in Essen/Mülheim, bei der Segelflugschule in Oerlinghausen oder in Cottbus Neuhausen – die Schlepper mit dem Indianerstamm-Namen versehen kraftvoll ihren Dienst.

    Grundaufbau
    Der Rumpf ist eine stoffbespannte Konstruktion, die aus Stahlrohren geschweißt wurde. Eine Anzahl hoch beanspruchter Teile besteht aus Chrommolybdänstahl (4130). Andere Teile sind aus 1025-Stahl hergestellt. Wie bei Stahlrohrrümpfen üblich, geben Holzkonturleisten dem Stahlrohrgerüst zusammen mit der Bespannung die endgültige Außenform. Der Rumpf ist bis zum Cockpit mit abnehmbaren Alublechen verkleidet. Hinter dem Brandschott findet sich der Fiberglas-Kraftstofftank mit einem Fassungsvermögen von 140 Liter. Direkt dahinter und bis zum Cockpit reichend sitzt der GFK-Sprühgutbehälter für flüssige oder auch feste Stoffe für ein maximales Fassungsvermögen von 544 Kilogramm. Die Befüllung erfolgt über die Rumpfoberseite durch einen großen Zugangsdeckel. Teilweise erfolgte die Betankung der flüssigen Stoffe durch einen Anschluss an der linken Rumpfseite hinter dem Führerraum.

    Das sehr geräumige Cockpit ist bis auf die Dachsektion verglast und bietet so eine vorzügliche Rundumsicht. Die Seitenscheiben sind als Türen ausgebildet und können zum Ein- und Ausstieg nach unten geklappt werden. Das Dach und die hintere Führerraumverkleidung wurden aus Glasfaser aufgebaut. Zur Steuerung dienen herkömmliche Steuerorgane wie zentraler Steuerknüppel und Seitenruderpedale. Links an der Bordwand finden sich der Gashebel, Trimmung, Gemischregulierung und die Sprüheinrichtungsbedienung beziehungsweise der Schleppkupplung-Auslösegriff. Am Instrumenten-Panel finden sich nur die wichtigsten Anzeigen und Instrumente, optimiert für den Agrar-Flugbetrieb. Das Cockpit ist zwangsbelüftet und steht unter leichtem Überdruck, so kann das ungewollte Eindringen von etwaigen giftigen Stoffen verhindert werden. Bei den reinen Agrarmaschinen findet sich vor der Cockpit-Frontscheibe ein Kabelabweiser, der irgendwelche Leitungen oder Drähte wenigstens abweisen, wenn nicht gar durchschneiden soll. Bei den vielen Maschinen, die später dann an die verschiedenen Luftsportgruppen gingen, wurde am Heck eine Schleppkupplung angebracht.

    Abgestrebt
    Die Tragfläche ist mit je zwei Streben zu den Vorderrumpfseitenwänden abgestrebt und in stoffbespannter Leichtmetall-Bauweise erstellt. Es handelt sich um eine zweiholmige Tragflächenauslegung. Die Flächennase ist mit Aluminium beplankt. Die Tragflächen sind am Unterrumpf an den Flächenanschluss-Beschlägen befestigt. Die weitere Verbindung mit dem Rumpf besteht durch die stabilen – im Querschnitt tropfenförmigen – Flächenstreben, die am seitlichen, oberen Teil des Rumpfs und an den Strebenanschluss-Beschlägen der Tragflächenholme befestigt sind. Als Tragflächenprofil kommt das USA-35-B zum Einsatz. Flügel- und Rippenaufbau sind in genieteter Aluminium-Stegbauweise umgesetzt. Die formgebende Außenkontur der Randbögen ist aus Eschenholz aufgebaut. Bis auf den Randbogen und den dreiecksförmigen Wurzelbereich hat die Tragfläche eine konstante Profiltiefe von 160,02 Zentimeter.

    Zur Steuerung befinden sich große, stoffbespannte Querruder an den Tragflächen. Darüber hinaus sind Landeklappen zwischen Rumpf und Querrudern angeordnet. Die Steuerflächen waren bei den ersten Ausführungen noch stoffbespannt, später mit Aluminium-Beplankung. Die Kraftstofftanks wurden bei der letzten Pawnee-Version, der Ausführung D, in die Aussentragflächen verlegt.

    Achtern
    Die Leitwerke basieren auf einer Grundkonstruktion aus Profilstahlrohr. Alle Flossen – und Ruderflächen sind stoffbespannt. Die Leitwerksflossen sind gegeneinander durch rostfreie Stahldrähte abgespannt. Seiten- und Höhenruder sind mit einer aerodynamischen Ausgleichsfläche vor der Ruderdrehachse versehen. Die Höhenflosse ist durch einen Spindelantrieb trimmbar.

    Das Zweibeinfahrwerk ist fest ausgeführt und durch Expandergummis gefedert sowie mit hydraulischen Radbremsen ausgestattet. Bei der Version C wurde das Landegestellt mit Öldruckstoßdämpfern ausgerüstet. Das Fahrwerkfachwerk wurde teilweise auch stoffbespannt ausgeliefert. Das Spornfahrwerk ist schwenkbar.

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    Für Vortrieb sorgt ein Lycoming Sechszylinder-Kolbenmotor des Typs O-540 B2B5 mit einer Leistung von 235 PS, verwendet in der Version C. Wahlweise wurde auch ein 260 PS leistendes Lycoming-Triebwerk installiert. Der Zweiblatt-Festpropeller hat einen Durchmesser von 213 Zentimeter. Alternativ stand eine Vierblatt-Luftschraube mit einem Durchmesser von 185 Zentimeter zur Auswahl. Das Triebwerk wird durch die Aluminium Cowling vollständig abgedeckt. Die Cowling-Front besteht aus einem Glasfaserbauteil. Zumindest in Europa sind viele der PA-25 mit einem großen, außenliegenden Schalldämpfer versehen.

    Hans-Jürgen Fischer