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 Betreff des Beitrags: Eure Wünsche für einen Brushless-Motorcontroller?
#1Ungelesener BeitragVerfasst: 31.03.2008 13:32 
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Hallo zusammen,

welche Anforderungen werden von Euch an einen Motorcontroller für Elektroantrieb gestellt?

Ich selbst bin im Fesselkunstflug absolut keine Leuchte und konnte Wolfgang, der an der Entwicklung einer solchen Elektronik für uns Interesse zeigt und schon die ersten Fragen dazu stellt ;-) bislang nur mitteilen, dass das Gerätchen den Lauf eines Verbrenners simulieren soll.

In meinen Augen ist das dann so ungefähr ein Constant-Speed-Controller, der die Fluggeschwindigkeit unabhängig vonder geflogenen Figur gleich halten soll. Ist das so richtig ode rwünscht man sich vielleicht richtigerweise z. Bsp. in den Abwärtspassagen regelrechtes Bremsen?

Bitte äussert Eure Wünsche und Anregungen hier in diesem Thread, damit wir das bekommen, was gebraucht wird.

Viele Grüße,

Rüdiger


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 Betreff des Beitrags:
#2Ungelesener BeitragVerfasst: 31.03.2008 14:16 
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Hier mal als Diskussionsgrundlage Wolfgangs und meine Gedanken:

Mail1:

> Um es nochmal zu präzisieren: Dir geht es um eine
> konstante Geschwindigkeit des Modells, egal welches
> Manöver gerade geflogen wird.

Da lass ich jetzt mal die Hosen runter und bekenne ehrlich,
dass ich ein Fessellfugmodell wohl rumpeitschen kann, aber
vom F2B-konformen Kunstflug hab ich wohl keine Ahnung, weil
mir dazu der Lehrer fehlt. Von daher frag ich jetzt mal im
Forum http://fesselflugcenter.kostenloses-forum.be nach,
was denn genau gewünscht wird.

Der Thread dazu:
http://fesselflugcenter.kostenloses-for ... .html#1009

> Das sollte mit der "Kraft-Methode" wohl machbar sein.

Messung über die Seilspannung? Hm, bei Wind würde das
unerwünscht unterschiedliche Geschwindigkeiten im Horizontalflug
geben, denn das Modell bekommt im Lee zusätzlich nicht zu
geringen Zug auf die Leinen, beim Durchqueren des Luvs ent-
sprechen weniger. Das können durchaus mal 3 bis 5 Kilo unter-
schiedlicher Zug sein, was zu starken Geschwindigkeits-
schwankungen führen würde.

Der Messwertaufnehmer wäre dann irgendwie mit den Leinen
verbunden? Das wäre unpraktisch.

Ich als Chefdilettant ;-) tendiere eher zu einer Lageerfassung
mit dazu programmierbaren Gaswerten. Wie schon erwähnt,
in Normal- und Rückenlage z. Bsp. 70%, beim Steigen 100%
und beim Sinken 30% Motorleistung.

> Brauchst Du auch eine Timerfunktion? Wenn ja:
> Speed reduzieren oder ganz abstellen?

Ja, Timer wird gebraucht, Zeitraum zunächst bis 15 Minuten.
Eine Motoreinschaltverzögerung im Rahmen von 10 bis 60 Sekunden
tut not, weil man nach dem Scharfmachen des Systems ja noch
zum Steuergriff laufen muss. Eine blinkende LED sollte das
Scharfgemachtsein signalisieren und einige Sekunden vor dem
Einschalten nochmals signalisieren, dass es gleich losgeht.

Hochlaufen auf wählbare Startleistung innerhalb einer Sekunde,
nach 10 Sekunden umschalten auf Horizontallflugleistung.

Und ja, nach Ablauf des Timers Abschalten des Motors. Eine
LED sollte wiederum kurz davor warnen, dass jetzt gleich
Schicht im Schacht ist ;-)

Darf ich unsere Gedanken ins Forum als Diskussionsgrundlage
stellen?



Mail2, Wolfgangs Antwort dazu:

Hi Rüdi,

Ruediger Zoll schrieb:
> Da lass ich jetzt mal die Hosen runter und bekenne ehrlich,
> dass ich ein Fessellfugmodell wohl rumpeitschen kann,

das kann ich bestätigen (DRMM2007) :-)

> aber
> vom F2B-konformen Kunstflug hab ich wohl keine Ahnung, weil
> mir dazu der Lehrer fehlt. Von daher frag ich jetzt mal im
> Forum http://fesselflugcenter.kostenloses-forum.be nach,
> was denn genau gewünscht wird.
>
> Der Thread dazu:
> http://fesselflugcenter.kostenloses-for ... .html#1009

OK, noch gibts wohl keine Antworten drauf. Schaun mer mal.

> Messung über die Seilspannung? Hm, bei Wind würde das
> unerwünscht unterschiedliche Geschwindigkeiten im Horizontalflug
> geben, denn das Modell bekommt im Lee zusätzlich nicht zu
> geringen Zug auf die Leinen, beim Durchqueren des Luvs ent-
> sprechen weniger. Das können durchaus mal 3 bis 5 Kilo unter-
> schiedlicher Zug sein, was zu starken Geschwindigkeits-
> schwankungen führen würde.

Hmm. Ich dachte daran, die /durchschnittliche/ Haltekraft zu ermitteln.
Bei den Geschwindigkeiten, die die Jungs da so machen, genügt es
wohl den Grund-Speed über einige Sekunden zu mitteln.
Kurzfristige Abbremsungen bzw. Beschleunigungen (durch Manöver)
kann man ja wunderbar mit dem Linearsensor messen und schnell ausregeln.

> Der Messwertaufnehmer wäre dann irgendwie mit den Leinen
> verbunden?

Nein! Der Linearsensor kann die Beschleunigungskraft nach außen direkt
messen. Das Board muss nur eben im Modell montiert sein.

> Ich als Chefdilettant ;-) tendiere eher zu einer Lageerfassung
> mit dazu programmierbaren Gaswerten. Wie schon erwähnt,
> in Normal- und Rückenlage z. Bsp. 70%, beim Steigen 100%
> und beim Sinken 30% Motorleistung.

