PDA

Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Parabelflug



Marina
09.01.2003, 19:45
Hallo,
hat sich jemand von euch schon mal Gedanken darüber gemacht,
ob es mit einem Modellflieger möglich ist einen Parabelflug durchzuführen?
Ich will eine Facharbeit darüber schreiben, dass man auch mit einem Modellflugzeug
aus dem horizontalen Flug in einem 50°Winkel aufsteigend eine nach unten
geöffnete Parabel fliegen kann, um im Flugzeug Schwerelosigkeit zu erzeugen.

Infos zu Parabelflügen gibts auf www.spaceflight.esa.int (http://www.spaceflight.esa.int)

Wäre wirklich für jede Hilfe dankbar!

Marina

haschenk
10.01.2003, 12:03
Hi Marina,
ich habe mir dazu bislang noch keine Gedanken gemacht, aber ich würde nicht ausschließen,daß sowas wenigstens im Prinzip geht. Die "schwerelose" Zeit wäre natürlich wegen der räumlichen Grenzen des Modellflugs gering.

Das Hauptproblem ist die praktische Realisierung, mit den Möglichkeiten eines Modellfliegers kann ich mir das nicht vorstellen. Es sei denn, das Modell wirft Tragflügel, Leitwerke und Motor ab, dann fliegt es es auch auf einer ballistischen Bahn... ;) .

Im Ernst: Bei den "Großen" könnte es sein, daß der Pilot nach einem speziellen Instrument die Bahn steuert, oder daß ein Regler das erledigt (weiß ich nicht). Aber beim Modell ? Rein nach Sicht geht es bestimmt nicht, also müsste es eine Sensorik/Elektronik im Modell selbsttätig steuern. Der Aufwand dafür dürfte erheblich sein.

Wenn ich das untersuchen bzw. rechnen müsste, dann würde ich Beschleunigung, Geschwindigkeit und Bahn in horizontale und vertikale Komponenten aufteilen und damit rechnen. Bedingungen: Die horizontale Geschwindigkeitkomponente muß konstant bleiben, und die vertikale Geschwindigkeitskomponente muß wie beim "ballistischen Schuß senkrecht nach oben" verlaufen. Randbedingung wäre noch, daß die Bahngeschwindigkeit des Modells einerseits immer so groß bleibt, daß es aerodynamisch steuerbar bleibt, und andererseits nicht so groß, daß es "abmontiert". Daß das Flugzeug dabei auch noch eine langsame Drehung um die Querachse machen muß, vernachlässigen wir mal für´s Erste. Auf Grund dieser Vorgaben könnte man dann theoretisch rechnen, wie der Verlauf der am Modell angreifenden Kräfte über der Zeit aussehen musste, und wie das Modell gesteuert werden müsste.

Daß du bzw. ihr in der Schule solche Untersuchungen macht, kann eigentlich nicht sein, da haben selbst Profis heftig dran zu knabbern.

Mein Fazit:
Unvorstellbar ist der Parabelflug mit einem RC-Modell m.E. nicht, aber die praktische Realisierung dürfte sehr sehr schwierig sein.

Grüße,
Helmut

o.h.
10.01.2003, 12:19
Hallo Marina!
Du kannst mit mit jedem Flugzeug Schwerelosigkeit erreichen! Ich bin selbst Flieger und kann Dich in einer Cessna schweben lassen. Das geht allerdings nur für sehr kurze Zeit (2-3 Sek.), vielleicht auch noch etwas länger, aber dafür fehlt mir der Mut! Das Problem ist, beim Modell festzustellen, ob es "schwerelos " ist. Wenn Du einen kleinen elektr. G-Messer mit Speicher und Auslesemöglichkeit hast, kannst Du das nach dem Flug feststellen. Allerdings ist mir so´n Teil noch nicht bekannt!

haschenk
10.01.2003, 12:59
Hi Marina und Michael,

solche Beschleunigungssensoren gibt es schon, und die sind noch nicht mal sehr teuer.

Das Problem ist aber, daß man nur die vertikale Beschleunigung bzw. Beschleunigungskomponente erfassen und auswerten muß.
Dazu müsste man z.B. den Sensor auf eine genau ausgerichtete kreiselstabilisierte Plattform im Flieger setzen. Oder man könnte ihn fest im Modell einbauen, müsste dann aber den Lagewinkel zum Horizont messen und dann die Vertikalkomponente "herausrechnen". Beides ist nicht ganz einfach und teuer.

Grüße,
Helmut

Christian Abeln
10.01.2003, 14:23
Erstmal muss ich als alter "Modellbaufacharbeitschreiber" sagen das ich die Idee absolut Klasse finde und entgegen der Meinung hier ach für durchweg realisierbar halte...

Wenn die Facharbeit keinen praktischen Teil beinhaltet ist es ne reine Rechenaufgabe, wenns in der Praxis durchgeführt werden soll wirds etwas komplizierter.

