Die Vielfalt an bürstenlosen Elektromotoren ist mittlerweile fast schon unüberschaubar geworden. Dabei sind es vor allem die asiatischen Hersteller, die den Markt über die Preisschiene erobern wollen. Die Firma Scorpion Power System bietet, entgegen den meisten Mitbewerbern aus Fernost, ein eigenes Komplettprogramm an Motoren und Controllern, passend für nahezu jeden Modelltyp und Größe. Der Motor HK-4025-1100 wurde von Scorpion als eine der Neuheiten 2009 präsentiert und muss sich seither als Erprobungsmuster im LOGO 500 V-Stabi bewähren.

Der Lieferumfang der Scorpion-Motoren ist komplett. ­Dazu gehören angelötete Stecker und ein Satz Buchsen für den Controller

Das Scorpion-eigene Stecksystem mit 4-Millimeter-Durchmesser ist allen denkbaren Belastungen gewachsen

Der Rotor wird auf der Welle mit einem Seegering in Axialrichtung gehalten. Der Einstich für den Ring erfolgt sinnigerweise noch im Bereich der Acht-Millimeter-Welle, die dann auf einen Durchmesser von fünf Millimeter ausläuft

Der 12-nutige Stator ist sauber und mit hohem Füllgrad bewickelt. In die Blechnuten wurde vor dem Wickeln zusätzlich Papier zur Isolation eingelegt

Der Eisenrückschluss des Rotors trägt die eingeklebten Magnetstäbe und ist mit Kit gewuchtet. Zu erkennen ist die auf fünf Millimeter Durchmesser auslaufende Welle

Das Anbringen einer Wellenabflachung sollte unbedingt noch vor dem Erstflug erfolgen, um ein Lösen des Ritzels zu vermeiden

Um zwischen Ritzel und dem recht hoch bauenden Kokam-Akku mit 5.000 Milliamperstunden Kapazität genügend Platz zu schaffen, wurde die Motorwelle leicht gekürzt. – Im Bild unten deutlich zu sehen: Das Triebwerk passt perfekt zwischen die Chassisteile des LOGO 500 und sorgt für eine ordentliche Power-Motorisierung

Der Scorpion HK-4025-1100 passt hervorragend ins Chassis des Logo 500

Unsere erste Begegnung mit Scorpion Power System fand auf dem IRCHA Jamboree 2008 in USA statt. Der Geschäftsführer Georges van Gansen, selbst aktiver Modellflieger und Pilot diverser LOGO und T-Rex, präsentierte auf diesem weltweit größten Heli-Treffen seine Produkte dem anwesenden Publikum. Die ersten Scorpion-Motoren und Controller wurden 2006 ausgeliefert und das Programm wegen der enormen Kundennachfrage innerhalb kürzester Zeit sehr stark ausgebaut.

Im Fokus: HK
Speziell für uns Helipiloten sind drei verschiedene Helikopter-Baureihen erhältlich (HK-Serie). Sie unterscheiden sich neben ihren abgestuften Durchmessern in Länge und Windungszahl und sind somit auf den jeweiligen Einsatzzweck maßgeschneidert. Egal ob 450er-Spaßheli oder 700er-FAI-Sport­gerät – hier wird man, was den Elektroantrieb betrifft, garantiert fündig.

Allen Scorpion-Motoren gemeinsam ist das Konstruktionsprinzip des Außenläufers. Dieses vereint hohes Drehmoment mit gutem Wirkungsgrad und einfachem mechanischen Aufbau. Die HK-Serie bietet im Vergleich zu den Motoren für Flächenflug-Anwendungen (S-Serie) einen hinten integrierten Lüfter, wie wir ihn seit längerem auch von anderen Fabrikaten kennen.

Technik inside
Das Zerlegen des Motors bringt seine inneren Werte zu Tage. In die als Eisenrückschluss dienende Rotorglocke sind acht Magnetstäbe eingeklebt (25x8x2 Millimeter), die in ihrer Form dem Radius des 12-nutigen Stators angepasst sind. Das reduziert die Luftspaltverluste im Vergleich zu simplen Rechteckmagneten. Als Material kommen laut Scorpion besonders hochwertige Neodym-Magnete (NdFeB) zum Einsatz, die Betriebstemperaturen bis hinauf zu 200 Grad Celsius ohne Entmagnetisierung verkraften sollen. Hintergrund dieser Materialauswahl ist, dass ein Verlust an Magnetkraft den Strom während des Betriebs ansteigen lässt, was eine Kettenreaktion in Gang setzt, die durch weitere Erhitzung zum „Abrauchen“ des Triebwerks führt.