Das wäre zwar wohl auch machbar, ist aber sicherliche sehr
aufwendig einzustellen...

> > Brauchst Du auch eine Timerfunktion? Wenn ja:
> > Speed reduzieren oder ganz abstellen?
>
> Ja, Timer wird gebraucht, Zeitraum zunächst bis 15 Minuten.
> Eine Motoreinschaltverzögerung im Rahmen von 10 bis 60 Sekunden
> tut not, weil man nach dem Scharfmachen des Systems ja noch
> zum Steuergriff laufen muss. Eine blinkende LED sollte das
> Scharfgemachtsein signalisieren und einige Sekunden vor dem
> Einschalten nochmals signalisieren, dass es gleich losgeht.

Notiert.

> Hochlaufen auf wählbare Startleistung innerhalb einer Sekunde,
> nach 10 Sekunden umschalten auf Horizontallflugleistung.

Notiert.

> Und ja, nach Ablauf des Timers Abschalten des Motors. Eine
> LED sollte wiederum kurz davor warnen, dass jetzt gleich
> Schicht im Schacht ist ;-)

Notiert.

> Darf ich unsere Gedanken ins Forum als Diskussionsgrundlage
> stellen?

Ja selbstverständlich!

Ich schreib mal ein Lastenblatt, damit ma nix vergessn.


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 Betreff des Beitrags: Das Lastenheft für den Fesselflugcontroller
#3Ungelesener BeitragVerfasst: 31.03.2008 15:48 
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Hallo,

Wolfgang war so fix und hat das Lastenheft bereits erstellt. Dabei gilt es für uns hier im Forum zwei unterschiedliche Funktionsprinzipien zu bewerten
und das bessere Prinzip auszuwählen.

Hier habe ich es auf meinen Seiten eingestellt: Lastenheft für Fesselflugcontroller

cu,

Rüdiger


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 Betreff des Beitrags:
#4Ungelesener BeitragVerfasst: 31.03.2008 19:37 
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Hallo Rüdiger,
HalloWolfgang,

also zuerst mal finde ich es super, wie Ihr euch für den Fesselflug engagiert!
Eure Idee ist klasse und Ihr könnt mich schon mal auf der Warteliste notieren.

Besonders erfolgversprechend finde ich den ersten Vorschlag aus dem Lastenheft, bei dem die Fluggeschwindigkeit genau konstant gehalten wird. Das wäre ein echtes Novum und der Durchbruch für elektro F2B.

Als Ingenieur, der es gewohnt ist, Probleme analytisch anzugehen :-) kamen mir jedoch gleich einige Fragen in den Sinn:

#wird so ein Regler wirklich die Fluggeschwindigkeit konstant halten oder die Beschleunigung entlang der Tragfläche? Beim Flug über Kopf subtrahieren sich Zentrifugalbeschleunigung und Erdbeschleunigung. Das Resultat wäre eine höhere Fluggeschwindigkeit als im Horizontalflug, dafür aber fast konstante Leinenspannung.

#Das beim Start das Modell waagerecht stehen soll, damit sich der Controler kalibrieren kannverstehe ich, aber wie genau muss das sein? Muss man eine Wasserwaage zum fliegen mitnehmen oder reicht Augenmaß?

#ich vermute, das zum genauen Messen der Zentrifugalkraft drei Beschleunigungssensoren benötigt werden, und nicht nur einer.Grund: es ist möglich (oder sogar wahrscheinlich) das das Modell nicht genau tangential zur Kreisbahn auf der es sich bewegt ausgerichtet ist. Oft fliegen die Modelle etwas seitwärts (Nase zeigt etwas nach Außen). Dieser Winkel zur Tangentialen kann sich bei einem Umlauf (einer geflogenen Runde) verändern. Auslöser hierfür ist der Wetterfahneneffekt. Auch hängt oft auch die äußere Tragfläche etwas nach unten. Die Frage ist nun, ob diese Abweichungen signifikant sind, oder vernachlässigt werden können.

Dann noch was:
Ich bin wirklich kein Paragraphenreiter, aber wenn der Regler für F2B Wettbewerbseinsatz vorgesehen ist, sollte natürlich auch das Reglement berücksichtigt werden. Daher:

#Der Wertungsflug dauert 7min. und beginnt in der Regel mit einem Handsignal des Piloten. Daraufhin muss der Pilot den Motor Anlassen. Als Konsequenz für elektro F2B bedeutet das, das nach drücken der Start-Taste am Regler sich der Propeller drehen muss, sonst gilt der Motor nicht als vom Piloten gestartet. Dumme Regel, ist aber meines Wissens nach leider so. Für Trainingsflüge wäre esjedoch praktisch, wenn der Motor mit Verzögerung anläuft.Dann spart man sich den Helfer bzw. die Startfalle.

#Die Landung muss mit stehendem Motor erfolgen. Beim Verbrenner können die Punktrichter das ganz einfach überprüfen: Laut=Motorläuft ; Leise=Motor aus. Beim Elektromotor geht das nur über den Propeller. Daher ist man auf der sicheren Seite, wenn nach Ablauf der eingestellten Flugzeit der Motor wirklich gebremst wird und stillsteht. Nun ist die Frage, ob dieses Feature Bestandteil Eures Controlers oder aber des Reglers sein wird.

Nun noch einkleiner Wunsch:
Bitte einen weiteren Timer integrieren, über den sich ein Einziehfahrwerk steuern lässt.

Bitte machtweiter so!

Mit freundlichen Grüßen ausKaiserslautern

Frank Wadle
.
.