Messen kann man so etwas sicherlich, wenn auch durchweg aufwändig.

@haschenk: Sie hat nicht gesagt das solche Untersuceungen bei Ihr an der Schule gemacht werden, lediglich das sie ne Facharbeit darüber schreiben möchte :)

bei uns wurden auch keine Entenmodelle im Physikunterricht gebaut ;)

Also Marina: Immer weiter so :)
Hier gibts genug Leute die Dir helfen :)

Marina
11.01.2003, 19:14
Hallo Leute!
Danke für eure Antworten, haben mich noch mehr verwirrt! :D
Deswegen auch gleich neue Fragen, bei denen ihr mir sicher weiterhelfen könnt:

Wo krieg ich Infos über G-Messer, wie teuer, wie schwer, etc.?

Welches Material würde so eine Belastung wohl am besten überstehen? und

Wäre es möglich mit Hilfe eines Winkelmessers die Bahn nachzufliegen und wo find ich genauere Infos?

Bin auf eure Meinungen gespannt! :)
Marina

haschenk
11.01.2003, 20:18
Hi Marina,

zu deinen Fragen:

------------------
Wo krieg ich Infos über G-Messer, wie teuer, wie schwer, etc.?
------------------
Bemühe mal eine Suchmaschine (am besten Google) unter den Begriffen "Beschleunigungsmesser" oder (besser) "accelerometer".

Solche Beschleunigungsmesser gibt es in unzähligen Bauformen und Größen, je nach Anforderungen der Anwender. Das geht von ganz kleinen ("mikromechanisch" hergestellt, wiegen weniger als ein Gramm) bis zu großen (in "solidem" Metallgehäuse, 100 Gramm oder mehr). Preise ab einigen Teuro (bei großen Stückzahlen) bis zu vielen hundert Teuro.
Die Beschleunigungsmesser geben in der Regel ein elektrisches Signal ab, das dann in einer Elektronik weiterverarbeitet werden muß.

---------------------
Welches Material würde so eine Belastung wohl am besten überstehen?
---------------------
Das ist m.E. das geringste Problem. Jedes kunstflugtaugliche Modell (und auch viele andere) übersteht einen Parabelflug. Die Belastung im eigentlichen Parabelflug ist ja prakt. gleich Null, die Beanspruchung tritt nur in den Übergangsbögen auf, und da vor allem im "Abfangbogen". Da kommt dann auch der Pilot mit ins Spiel, und es hängt davon ab, bis zu welcher Geschwindigkeit der Abwärtsteil des Parabelflugs ausgedehnt wird, bevor man den Flieger abfängt. Beim "Schuß" im Hochstart von F3B-Segelflugmodellen treten gleich große oder höhere Beanspruchungen des Modells auf.

----------------
Wäre es möglich mit Hilfe eines Winkelmessers die Bahn nachzufliegen und wo find ich genauere Infos?
----------------

Die Frage verstehe ich nicht ganz. Meinst du damit das Nachfliegen einer zuvor berechneten Bahn, und was für ein Winkelmesser ist gemeint?
Am Boden oder im Modell?

Gruß,
Helmut

Ulrich Horn
12.01.2003, 04:06
Moin,

warum so kompliziert?
Kann man nicht einen handelsüblichen piezo-Kreisel so modifizieren, dass er auf Beschleunigungs- statt Rotationskräfte reagiert? Dann horizontal eichen, vertikal einbauen und mit dem Höhenruder koppeln.. müsste bei Zuschaltung eine fast perfekte 0-G- Parabel ergeben, zumindest für Steigungen < 0,8..
Nur so 'ne Idee ;)

Grüße Ulrich Horn

Kurt Wächter
12.01.2003, 09:47
Hallo zusammen

Auszug aus einer Avionikliste für eine personentragende Fox
Instrumente, Zubehör:
elektr. g-Messer GSPOT GS95-A (58 mm; -15 / 10 g), Genauigkeit 1/10 g, mit Memory und
Audio-Alarm (programmierbar) für hinteren Sitz statt normaler g-Messer +10 / -5 g -Aufpreis-
455,00 EURO

Gruss

Kurt

Jan
12.01.2003, 12:09
...wie wäre es mit einer Telemetrielösung? Man könnte doch ähnlich wie bei einem Vario (Sender mit Sensoren im Flieger, Empfänger beim Piloten am Boden) eine akustische Rückmeldung zum Piloten bringen, sobald die Schwerelosigkeit eintritt und dem Piloten über die Veränderung eines Tones helfen, den Zustand der Schwerelosigkeit zu finden. Z.B.: Hoher Ton = ziehen, tiefer Ton = drücken. Mit etwas Übung hat man dann die Flugkurve heraus.