Natürlich muss es immer unser Ziel sein, den Motor im Bereich seines besten Wirkungsgrades zu betreiben. Konstruktiv tragen dazu geschichtete, 0,2 Millimeter dünne Statorbleche aus hochwertigem Material und die recht sauber ausgeführte Bewicklung aus hitzebeständigem Draht bei. Schaut man den Stator genauer an wird man feststellen, dass die Wicklung vergossen und gegenüber dem Blechpaket mit einer zusätzlichen Zwischenlage aus Papier isoliert ist. Die mit Kit gewuchtete Rotorglocke ist mit einer recht massiven Acht-Millimeter-Welle verschraubt, die ihrerseits in zwei Kugellagern geführt wird. Diese Bauweise ist zwar nicht die leichteste, garantiert aber eine stabile Aufhängung der rotierenden Glocke und unterdrückt Schwingungen durch die nicht unerheblichen Magnetkräfte.

Um die im Helikopter üblichen Ritzel montieren zu können, ist die geschliffene, halbharte Welle vor dem vorderen Lagerschild auf fünf Millimeter Durchmesser abgesetzt. Die Befestigung des Motors erfolgt mit den beiliegenden M3-Schrauben im üblichen 25-Millimeter-Lochraster. Apropos Lieferumfang: Scorpion-Motoren kommen grundsätzlich mit bereits fertig angelöteten und verschrumpften Steckern und einem Satz dazu passender Gegenstücke zur Konfektionierung des Controllers. Das findet man selten auf dem Markt.

Das Gesamtpaket
Ein gut gemachter Motor, und das muss hier einfach mal ganz deutlich betont werden, ist natürlich nur die halbe Miete für einen gut funktionierenden Antrieb. In unserem Fall wird der HK-4025 von einem Kontronik JIVE und 6s-Kokam-SLPB mit 5.000 Milliamperestunden befeuert. Dieser Controller darf ohne Übertreibung als Referenz angesehen werden, um dem Motor das Maximum an Performance zu entlocken.

Bestückt mit einem 13-Zähne-Ritzel, landen wir bei geregelten 2.000 Umdrehungen pro Minute am Rotorkopf des Mikado LOGO 500 3D. Das Abfluggewicht des Hubschraubers hat sich in Summe nur unwesentlich erhöht, obwohl der HK-4025 mit 329 Gramm zu Buche schlägt. Das will aber nichts heißen. Verglichen mit anderen Mitbewerbern für diese Hubschrauberklasse, ist sein Luftspaltradius größer (= „Hebelarm“ von Magnet zur Abtriebsachse) und damit auch das verfügbare Drehmoment. Das merkt man natürlich auch beim Fliegen, wo selbst in kräftezehrenden Passagen die Kopfdrehzahl praktisch nicht nachgibt und spürbar mehr Druck zur Verfügung steht.

In unserem Fall rutschte dann gegen Ende des ersten Fluges auch prompt das Antriebsritzel auf der glatten Motorwelle durch und machte eine Autorotationslandung notwendig. Die umgehend eingefeilte Abflachung löste das Problem. Hier sollte Scorpion alle seine Hubschraubermotoren schon ab Werk mit einer durchgehenden Fläche auf der Welle versehen, um der Madenschraube des Ritzels optimalen Halt zu bieten.

Nicht schätzen, messen
In der Regel dauert ein Messflug etwa sieben Minuten, ist mit einer guten Mischung aus Kunstflugfiguren bestückt und entnimmt etwa 3,8 bis 4 Amperestunden aus dem Akku. Dass der Wirkungsgrad des Scorpion-Außenläufers hoch ist, belegen die aufgezeichneten Daten und eine geringe Erwärmung, die bei Flugzeitende regelmäßig nur etwa 25 Grad Celsius über Umgebungstemperatur lag. Störende Vibrationen im Lauf (die Glocke ist ja vorne nicht noch mal zusätzlich in einem dritten Lager abgestützt) konnten nicht bemerkt werden.

Nach diversen Flügen wurde schlussendlich sogar auf ein 12-Zähne-Ritzel umgerüstet, da die hohe Rotordrehzahl in Verbindung mit dem V-Stabi gar nicht zwingend notwendig ist, um trotzdem sehr wendig und spritzig unterwegs zu sein. Sie bedeutet nur eine höhere Stromaufnahme. So gesehen könnte man sich bei Verwendung von 550 Millimeter langen Rotorblättern und 6s LiPo-Betrieb sogar einen HK 4025-890 als Alternative vorstellen. Er dreht etwas langsamer und würde dann mit einem größeren Ritzel von 14 oder gar 15 Zähnen noch etwas mehr Spielraum bei der Abstimmung von Getriebe/Drehzahlvorgabe bieten.

Fakten
Der Scorpion HK-4025-1100 ist eine empfehlenswerte Alternative für Hubschrauber der LOGO 500/T-Rex 600E/TT Raptor E550 Größe mit maximal 6s-Antriebsakku. Er ist sicherlich nicht der leichteste Motor für diese Hubschrauberklasse, bietet dafür aber gerade wegen seiner Größe einen besonders durchzugsstarken Antrieb, der beim leistungsbetonten Fliegen so richtig Laune macht.
von Fred Annecke