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 Betreff des Beitrags: Elektrische Antriebe für Wettbewerbsmodelle F2B
#5Ungelesener BeitragVerfasst: 01.04.2008 11:53 
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Liebe Freunde

ich stelle mit grosser Freude fest, dass die Regeländerung 2006 des Sporting Code den Ideenwettbewerb anlaufen lässt und ich danke allen Beteiligten, auch im Namen des FAI Subcommittee F2 der CIAM, für das Interesse und die qualifizierten Beiträge. Nach dem ich bereits im Frühjahr 07 meine Sicht der Dinge dargestellt habe, hier nur die aufdatierte Version meiner damaligen Veröffentlichung zum Thema:

Elektrische Antriebe für Fesselflug-Kunstflugmodelle (F2B); Stand der Dinge im April 2008 und Ausblick

Weil erfolgreicher Spitzensport ein hervorragendes, wenn nicht das beste, Instrument zur Förderung der Breite darstellt, wurden die internationalen FAI Reglemente der Kategorie F2B im Jahr 2006 so ausgelegt, dass sie dem Einsatz elektrischer Antriebe möglichst geringe Restriktionen auferlegen. Im Folgenden eine überarbeitete Version meiner Betrachtung zum Stand der Dinge vom Februar 2007 und eine These zur Entwicklung von Reglern für elektrisch angetriebene Fessel-Kunstflugmodelle. Ich hoffe, dass diese Thematik innovative Geister auch außerhalb der Fesselflug Szene interessieren wird und habe deswegen für diese Leser einige grundlegende Erklärungen zur Flugmechanik F2B eingefügt. Die Kreisflug Experten mögen mir diese Wiederholung verzeihen.

Der Verbrennungsmotor im Fessel-Kunstflug
Ein Fesselflugmodell fliegt auf der Oberfläche einer Halbkugel und erzeugt dabei, im Horizontalflug geringer Höhe, einen Leinenzug von ca. 6 Kg. Fliegt nun das Modell im Messerflug durch das obere Zentrum der Flughalbkugel, so reduziert sich dieser Leinenzug um das Gewicht des Modelles und kann unter Umständen nicht mehr ausreichen, um die Steuerruder genügend auszuschlagen. Um dies zu vermeiden, müsste die Fluggeschwindigkeit, und damit der Leinenzug, mit zunehmender Höhe erhöht werden. Allerdings ist es so, dass das Reglement der Klasse F2B die aktive Steuerung der Leistung von Verbrennungsmotoren nicht zulässt. Deswegen wird der Motor vor dem Start fest eingestellt und danach, bis der Treibstoff verbraucht ist, sozusagen sich selbst überlassen. Da jedoch der Leistungsbedarf des fliegenden Modells, wie oben gezeigt, sehr unterschiedlich ist, ist es wenig sinnvoll den Motor mit konstanter Drehzahl bis zum Ende der Flugzeit durchlaufen zu lassen. Aus diesem Grund werden, unter anderem, Treibstofftanks mit konstantem Durchfluss (Uniflow), als Drehzahlbegrenzer wirkende Auspuffsysteme (Resonanzrohre) und angepasste Steuerzeiten der Motore, eingesetzt. Im optimalen Fall wird so erreicht, dass sich die Motorleistung dem Flugzustand selbsttätig anpasst. Dies gelingt nicht immer und auch nur in einem beschränkten Umfang. Der Motor und sein Laufverhalten ist deswegen ein absolut zentraler und oft entscheidender Faktor im Fessel-Kunstflug. Dies ist, vor allem für Neu-Einsteiger, wenig hilfreich.

Elektrische Antriebe für Fesselflug Wettbewerbs Kunstflugmodelle
Elektrische Antriebe sind, was Leistung und Gewicht betrifft, heute den Verbrennungsmotoren in etwa ebenbürtig, wenn auch das Gesamtgewicht nach wie vor kritisch ist. In diesem Zusammenhang gilt es zu beachten, dass das Startgewicht, inkl. Treibstoff, eines F2B Wettbewerbsmodelles (42 qdm Tragfläche, Motor 10 -13 ccm, Zellengewicht leer 1'150 Gr.) in der Grössenordnung von 1’880 Gramm liegen sollte. Damit verbleibt für den kompletten Antrieb, inkl. Batterie, Regler, Timer, Schalter, Kabel, Propeller und Spinner) ein zulässiges Gesamtgewicht von 730 Gramm. Elektromotore lassen sich relativ einfach mit einer vor dem Start fest eingestellten Leistung, über eine einstellbare Zeit, betreiben. Diese Betriebsart mit konstanter Leistung ist jedoch nicht geeignet, um die mit selbsttätig modulierter Leistung arbeitenden Verbrennungsmotore der Wettbewerbsflieger erfolgreich zu konkurrenzieren. Gegenwärtig (im April 2008) sind deswegen Versuche mit programmierbaren (einstellbare Leistung über die Laufzeit) Leistungsstellern und mit adaptiven Reglern (Regelung der Leistung in Abhängigkeit des Flugzustandes) zu beobachten. Diese sind vielversprechend und ich versuche im Folgenden die Randbedingungen der benötigten Leistungsregelung aus Sicht des Wettbewerbsfliegers darzustellen.

Zahlenspiele und eine These
Modelle für Fesselkunstflug fliegen sehr enge Manöver auf kleinem Raum und müssen deswegen mit großen Rudern und Klappen, in der Grössenordnung von insgesamt 12 dm2 , ausgerüstet werden. Um bei einer typischen Fluggeschwindigkeit von 26 m/sec. die Ruder und Klappen vollständig auszulenken, ist eine Leinenzugkraft in der Grössenordung von 4 Kg erforderlich. Dies auch dann, wenn das Modell im Messerflug senkrecht durch den oberen Zenit der Flughablkugel fliegt und dabei das Gewicht des Flugzeuges der Fliehkraft entgegen wirkt.

Beispiel:
Ein 2 Kg Modell fliegt mit einer Rundenzeit von 5.2 sec an 21.5 m. langen Leinen; es resultiert im Horizontalflug ein Leinenzug von 6 Kg. Davon verbleiben, in Moment des Durchfliegens des Zenits über Kopf, 4 Kg, nämlich 6 Kg Zug minus 2 Kg Gewicht. Dieser über Kopf verbleibende Leinenzug genügt, um die Ruder voll auszulenken. Reduzieren wir jedoch die Fluggeschwindigkeit auf 6.0 sec/Runde so bleiben über Kopf nur noch 0.7 Kg und damit ist ein Vollausschlag der Ruder nicht mehr möglich.