Das könnte klappen. Halt immer nur für ein paar Sekunden, denn der Boden ist nah...

haschenk
12.01.2003, 18:50
Hi zusammen,

@Tibos
mit dem Umbau eines Modellbau-"Kreisels" ist das nicht so einfach. Das eigentliche Sensorelement da drin ist so beschaffen, daß es grundsätzlich nur Drehgeschwindigkeiten misst. Da kann man nichts abändern. Nun könnte man dran denken, diesen Sensor gegen einen Beschleunigungssensor auszutauschen, und bei passender Stromversorgung und Anpassung der Signalpegel könnte das auch funktionieren. Ob das sinnvoll ist, ist eine andere Frage, denn beim Rest der elektronischen Schaltung handelt es sich um eine relativ einfache Geschichte, die ein etwas erfahrener Elektroniker fast "mit links" aufbauen kann.

@Kurt
Ich vermute mal, daß es sich dabei um ein Gerät handelt, das in nur einer Achse misst, normalerweise (etwa) senkrecht zur Längsachse des Flugzeugs. Korrigiere mich, wenn es nicht so ist.

Damit kann man dann z.B. die Beanspruchung des Flügelholms usw. durch Böen, beim Looping usw. messen und registrieren. Mit einem zweiten solchen Sensor, rechtwinklig dazu eingebaut, könnte man die Beschleunigungen und Beanspruchungen in Längsrichtung feststellen.
Wesentlich dabei ist, daß beidesmal in einem "flugzeugfesten" Koordinatensystem gemessen wird.

Allgemein:
Die Parabel-Flugbahn ist dadurch gekennzeichnet, daß in einem "erdfesten" Koordinatensystem die horizontale Geschwindigkeitskomponente konstant bleibt, und in der Vertikalen nur die Erdbeschleunigung wirksam ist. Wenn wir den Luftwiderstand mal vernachlässigen, dann beschreibt jeder (schräg) nach oben geworfene Stein oder ein Geschoß so eine Bahn.

Beim Flugzeug haben wir nun aber einen nicht vernachlässigbaren Luftwiderstand und einen Propellerschub in Bahnrichtung, und den Auftrieb senkrecht zur Bahnrichtung. Die vektorielle Summe dieser Kräfte müsste man zu Null machen.

Egal, ob autonom im Modell oder per Telemetrie durch den Pilot, geht das m.E. nur, wenn man den Lagewinkel des Modells zum "erdfesten Koordinatensystem" (Horizont) weiß. Der Lagewinkel des Modells zum Horizont ändert sich ja im Verlauf des Parabelflugs stark.

Die zweite Frage wäre dann, wie man die Kräfte Widerstand, Schub, Auftrieb während des Parabelflugs verändern ( "durchsteuern" ) muß, damit ihre Vektorsumme Null ergibt. Meiner Meinung nach sollte man zuerst diesen Punkt klären, bevor man an die "apparative Umsetzung" denkt.

Ich bin mir nicht so sicher, ob diese Überlegung richtig ist. Vielleicht sehe ich vor lauter Bäumen auch den Wald nicht mehr. Korrigiert mich, wenn ihr das anders seht.

Grüße,
Helmut

Jan
12.01.2003, 20:51
Helmut,
ich bin mir als bekennender Laie überhaupt nicht im Klaren:



Egal, ob autonom im Modell oder per Telemetrie durch den Pilot, geht das m.E. nur, wenn man den Lagewinkel des Modells zum "erdfesten Koordinatensystem" (Horizont) weiß. Der Lagewinkel des Modells zum Horizont ändert sich ja im Verlauf des Parabelflugs stark.

Die zweite Frage wäre dann, wie man die Kräfte Widerstand, Schub, Auftrieb während des Parabelflugs verändern ( "durchsteuern" ) muß, damit ihre Vektorsumme Null ergibt. Meiner Meinung nach sollte man zuerst diesen Punkt klären, bevor man an die "apparative Umsetzung" denkt.
Mache ich es mir zu einfach, wenn ich Folgendes behaupte:

Kann man sich nicht des ganzen Problemhaufens entledigen, wenn man sich nur auf den Bahnneigungswinkel beschränkt (immer vorausgesetzt der auf Voll-Last laufende Antrieb liefert überhaupt Vortrieb) und nur mit dem Höhenruder steuert und den Bahnneigungswinkel verändert? Denn die Vektorsumme wird zwar beeinflusst, wenn z.B. der Widerstand steigt, aber das kann man doch (wie alle anderen Größen auch) mit dem Höhenruder "aussteuern", indem man einfach mehr Tiefe gibt, oder?? :confused:

Ich stelle mir das so vor, dass das virtuelle Männlein oder Weiblein im Cockpit schwebt. Kommt die Schwerkraft wieder zur Geltung, etwa, weil der Flieger langsamer wird (z.B. wg. Luftwiderstand), dann erfährt man das am Boden und man gibt wieder mehr Tiefe und "der Winkel" passt wieder. Man muss ihn gar nicht kennen. Entscheidend ist der Effekt im Cockpit. Oder wo sitze ich hier auf dem Schlauch? Das könnte eine ganz einfach Messapparatur sein.