Dies bedeutet, dass die minimale Fluggeschwindigkeit im oberen Zenit der Flughalbkugel jene ist, bei welcher der in diesem Moment verbleibende Leinenzug gerade genügt, um die Ruder voll auszulenken. Es bedeutet aber auch, dass wir im Horizontalflug um ca. 20% langsamer fliegen könnten. Oder, anders herum betrachtet, dass wir eigentlich schneller fliegen als unbedingt nötig. Das lässt sich, beispielsweise, gut bei Modellen mit 4-Takt Motoren beobachten. Diese Motore laufen im Wesentlichen mit konstanter Drehzahl, das heisst sie erhöhen die Leistung über Kopf nicht oder nur sehr wenig. Um dennoch im Zenit noch genügend Leinenzug zu erreichen, fliegen 4-Takt F2B Modelle oft schneller, d.h. mit Rundezeiten um 5.0 sec.

Eigentlich schade, denn um die benötigten 4 Kg Zug zu erzeugen, würde eine Rundenzeit von ca. 6.0 sec ausreichen und damit wäre sehr exaktes Fliegen in Bodennähe ganz erheblich einfacher. Das Problem liegt allerdings darin, dass wir in diesem Fall mit zunehmender Höhe deutlich schneller, nämlich um ca. 20%, fliegen müssten, um auch über Kopf noch genügend Leinenzug zu haben. Ob eine so ausgeprägte Zu- bzw. Abnahme der Fluggeschwindigkeit für den Piloten ein Problem darstellt wäre herauszufinden. Persönlich glaube ich damit zurechtzukommen, vor allem dann, wenn eine adaptive Antriebsregelung mir in Flughöhen über 45° auch dann noch genügend Leinenzug zur Verfügung stellt wenn, ohne „Gasgeben“, ein kräftiger Wind das Fliegen einer reglementskonformen Acht über Kopf zum Problem macht...

Was wäre zu tun?
Ganz gezielt um elektrische Antriebe für den Spitzensport attraktiv zu machen, lautet, im Sporting Code 2008 auf Seite 12, sinngemäß übersetzt, die Regel 4.2.2 Absatz g):

“ Für andere als Kolbenmotor Antriebe sind Leistungssteuersysteme, seien diese durch den Piloten betätigt oder automatisch funktionierend, erlaubt.“

Damit sind, ähnlich wie beim 4-2-4 Betrieb eines Verbrennungsmotors, Antriebskonzepte denkbar, bei denen die Leistung abhängig vom Flugzustand automatisch angepasst wird. Allerdings, und dies könte möglicherweise zur breiten Anwendung des Elektromotors entscheidenden beitragen, in einem wesentlich weiter gehenden Umfang. So gestattet, beispielsweise, diese Regel die Erfassung von Flugzuständen in Echtzeit und den Einsatz intelligenter Regelsysteme zur vollautomatischen, situationsabhängigen Steuerung der Motorleistung. Ich könnte mir vorstellen, dass die Leistung so geregelt wird, dass die geringstmögliche Geschwindigkeit eingestellt und gehalten wird. Diese geringstmögliche Geschwindigkeit ist diejenige welche, an jeder Stelle der Flughalbkugel, gerade so viel Leinenzug erzeugt wie für maximalen Ausschlag der Steuerruder und Klappen erforderlich ist. Im obigen Beispiel sind das ca. 4 Kg bzw. 6.0 sec/Runde oder eine Querbeschleunigung von 3.1 G.

Konstanter Leinenzug, variable Geschwindigkeit
Hier sind einige Eckpunkte zur Auslegung eines entsprechenden Antriebsystemes. Um sie zu bestimmen, habe ich versucht, den zur Steuerung eines F2B Modells auf der Flughalbkugel benötigten, minimalen Leinenzug zu bestimmen. Vermutlich weit entfernt von mathematisch korrektem Vorgehen (Weil ich das nicht kann) habe ich dazu dem Internet Hinweise und kleine Programme, z.B. zur Bestimmung der Ruderdrücke, entnommen und so die folgende, grob vereinfachten Darstellung erstellt. Es ist mir hier wichtig, lediglich Größenordnungen und Zusammenhänge darzustellen, um so die ungefähren Eckwerte einer Regelung der Motorleistung in Abhängigkeit vom Leinenzug kennen zu lernen:

• Modellgewicht 2 Kg, inkl. Batterien.
• Typische Abmessungen eines 10er F2B Modells
• Kabellänge 21.5 m
• Max. Ausschlag Höhenruder: 40° Max. Ausschlag Flaps: 40°
• Benötigter Leinenzug für Vollausschlag: 4.0 Kg
• Minimale Geschwindigkeit horizontal: 21 m/sec oder 6.4 sec/Runde
• Minimale Geschwindigkeit über Kopf: 25 m/sec oder 5.3 sec/Runde

Elektromotore, Leistungssteller und Batterien sind in großer Auswahl kommerziell verfügbar. Die für F2B Wettbewerbskunstflug benötigte Leistung lässt sich recht gut bestimmen indem man davon ausgeht, dass der Antrieb in der Lage sein muss, eine 2-Blatt Luftschraube der Dimension 14“ x 6“ (schmale Blätter) mit einer mittleren Drehzahl von 8'500 UpM während 7 Minuten zu drehen.

• Konstantante Querbeschleunigung und Regelgrad
• Einsatzpunkt und Wirkung der Bremse*
• Max. Leistung bzw. Strombegrenzung
• Regelcharakteristik, Einschwingverhalten, Dämpfung, unabhängig in beiden Richtungen
• Laufzeit 30 - 480 sec, in Stufen von 10 sec.
• Propellerstop nach dem Abstellen (langsames „Blatt-für-Blatt“ nachdrehen ist zulässig; S/C 2009)
• Überwachung min. Batteriespannung
• Sicherung gegen unbeabsichtigtes Anlaufen**
• Autm. Abschaltung bei Absturz

* Ich habe kürzlich gehört, dass Versuche mit leinenzugabhängiger Geschwindigkeitsregelung (Igor Burger) dazu geführt haben, dass beim Wingover Manöver das Modell nach dem Durchfliegen des Zenits zu schnell senkrecht nach unten flog. Möglichwerweise wird es notwendig sein die Lage der Flzg. Längsachse zu erkennen und diese als zusätzliche Eingangsgrösse zu berücksichtigen.

** Automatisches Anlaufen nach Zeitverzögerung ist, nach meiner Auffassung, zu gefährlich. Sicherer wäre einstellbar langsames Hochlaufen (softstart) und der Einsatz eines Starthelfers.

Ich würde gerne, mit einigen Experten auf den jeweiligen Gebieten (Aerodynamik & Flugmechanik, Regeltechnik, Soft- und Hardware, el. Fliegerei) die Machbarkeit eines solchen Projektes genauer untersuchen. Auch an einer vorgängigen Nachrechnung meiner oben aufgelisteten Daten wäre ich interessiert.

Bei positivem Befund besteht mein Beitrag zu einem gemeinsamen Projekt im kurzfristigen Bau eines für Versuche geeigneten Flugzeuges. Also, nur Mut, es gibt nichts zu verlieren!

Peter Germann +41 (0) 56 633 65 47 peterdgermann@bluewin.ch


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#6Ungelesener BeitragVerfasst: 01.04.2008 13:30 
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Hallo Elektroflieger,
ich hab' auch schon ein paar Erfahrungen mit "handelsüblichen" Reglern. Ich habe bisher eine Brushless-Regler im Heli-mode (Drehzahl-Konstantregelung unabhängig von der Last) verwendet, das ging recht gut. Angesteuert habe ich das Teil mit einem selbst entworfenen und gebautem Timerbaustein, der zuständig ist für den Zeitablauf mit Scharfschaltung, Test und Start per Taster am Modell, Ausgabe des Servoimpulses (ggf langsame Steigerung während der Flugzeit) der Warnung vor dem Abschalten (kurze Drehzahleinbrüche) etc.

Ich schreibe hier mal auf, was ich so "vermisst" habe dabei.
- integrierte Einzelzellenüberwachung und Sicherheitsabregelung (habe z.T. einen separaten Baustein (Lipo-Saver) von Graupner verwendet), an den Balancerstecker angeschlossen. (Abder dann liegt noch mehr Kabelsalat im Modell: Timer, Lipo-Saver, controller...)
- echte dauernde Bremsfunktion: die normalen Regler schalten die Bremse meist wieder ab nach ein paar Sekunden
- integrierte Schutzfunktion bei plötzlicher Drehzahl- oder Stromänderung im Flug ( z.B. bei Luftschaubenbruch, Absturz etc. ist eine sofortige Abschaltung wünschenswert, bevor der Lipo den Controller/Motor ausglüht/entzündet)
- Programmiermöglichkeit vieler Parameter, aber nicht mittels Dip-Schalterchen, die nur verschmutzen und versagen, sondern mit seriellem Modul (mein erster Timer verwendete eine Prog-Box mit I2C-Protokoll)
Meine Philosophie für eine sichere Startsequenz war bisher diese:
- Anstecken des Akkus - Timer blockiert den Controller und piepst (kleiner Piezo-pieper auf der Timerplatine) in 5sec-Intervall je einmal kurz
- Taster 1x drücken = Scharfmachen: Piepser piepst jetzt doppelt in 2sec Intervall, Taster muß wieder losgelassen werden und mindestens 5sec offen sein, der nächste Druck auf den Taster startet dann die Flugsequenz:
- Taster drücken = Start: Piepser piepst noch 1x lang, dann gehts los:
(ab jetzt ist der Taster ein Notaus-Taster: jedes weitere Drücken schaltet sofort alles aus)

a) Vorstart-Wartezeit (0... 10sec, damit der Starthelfer wegtreten kann, nicht dafür gedacht, daß der Pilot in die Mitte geht!!, s.a.Peters Kommentar unten)
b) gesteuertes Hochlaufen in 1..10 sec
c) konstantes Laufen während des Fluges (evtl mit langsamer Drehzal/Leistungserhähung zum Ende der Flugzeit)
d) kurzes "Warnen" vor baldiger Abschaltung mittels ganz kurzer Drehzahleinbüche, 1x ca. 15sec vor abschaltung, 1x 10sec vor Abschaltung)
e) langsames Abregeln auf 0
f) Blockieren des Controllers (Akku muß getrennt werden zum Reset)

Wenn man also Timer, Schutzschaltungen und BL-Controller auf einer Platine hätte, das wär's. Ein Prozessor ist da ja sowieso drin, die paar Nebenfunktionen verkraftet der auch noch.

Ich helfe auch gern beim basteln der Prototypen (LP-Herstellung, PIC-Programmierung...)

Beste Grüße
Holger


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#7Ungelesener BeitragVerfasst: 01.04.2008 14:58 
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Hallo Leute,

Ich bin noch nie einen Fesselflieger geflogen...zu dem Projekt komm ich wie die Jungfrau zum Kind Bild
Seid mir also nicht böse, wenn ich wo was falsches oder unpraktikables schreibe -> bitte gleich korrigieren.
Ich bin halt eher in der Heli- und Quadro-Fliegerei zuhause.

Ich hab mir das ganze nochmal genau durchdacht und einen halben Block voll Zeigerdiagramme gemalt.
Vor allem der Hinweis "Überkopfflug" gab den Ausschlag Bild

Anhand eines 2-Achs Linearsensors ist es mMn nicht möglich, den Betrag der Zentrifugalkraft (und damit die Fluggeschwindigkeit) zu errechnen, wenn die Fluglage unbekannt ist. Die 3. Achse (eines 3-Achs-Linearsensors) liegt ja in Flugrichtung und kann daher sowieso keine Infos zur Fluglage liefern.

Also sehe ich 2 Alternativen:

1) Einen Gyro dazu einbauen (Drehratensensor, senkrecht im Modell) um die Fluglage daraus errechnen zu können.
Ist sicherlich machbar (habe ich schon mal gemacht), ist halt erhöhter Hardware-Aufwand.

2) Die Beschleunigungen nur in Flugrichtung messen. Das wäre relativ einfach möglich, jedoch wird man so keine mathematisch perfekt genaue Konstanthaltung der Modellgeschwindigkeit erzielen können, wegen Quantisierungsfehlern bei gaaanz langsam steigender oder fallender Geschwindigkeit. Die gemessenen Beschleunigungen müssen über die Zeit integriert werden, um die aktuelle Fluggeschw. zu erhalten. Das halte ich für relativ einfach machbar.