Michael Baer
12.01.2003, 23:06
Hallo Marina!

ich habe gerade auf der ESA website geschaut, wie der Pilot des A 300 ZERO G dieses Parabelmanöver fliegt:

Er beginnt mit "Steady horizontal flight", das heißt, er fliegt zunächst ausgetrimmt mit gleicher Geschwindigkeit auf gleicher Höhe.

Das kann man mit einem Modellflugzeug auch hinkriegen ;) !

Dann zieht er den Airbus mit 1,8 g in einen Steigflug von 45°.

Da wirds für den Modellpiloten schon schwieriger. Die 1,8 g wird er nicht exakt halten können, und auch die 45° wird er nicht so genau treffen wie der "Grosse". Vom Prinzip her kann er aber das Modell aus dem Horizontalflug in einen Steigflug von ca. 45° bis 50° bringen.

Der Airbus reduziert seinen Schub dann auf ein Minimum, das den Luftwiderstand kompensiert, und folgt einer freien ballistischen Flugbahn, während der für ca. 20 sec Schwerelosigkeit herrscht. Der Airbus wird also nicht durch diese Parabel gesteuert, diese Steuereingaben hätten Auswirkungen auf die gewünschte Schwerelosigkeit, sondern folgt, nachdem er die 45° erreicht hat, nur der ballistischen Bahn.

Der Modellflieger wird den Schub ganz in Leerlaufstellung nehmen müssen, die Kompensationsleistung des Triebwerks für den Luftwiderstand, wenn man sie denn berechnet hat, wird man am Modelltriebwerk nicht genau genug einstellen können.

Der Airbus nimmt während des Parabelmanövers seine Nase nach unten, und wenn die Nase 45° nach unten zeigt, wird die Maschine mit 1,8 g abgefangen. Fliegt er dann wieder "straight and level" ist das Manöver beendet.

Auch das Modell wird, wenn es sauber gebaut ist, die Nase nach unten nehmen und wenn der Winkel symmetrisch zum Steigwinkel aussieht, wird der Modellflieger sein Flugzeug abfangen. Die 1,8 g wird er auch beim abfangen nicht halten können,aber er wird es trotzdem schaffen und auch das Modellflugzeug wird nach Beendigung des Manövers wieder geradeausfliegen.

Fazit: Du kannst mit einem Modellflugzeug dieses Parabelmanöver nachfliegen, mußt Dir aber darüber im klaren sein, daß mit einem Modell das Prinzip des Parabelflugs gezeigt werden kann, daß aber bei der Realisierung dieses Parabelflugs deutliche Abstriche gegenüber dem Original gemacht werden müssen. Du wirst den Luftwiderstand nicht kompensieren können und wirst auch das Modell nicht so exakt steuern können, wie das im Airbus möglich ist.

Ein experimentelles Setup, um Schwerelosigkeit im Modellflugzeug während eines Parabelfluges nachzuweisen halte ich allerdings durchaus für machbar.

Happy landings

Michael

[ 12. Januar 2003, 23:06: Beitrag editiert von: Michael Baer ]

haschenk
16.01.2003, 01:50
Hi zusammen,

ich habe inzwischen ein wenig gerechnet, wobei mir der Beitrag von Michael eine erhebliche Hilfe war.

Hier das Ergebnis.
Der Anflug und das Hochziehen sind zweitrangig, aber insofern von Bedeutung, als die Geschwindigkeit bei Eintritt in die Parabelbahn möglichst hoch sein sollte (s.u.). Die 1,8 g sind wahrscheinlich für die gegebenen Umstände irgendwie optimal, oder man will den "mitfliegenden Objekten" keine höhere positive g-Belastung zumuten.

Der Winkel von 45 Grad ist optimal, damit ist die "Wurfweite" bekanntlich am größten, und man erreicht die längste schwerelose Zeit.

Das Flugzeug tritt in die Parabelbahn mit einer (Bahn-) Geschwindigkeit v1 und unter einem Bahnwinkel (zur Horizontalen) von 45 Grad ein. Allgemeiner können wir hier einen Winkel Phi1 annehmen. Es hat damit die Vertikal-Geschwindigkeitskomponente v1*sin(Phi1) und die Horizontal-Geschwindigkeitskomponente v1*cos(Phi1).

Die Kräfte am Flugzeug während des Parabelflugs müssen sich vektoriell zu Null ergänzen (abgesehen von der Schwerkraft). Das betrachtet man am einfachsten auch wieder in Komponenten, diesmal aber in einem Koordinatensystem, dessen eine Achse in Bahnrichtung (Schub, Widerstand) und dessen andere Achse (Auftrieb) senkrecht dazu ist.

Schub und Widerstand müssen zu jedem Zeitpunkt gleich groß sein und sich zu Null aufheben. Das kann nur mit dem "Leistungshebel" geschehen. Da sich aber die Geschwindigkeit während des Parabelflugs ändert (s.u.) und der Widerstand annähernd quadratisch von ihr abhängt, muß auch der Schub entsprechend verändert werden. Der Auftrieb muß zu jedem Zeitpunkt auch Null sein; das kann man erreichen, indem das Flugzeug "mit der Nase runter" im Nullauftriebswinkel gehalten wird.

Zurück zu den Geschwindigkeiten. Vertikal haben wir nur die Erdbeschleunigung -g, damit wird die Vertikalkomponente (ab Eintritt in die Parabel) vy = v1*sin(Phi1) - g*t. Horizontal haben wir keine Beschleunigung, und die Horizontalkomponente wird einfach vx = v1*cos(Phi1) = const.

Es ist nun zweckmäßig, für den Ausdruck v1/g eine Abkürzung einzuführen, die TF heißen soll: TF = v1/g. TF ist konstant, hat die Dimension [1/s] und ist ein charakteristischer Parameter unseres Problems. Nun können wir die Geschwindigkeitskomponenten wieder zur Bahngeschwindigkeit (=Fluggeschwindigkeit) zusammensetzen, und wir beziehen diese dann zweckmäßigerweise gleich auf den Anfangswert v1. Es ergibt sich dann für die Bahngeschwindigkeit

v/v1 = Wurzel (1-2*sin(Phi1)*(t/TF) + (t/TF)^2)

Dies ist die Vorschrift, nach welcher die Geschwindigkeit des Flugzeugs während der Parabel gesteuert werden muß, und zwar mit dem Triebwerksschub, keinesfalls mit dem Höhenruder. Mit letzterem muß der Auftrieb auf Null gehalten werden. Wir können unserem PC mit einem geeigneten Programm nun diese und die Vertikalkomponentengleichung eingeben und z.B. für t = 0....30 Sekunden die Geschwindigkeiten rechnen lassen. Durch Integration über die Geschwindigkeiten erhalten wir die Bahn, aber von der wissen wie eh schon, daß es eine Parabel ist. Es könnten aber die Wegstrecken interessieren.

Beispiel 1: Flugzeug ähnlich Airbus, angenommen v1 = 170 m/s; g = 9,81 m/s^2, Phi1 = 45Grad,
TF = 170/9,81 = 17,3 1/s
Die Geschwindigkeit nimmt zunächst ab und erreicht ein Minimum von ca. v/v1 = 0,73 nach ca. 12 Sekunden, dies ist im Scheitelpunkt der Parabel; gleichzeitig ist dann vy = 0.
Von da ab wird der Flieger wieder schneller und erreicht nach ca. 24 s wieder die ursprüngliche Geschwindigkeit v1 bzw v/v1 = 1. Danach wird er laufend schneller, und es wird Zeit, ihn abzufangen.

Beispiel 2: Modellflugzeug, angenommen v1 = 40 m/s. Jetzt ist TF = 40/9,81 = 4,08
Das Geschwindigkeitsminimum von ca. v/v1 = 0,73 im Scheitelpunkt wird jetzt schon nach ca. 2,8 s erreicht, und nach ca. 5,6 s sind wir wieder bei 40 m/s. Lassen wir ihn weiter in der Parabel, hat er nach 10 s schon 1,9*40 = 76 m/s drauf oder ist "eingefahren". Beim Modell geht also alles viel schneller.

So, dabei will ich es mal bewenden lassen. Ich wollte damit nur zeigen, wie man sich der Sache quantitativ nähern kann. Vielleicht gibt es ja auch noch andere Wege dazu.

Grüße,
Helmut

Michael Baer
17.01.2003, 22:13
Hallo Marina!

Habe das schöne Wetter heute genutzt, um mit meinem Twin-Jet Parabeln auszuprobieren:

Es klappt! Ich habe nach Horizontalflug (ausgetrimmt, das ist wichtig!!) einen ca. 45° Steigflug eingeleitet und dann die Triebwerke in Leerlauf gezogen. Der TJ hat dann, ohne daß ich eine einzige Steuereingabe gemacht habe, eine Parabel geflogen. Das ganze dauert natürlich nur ein paar Sekunden, aber es funktioniert. Das Flugzeug nimmt während dieser Parabel selbständig die Nase runter, da braucht es keine Höhenrudereingabe, denn man trimmt ein Flugzeug immer für eine bestimmte Geschwindigkeit und die will es dann halten. Deshalb ist es auch wichtig, dieses Maneuver mit a u s g e t r i m m t e m Flugzeug zu fliegen. Ist der Flieger nicht ausgetrimmt, erzeugt diese Vertrimmung unerwünschte Höhenruder-Eingaben, die die Flugbahn (die Parabel) beeinflussen.