Momentan favorisiere ich Methode 2, das erscheint mir machbarer und nachvollziehbarer, und ich steh auf "keep it simple".
Außerdem wäre dann die "Eben-Kalibrierung" vor dem Flug nicht mehr nötig.

Soweit ich Rüdiger verstanden habe, ist das Konstanthalten der Propellerdrehzahl (Heli-Mode, wie HolgerS vorschlug) zuwenig, um mit den Verbrennern mithalten zu können.

Die anderen Hinweise und Vorschläge
- Einziehfahrwerk ansteuern (reicht ein Servoausgang?)
- Kurze Drehzahleinbrüche wenn Flugtimer abgelaufen ist um Landung zu signalisieren
- langsamen Start und Stopp des Propellers
habe ich gelesen und können auch berücksichtigt werden.

Bezüglich Bremsung des Propellers bei der Landung: Die üblichen BL-Controller haben eine aktivierbare Bremsfunktion, manchmal sogar in mehreren Stufen. Das sollte also kein Problem darstellen.

Ich freue mich schon auf Eure Vorschläge, Berichtigungen und Ideen.

Viele Grüße,
Euer Wolferl


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#8Ungelesener BeitragVerfasst: 01.04.2008 15:47 
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Hallo,
also für 95% der möglichen Anwendungen, behaupte ich mal, würde eine Drehzahlregelung mit der Möglichkeit, die Drehzahl während der Flugzeit leicht ansteigen zu lassen, wohl ausreichen.
Was auch schon reichen könnte, wäre eine eine etwas "übersteuerte" Regelung der Luftschraubendrehzahl: Wenn das Modell aus der horizotalen Fluglage heraus in eine Figur gesteuert wird, dann bricht jedenfalls die Drehzahl meßbar ein. Wenn der Regler jetzt etwas überkompensiert, dann steht für den folgenden Steigflug auch etwas mehr Leistung an. Die Größe der "Überdrehzahl" und deren Dauer müßte man durch Probieren ermitteln, weil Modellabhängig) und auch später ändern können.

Die Messung der Zentrifugalkraft würde ich persönlich zwar für interessant aber zweitrangig halten. (KISS: keep it stupid simple) Eventuell verschlimmbessert man dadurch sogar vieles, weil dann jedes "Ziehen" oder "Schieben" an den Steuerleinen auch als Kraftänderung gemessen würde. Das könnte zu neuen Flugstilen führen...

Die Bremsthematik ist auch easy- die Motorphasen kurzschließen reicht aus, nur dauert der Landeanflug bei uns ca. 10-15Sekunden und der Propeller ist eine Starre Luftschraube, keine Klappschraube. Die fängt dann wieder an zu Drehen, wenn der "normale" Regler nach 5sec die Bremse wieder ausschaltet (weil dann ja die Klappluftschraube, für die der konzipiert ist, eingeklappt ist und nicht wieder anfängt zu drehen).

@Frank: Du meinst, es reicht nicht, wenn der Pilot die Taste drückt, dann in den Kreis geht und DANN erst der Motor zu drehen beginnt? Wenn das tatsächlich jemand so interpretiert, obwohl ausdrücklich alle Automatiken erlaubt sind, dann sollten wir gleich aufhören.

Ich mache mir viel mehr Sorgen darüber, ob die Freiheit, die uns elektrisch hier jetzt alles erlaubt, nicht dann wieder zurückgepfiffen wird, wenn tatsächlich ein paar Piloten richtig Nutzen daraus ziehen. Dann wäre die ganze Mühe für die Katz...
Abgesehen davon, daß wir uns dadurch - wie in anderen Klassen auch, zum High-Tech für Betuchte entwickeln werden. Vielleicht sollte man da gleich von Anfang an gegensteuern und solch ein Projekt als Open-Source-Projekt auflegen?

Güße
Holger S


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#9Ungelesener BeitragVerfasst: 01.04.2008 16:07 
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Hallo Holger,

HolgerS hat geschrieben:
Hallo,
also für 95% der möglichen Anwendungen, behaupte ich mal, würde eine Drehzahlregelung mit der Möglichkeit, die Drehzahl während der Flugzeit leicht ansteigen zu lassen, wohl ausreichen.


Frage: Wieso willst Du die Drehzahl während der Flugzeit leicht ansteigen lassen?
Drehzahl-konstanthaltende BL-Regler gleichen den Rückgang der Akkuspannung doch sowieso aus.

HolgerS hat geschrieben:
Was auch schon reichen könnte, wäre eine eine etwas "übersteuerte" Regelung der Luftschraubendrehzahl: Wenn das Modell aus der horizotalen Fluglage heraus in eine Figur gesteuert wird, dann bricht jedenfalls die Drehzahl meßbar ein.


Und wie willst Du diesen Drehzahleinbruch messen?

HolgerS hat geschrieben:
Die Bremsthematik ist auch easy- die Motorphasen kurzschließen reicht aus, nur dauert der Landeanflug bei uns ca. 10-15Sekunden und der Propeller ist eine Starre Luftschraube, keine Klappschraube. Die fängt dann wieder an zu Drehen, wenn der "normale" Regler nach 5sec die Bremse wieder ausschaltet (weil dann ja die Klappluftschraube, für die der konzipiert ist, eingeklappt ist und nicht wieder anfängt zu drehen).


Tja, dann müsste man aber einen BL-Regler selbst neu entwickeln...das ist alles andere als einfach.

HolgerS hat geschrieben:
Ich mache mir viel mehr Sorgen darüber, ob die Freiheit, die uns elektrisch hier jetzt alles erlaubt, nicht dann wieder zurückgepfiffen wird, wenn tatsächlich ein paar Piloten richtig Nutzen daraus ziehen. Dann wäre die ganze Mühe für die Katz...
Abgesehen davon, daß wir uns dadurch - wie in anderen Klassen auch, zum High-Tech für Betuchte entwickeln werden. Vielleicht sollte man da gleich von Anfang an gegensteuern und solch ein Projekt als Open-Source-Projekt auflegen?


Hätte ich sowieso als OS gemacht Bild

vg,
Wolferl


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#10Ungelesener BeitragVerfasst: 01.04.2008 18:27 
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Hallo Wolferl,
ich glaube, ich hab' Euch falsch verstanden, aber der Reihe nach:

Drehzahlsteigerung während des Fluges:
Für den Fesselflug-Kunstflug gibt es ein Pflichtfigurenprogramm mit fester Reihenfolge der Figuren. Das Beginnt mit einem stehenden Halbkreis, dann Rückenflug, drei runde Loopngs, viereckige und dreieckige Loops über Achten (rund und eckig) und zum Schluß eine Kombination aus vier Loops, das Kleeblatt. Jedenfalls erfordern die letzten Figuren eher mehr Power als die ersten, deshalb die Idee der Leistungserhöhung gegen Ende, nur wenig, vielleicht 5%.

Bei den anderen Punkten bin ich davon ausgegangen, daß Ihr hier einen kompletten BL-Regler für diesen Zweck entwickeln wollt. Dafür hatte ich bisher nicht den Mumm und die Zeit, aber dann eben hätte man ja Zugriff auf die Endstufentransistoren zum Dauerbremsen und hätte die Drehzahlmesswerte. (Ist ja auch kein Hexenwerk, siehe http://www.speedy-bl.com/sbl-mega.htm)

Wenn wir allerdings über einen Vorsatzbaustein reden, der über einen Servoimpuls-Ausgang dann einen RC-BL-Regler ansteuern soll, dann war ich im falschen Film. Als reiner programmierbarer Timer gibt's so was ja in verschiedenen Varianten schon, neu wäre dann daran die Messung und Flugregelung. Aber ich denke, daß man damit eher nicht ans Ziel kommt, weil die Regelung zu träge wird. So ein Servoimpuls wird ja nur alle 20ms wiederholt, und bis der Regler den Sollwert wirklich am Prop eingeregelt hat..., außerdem kommt man eben nicht an die Bremsfunktion. (Drehzahl der LS könnte man ja relativ einfach optisch oder Magnetisch messen...)


Grüße
Holger S


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#11Ungelesener BeitragVerfasst: 01.04.2008 18:48 
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Hi Holger! :-)

Ja, wir reden hier über einen Vorsatzbaustein. Die 20ms sind kein Thema, z. Bsp. beim Quadrokopter werden die Motoren mit Standardreglern von YGE mit bis zu 3ms herunter angesteuert. Im I2C-Mode imho noch öfter. Wegen der bei manchen Reglern offenbar nur kurzfristiganstehenden Bremse: Das ist doof, aber "nur" eine Sache des Redens mit dem jeweiligen Hersteller. Schaun mer mal.

@Frank: An meinen Vorschlägen für den Controller siehst Du, dass ich nicht wirklich Ahnung vom F2B-Reglement hab und bislang nur für mich alleine dem Herumbolzen gefrönt habe. Kontakt zu anderen Fesselfliegern hatte ich noch nie ;-)

cu/2,

Rüdiger


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#12Ungelesener BeitragVerfasst: 01.04.2008 19:17 
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Hallo,

Ich habe in meinem Elektroflieger bisher schon 2 unbrauchbare Regler teuer probiert, der Dritte von Schulze-Elektronik ist gerade angekommen. Dies soll der spezielle F2B-Regler sein, aber er hat kein BEC, nur Opto !
Warum ?? Bei uns wird doch kein Empfänger gestört, und die paar mA für den Timer können doch kein Problem sein? Jetzt muß Ich erstmal eine Spannungsversorgung basteln, und vielleicht bekomme Ich ja auch noch eine passende Anleitung, in der die Änderungen zum normalen RC-Regler dokumentiert sind !?

Mit meinem Zigras ZTRON-Timer kann man konstante Drehzahl von Anfang bis Ende einstellen, oder aber Rampen in jeder Steigung. Macht aber wenig Sinn! Wenn der Flieger dieQuadrat-Achten gut fliegt, dann reicht die Leistung auch locker fürs Kleeblatt!

Der ideale Regler /Drehzahlgeber macht meiner Meinung nach nichts anderes als ein guter Stunt-Motor.
Konstante Drehzahl ist nicht gut, weil der Flieger aufwärts Fahrt verliert, im Abschwung aber stark beschleunigt.
Meinen Fliehkraft-Drehzahlgeber von Wolfgang Nieuwkamp konnte Ich bisher noch nicht probieren, weil meine Regler keine einstellbare Maximaldrehzahl bieten. Ich weiß noch nicht, ob der Schulze das kann, Ich habs gerade erst bei der Hotline angefragt. Der Fliehkraft-Geber regelt die Motordrehzahl auf konstanten Leinenzug, aber braucht man den denn wirklich ?

Der gute, alte Zweitaktmotor im 4-2-4 Betrieb macht (fast) alles richtig, und das vonselbst !!!

mfG

Ulrich


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#13Ungelesener BeitragVerfasst: 01.04.2008 21:06 
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Keep it simple..... Das mag ich !

Da wir Dir, lieber Wolferl, gar nicht genug danken können, als "Ausenseiter" (Sorry) sich derart für uns zu engagieren, denke ich wir sollten die Sache nicht unnotig kompliziert für dich machen.
Was denkst Du von follgendem Vorschlag:

1.
Der Steuerbaustein den Du dankenwerterweise für uns bauen willst hat Beschleunigungssensoten in alle drei Raumrichtungen als "Eingangssignale" sowie evtl. 2-3 weitere 0-10V Eingänge, an die man andere Messgeräte (Drehzahlmesser, Voltmeter, Amperemeter, etc.) anschließen kann.
Als weiterer Eingang noch ein Schalter, zum Starten.
2.
Er hat zwei "Ausgangskanäle", mit denen man einen (oder zwei) Regler bzw. ein Servo fürs Einziehfahrwerk anschließen kann.
3.
Zwischen Eingängen und Ausgängen steckt eine Microcontroler, der frei programierbar ist (z.B. per BASIC oder C++) und von jedem Piloten nach persönlichen Vorstellungen programiert werden kann.