Also Marina, jetzt mußt Du uns mitteilen, was Du noch brauchst, dann kann es weitergehen.

Wir haben bei uns am Platz auch einen richtigen Physiklehrer mit großen Modellen, in denen sich ein Versuchsaufbau realisieren lassen müßte! Der kann Dich bestimmt prima bei praktischen Versuchen unterstützen.

Happy landings

Michael

Marina
18.01.2003, 21:29
Hi!
Eure Unterstützung ist echt super, vor allem die Rechnerei und das Ausprobieren!

"Ausgetrimmt" heißt doch, dass das Höhenruder nicht verstellt wird, oder?

Werde mich nächste Woche mit meinem Physiklehrer kurzschließen und habe dann wahrscheinlich wieder ein paar unmögliche Fragen,

also haltet euch bereit!

Marina

Michael Baer
19.01.2003, 12:21
Hi Marina

Ganz kurz zum Trimmen

Ein Pilot, der die Höhenruder-Trimmung nicht verwendet, muß das Flugzeug durch entsprechende Steuereingaben (ziehen am Knüppel oder Drücken am Knüppel) auf der gweünschten Flugbahn halten. Läßt er den Steuerknüppel los, dann wird das Flugzeug sofort die Nase runter oder rauf nehmen und dann entsprechend einen Sink - oder Steigflug beginnen. Mit der Trimmung kann man diese Kräfte wegtrimmen, das heißt, wenn der Pilot sein Flugzeug ausgetrimmt hat und den Knüppel losläßt, dann fliegt das Flugzeug auf gleicher Höhe weiter.

Gerade für Dein Problem des Parabelfluges sollte das Flugzeug bei Beginn des Manövers ausgetrimmt sein. Wenn der Steigflug von 45° - 50° erreicht ist, und der Pilot den Knüppel losläßt, soll ja das Flugzeug der Flugbahn weiter folgen.

Für verschiedene Fluggeschwindigkeiten sind verschiedene Stellungen der Trimmung nötig, ein Flugzeug wird immer für eine bestimmte Geschwindigkeit ausgetrimmt.

Jetzt war's doch eine etwas längere Erklärung, ich hoffe halbwegs verständlich, wenn nicht sag Bescheid!

Happy landings

Michael

haschenk
19.01.2003, 18:35
Hallo Michael,
deine Erklärung mit dem "ausgetrimmten" Modell ist so nicht ganz richtig.
Daß die Trimmung eigentlich dasselbe macht wie der HR-Knüppel -nämlich einen Ausschlag des HRs- ist sicher klar. Die Trimmung stellt den HR-Auschlag bei losgelassenem Knüppel ein. Normalerweise trimmt man ein Motormodell so, daß es dabei horizontal oder auf einer schwach nach unten geneigten Bahn fliegt; da sind auch etwas persönliche Gewohnheiten dabei.

Aber was steckt dahinter?
Wenn du ein Modell austrimmst, dann stellst du dadurch das Längsmomenten-Gleichgewicht für einen ganz bestimmten Anstellwinkel ein. Aus diesem resultiert der Auftriebsbeiwert ca, und dazu stellt sich dann automatisch die "passende" Bahngeschwindigkeit ein, bei der -im gleichförmigen Flug- Kräftegleichgewicht herrscht (ist etwas verkürzt gesagt).

Wenn du jetzt das Modell für den Horizontalflug ausgetrimmt hast, dann hat sich ein bestimmter Auftriebsbeiwert eingestellt, bei dem dann der Auftrieb gerade gleich dem Gewicht des Modells ist. Zu diesem Auftriebsbeiwert und den zugehörigen Anstellwinkel wird das Modell nach einer Bahnstörung immer wieder automatisch zurückfinden, und dieser Auftriebsbeiwert ist immer ungleich Null.

Wenn das Modell unter 45 Grad in die Parabelbahn eingesteuert wurde, dann wird es auch sofort wieder sein Längsmomentengleichgewicht herstellen, und den zugehörigen Auftriebsbeiwert. Das heißt aber, es besteht ein Auftrieb, der jetzt unter 45 Grad "schräg nach hinten oben" zeigt. Unter diesen Bedingungen ist KEIN Parabelflug möglich (vom Widerstand mal abgesehen). Der Auftrieb muß Null sein!

Man müsste deshalb etwa folgendermaßen vorgehen:
Steht eine Computeranlage zur Verfügung, so ist die Sache einfach. In einer eigenen "Flugphasen-Konfiguration" wird das Modell auf ca=0 (senkrechter Sturz- oder Steigflug) ausgetrimmt, und diese Konfiguration wird abgespeichert. Beim Parabelflug wird dann bei Erreichen des "45 Grad-Eintrittspunkts" von der normalen auf diese Konfiguration umgeschaltet. Beim Austritt bei -45 Grad dann wieder umgekehrt.
Zum Erfliegen der "Sturzflug-Konfiguration" dürften neben Sicherheitshöhe auch starke Nerven angesagt sein.