Ich bin Maschinenbauer und kenne mich mit dem "Elektronik-krempel" nicht aus, vergebt mir also, wenn meine Ausführungen dilletantisch sind.
Mit so einem Baustein kann man z.B. einen Reglkreis programieren, der die Leinenspannung konstant hält, oder der versucht die Fluggeschwindigkeit zu regeln. So kann jeder machen was er will und alle sind glücklich.
Auch kann ich mir vorstellen, das es interesant ist, die Software anderer Piloten zu testen. Ein Austauschforum von Steuersoftware kommt mir da in den Sinn.
Vorausgesetzt natürlich man hat etwas Ahnung von Regelkreisen und deren Umsetzung in Software, was vermutlich außer Dir niemand kann. Aber was nicht ist, kann ja noch werden :-) Vieleicht macht es da Sinn, sowas wie Beispielsoftware zu veroffentlichen, an der man sich orientieren kann.


Warum dieser Vorschlag?
Weil mit jedem, der sich an diesem Thema beteiligt, neue Wünsche hinzu kommen, die aber, so meine Enschätzung, nur was mit der Software zu tun haben. Am Ende würde dann die eierlegende Wollmilchsau stehen, verbunden mit einem enormen Aufwand für Dich.
Ich möchte niemanden vor den Kopf stoßen. Alle Wünsche und Vorschläge sind Gut und berechtigt. Alle Meinungen fundiert und wohl durchdacht. Doch mache ich mir Sorgen, das Du irgendwann abspringst weil Dir alles zu viel wird.

Also....Meinungen Bitte!!!!


Frank Wadle
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#14Ungelesener BeitragVerfasst: 02.04.2008 09:57 
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Hallo Frank,

frank_wadle hat geschrieben:
1.
Der Steuerbaustein den Du dankenwerterweise für uns bauen willst hat Beschleunigungssensoten in alle drei Raumrichtungen als "Eingangssignale" sowie evtl. 2-3 weitere 0-10V Eingänge, an die man andere Messgeräte (Drehzahlmesser, Voltmeter, Amperemeter, etc.) anschließen kann.


Hm. Was willst Du mit diesen Eingängen denn anfangen? Willst Du irgendwelche Meßgrößen aufzeichnen? Sowas gibt es ja schon (Datalogger), und die kleinen Mikrocontroller haben nicht genügend Speicher an Bord für sowas.

frank_wadle hat geschrieben:
2.
Er hat zwei "Ausgangskanäle", mit denen man einen (oder zwei) Regler bzw. ein Servo fürs Einziehfahrwerk anschließen kann.


Ich denke, ein Ausgang fürs EZF-Servos genügt, man kann ja 2 Servos parallel schalten, oder?

frank_wadle hat geschrieben:
3.
Zwischen Eingängen und Ausgängen steckt eine Microcontroler, der frei programierbar ist (z.B. per BASIC oder C++) und von jedem Piloten nach persönlichen Vorstellungen programiert werden kann.


Ich werde es in C machen, und es wird ein Open Source Projekt sein. Die Software wird zudem in weiten Teilen einstellbar sein, denn das mit dem Programmieren ist nicht so einfach wie Du Dir das vorstellst Bild

frank_wadle hat geschrieben:
Mit so einem Baustein kann man z.B. einen Reglkreis programieren, der die Leinenspannung konstant hält, oder der versucht die Fluggeschwindigkeit zu regeln.


Mit einem 3-Achs-Sensor ist es leider nicht möglich, die Fluggeschwindigkeit bzw. die Leinenspannung zu berechnen, denn man hat keine Info über die Fluglage. Die bräuchte man aber um den Einfluß der Erdanziehung herausrechnen zu können.
Die einzige Möglichkeit, die ich im Moment sehe, ist der Einsatz eines 1-Achs Linearsensor, der direkt die Beschleunigungen in Flugrichtung misst. Diese Beschleunigungswerte (bzw. Verzögerungswerte) werden aufintegriert, um daraus die Geschwindigkeit zu berechnen. Das ist dann auch wenigstens schön einfach und auch preislich günstiger Bild

frank_wadle hat geschrieben:
Doch mache ich mir Sorgen, das Du irgendwann abspringst weil Dir alles zu viel wird.


Keine Sorge, mach ich nicht. Außerdem wird es, wie gesagt, Open-Source, sodass im Extremfall jemand das Projekt übernehmen kann.

vg,
Wolferl


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#15Ungelesener BeitragVerfasst: 02.04.2008 18:30 
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Servus zusammen,

bislang hatte ich angenommen, dass es wohl nur den Zigras-Timer gibt. Welche anderen gibt es denn noch? Nicht, dass wir uns hier etwas zusammenreimen, was es bereits schon gibt! Wer ist so lieb und zählt jene Controller mal auf?


Zur Regelcharakteristik des Controllers:

Wenn ich mir Peters Wünsche in seinem langen Posting so angucke, sollte man in Richtung konstanten Leinenzug gehen:

-Anfang Quote Pete-


Ein2 Kg Modell fliegt mit einer Rundenzeit von 5.2 sec an 21.5 m. langenLeinen; es resultiert im Horizontalflug ein Leinenzug von 6 Kg. Davonverbleiben, in Moment des Durchfliegens des Zenits über Kopf, 4 Kg,nämlich 6 Kg Zug minus 2 Kg Gewicht. Dieser über Kopf verbleibendeLeinenzug genügt, um die Ruder voll auszulenken. Reduzieren wir jedochdie Fluggeschwindigkeit auf 6.0 sec/Runde so bleiben über Kopf nur noch0.7 Kg und damit ist ein Vollausschlag der Ruder nicht mehr möglich.

.......


Eigentlich schade, denn um die benötigten 4 Kg Zug zu erzeugen, würde eine Rundenzeit von ca. 6.0 sec ausreichen und damit wäre sehr exaktes Fliegen in Bodennähe ganz erheblich einfacher. Das Problem liegt allerdings darin, dass wir in diesem Fall mit zunehmender Höhe deutlich schneller, nämlich um ca. 20%, fliegen müssten, um auch über Kopf noch genügend Leinenzug zu haben. Ob eine so ausgeprägte Zu- bzw. Abnahme der Fluggeschwindigkeit für den Piloten ein Problem darstellt wäre herauszufinden. Persönlich glaube ich damit zurechtzukommen, vor allem dann, wenn eine adaptive Antriebsregelung mir in Flughöhen über 45° auch dann noch genügend Leinenzug zur Verfügung stellt wenn, ohne


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