Ohne Computeranlage wird es erheblich stressiger. Man kann dann eigentlich nur die Trimmung von Haus aus schon für den Sturzflug machen und während des normalen Flugs mit dem Knüppel ständig "gegenhalten", bei Eintritt in die Parabel dann den Knüppel loslassen. Ob das praktisch realisierbar ist, sehe ich als fraglich.

Ein Ausweg könnte sein, im Sender dem HR-Signal von einem "Schieberegler-Kanal" etwas zuzumischen, und dann diesen Schieberegler bei Bedarf auf- oder zuzuziehen. Das hängt natürlich davon ab, ob der Sender so eine Mischung erlaubt.

Ich möchte nochmal betonen, daß ohne die Bedingung ca=0 ein Parabelflug ( "schwerelos" ) nicht möglich ist; etwas Ähnliches wohl schon.

Bei Erfüllung dieser Bedingung haben wir aber erst die halbe Miete, die Bedingung Schub = Widerstand wäre auch noch zu erfüllen.

Grüße,
Helmut

P.S.
Mir ist da gerade noch eine Lösung zum Umtrimm-Problem eingefallen, die vielleicht die einfachste ist:
Ein zweites HR-Servo ins Modell einbauen, das über einen Schaltkanal betätigt wird. Die Ausgänge des normalen und des zweiten Servos im Modell mechanisch mischen (Mischhebel o.ä.). Damit läßt sich dann schnell, gefahrlos und ohne Computersender zwishen Normal- und Sturzflugtrimmung umschalten. Die Sturzflugtrimmung muß natürlich erflogen werden.

[ 19. Januar 2003, 19:17: Beitrag editiert von: haschenk ]

haschenk
20.01.2003, 12:05
Hallo Michael,

ich bin gewiß auch auch nicht der große "Parabelflug-Guru". Ich versuche nur, mit ein paar Physik- und Aerodynamik-Kenntnissen (habe ich mal gelernt) mir die Sache klar zu machen. Die Mathematik, die man auf diesem Level braucht, ist noch ziemlich einfach.

Die "Null g" gelten nicht nur für den Scheitelpunkt, sondern während des gesamten Parabelflugs. Sie ergeben sich beim "rein ballistischen Flug" (ohne Schub und Luftkräfte) einfach dadurch, daß das "fliegende Objekt" ständig der Erde "entgegenfällt". Das gilt auch für die Anfangsphase, in der das Objekt noch nach oben steigt, denn es verlangsamt seine Steiggeschwindigkeit entsprechend dem Fallgesetz (v = v0 - g*t, v0 = anfängliche Vertikalkomponente der Geschwindigkeit, t = Zeit). Im Scheitelpunkt ist die Vertikalgeschwindigkeit = Null, danach kehrt sie sich um und nimmt laufend zu.
Das Wesentliche an dieser Bewegungsform ist, daß in der Vertikalen nur die Erdbeschleunigung auftritt (s.o.) und in der Horizontalen die Geschwindigkeit gleichbleibt (= keine horizontale Beschleunigung).
So verhält sich ein schräg nach oben geworfener Stein oder das Geschoß aus einer Kanone. Wenn man die Geschwindigkeiten (Komponenten) rechnet und daraus die Bahnkurve, dann kommt eine Parabel dabei raus.

Unser Flugzeug ist nach Ende des Eintrittsbogens in derselben Situation wie ein Geschoß, das den Kanonenlauf unter einem bestimmten Winkel und mit einer bestimmten Geschwindigkeit verläßt, nur daß an ihm noch aerodynamische Kräfte und der Triebwerkschub angreifen (können). Diese Kräfte muß man nach Richtung und Größe ("vektoriell") in jedem Zeitpunkt zu Null machen, sonst kommt kein ballistischer Flug zustande.
Ähnliches gilt auch für den Bombenabwurf aus einem Flugzeug; da beginnt die Parabel nur gleich im Scheitelpunkt.

Daß wir diesen ballistischen Flug des Flugzeugs selbst wirklich brauchen, kann man sich leicht so vorstellen: Ein im Inneren des Flugzeugrumpfs "schwebender" Körper folgt von allein prakt. exakt der ballistischen Bahn, weil auf ihn nur die Schwerkraft einwirkt. Wenn das Flugzeug nicht genau dieselbe Bahn fliegt, dann wird dieser Körper sehr bald irgendwo innen an die Rumpfwand anstoßen, und das Schweben ist vorbei. Natürlich kriegt man das nicht ideal genau hin, aber man wird enge Toleranzen einhalten müssen.

Von den die Bahn "störenden" Kräften ist der Auftrieb die weitaus größte, und es gibt m.E. keine Kompensationsmöglichkeit dafür, deshalb muß man ihn sebst zu Null machen, indem man den Anstellwinkel entsprechend klein macht (ca=0, Sturzflugtrimmung). Und das während des gesamten Parabelflugs.

Zum Schub kann man noch überlegen:
Er muß zu jedem Zeitpunkt gerade den Luftwiderstand kompensieren. Während des horizontalen Anflugs hat er das gerade gemacht, während des Übergangsbogens ist die Geschwindigkeit kleiner geworden, und während des "ballistischen Steigens" muß die Vertikalkomponente der Geschwindigkeit gleichförmig abnehmen. Da deren Horizontalkomponente gleich groß bleiben muß, kann man somit die geforderte Bahngeschwindigkeit berechnen, und damit die Änderung des Widerstands, und daraus die notwendige Reduzierung des Schubs. Dabei muß man natürlich berücksichtigen, daß der Widerstandsbeiwert (cw) auch kleiner wird wegen des verringerten Anstellwinkels (z.B. wird der induzierte Widerstand sogar Null).

Das ist nun leicht gesagt und schwer getan; ich vermute mal, daß das im Airbus ein Computer macht.
Aber auf gar keinen Fall darf man den Schub auf Null runterfahren, das wäre grob falsch. Andererseits ist die Größenordnung der wirksamen Differenz Schub - Widerstand viel kleiner als der Auftrieb, und die auftretenden Geschwindigkeitsunterschiede sind nicht extrem groß. Das dürfte diesen Punkt weniger kritisch machen, als es beim Auftrieb der Fall war.

----------------------------------
Zitat:
Wenn Du die "Null Auftrieb Trimmstellung" während des Steigflugs zuschaltest, wird dieser Ruderausschlag meines Erachtens die Flugkurve eher stören, als unterstützen, weil eine schlagartige Änderung der Trimmung ein Pitchmoment erzeugt und die Bahn verändert.
----------------------------------
Ja, wenn man schlagartig von von "Normal-" auf "Sturzflugtrimmung" umschaltet bzw. damit den Auftrieb "wegschaltet", wird es bestimmt zu einem "Ruck" und einer störenden Ausgleichsbewegung des Flugzeugs kommen. Das kann man minimieren, indem der Übergang nicht schlagartig, sondern "fließend" gemacht wird. Das gilt in ähnlicher Weise z.B. auch beim Umschalten von unterschiedlichen normaleren "Flugphasen". So eine Funktion bieten deshalb die meisten Computersender.

Michael, ich weiß, wie du das mit deinen "parabeligen Bahnen" gemeint hast und will es deshalb garnicht kritisieren. Wenn es "ballistische Parabeln" wären, so wäre das m.E. aber ein großer Zufall.

Es wäre natürlich sehr interessant, etwas mehr dazu erfahren, wie die Profis von der esa die Probleme im Detail gelöst haben.

Grüße,
Helmut

Michael Baer
20.01.2003, 12:16
Hallo Helmut

Die Fragestellung von Marina war, ob es möglich sei, mit einem Modellflugzeug eine nach unten geöffnete Parabel zu fliegen, um Schwerelosigkeit zu erzeugen.

Bezug nimmt sie auf die esa, die mit einem Airbus Parabelflüge durchführt.

Die Durchführung dieser Parabelflüge habe ich, so wie ich die Informationen der esa verstehe, oben im thread beschrieben.

Wie ich dieses Manöver einschätze (ohne daß ich den mathematischen Beweis zu erbringen in der Lage wäre) wird der Airbus nicht durch eine "Null Auftrieb" Höhenruder-Eingabe die Flugbahn bestimmen. Die Tragfläche des Airbus wird während des ganzen Manövers Auftrieb liefern, der sich quantitativ während der Parabel jedoch deutlich ändert. Wichtig für die Zielsetzung Schwerelosigkeit ist ein Zustand von Null g im Scheitel der Parabel.

Wenn das Flugzeug die horizontale Bahn verläßt und den Steigflug mit 45° einnimmt, wird Bewegungsenergie in Lageenergie umgewandelt.
Der Schub wird fast auf Null reduziert (es wird nur für den Luftwiderstand kompensiert) das heißt die angezeigte Geschwindigkeit verringert sich, der Anstellwinkel gegenüber der anströmenden Luft
wird größer werden. Der Auftrieb wird sich also während des Steigflugs deutlich verringern, ohne daß eine weitere Höhenrudereingabe nötig ist.

Wenn das Flugzeug zu Beginn des Manövers ausgetrimmt war, wird es die Nase nach unten nehmen, um sich die Geschwindigkeit wieder zu holen, für die es getrimmt ist. Dabei steigt, nachdem die Nase durch den Horizont ist, die angezeigte Geschwindigkeit wieder, der Anstellwinkel gegenüber der anströmenden Luft wird kleiner, der Auftrieb erhöht sich wieder.

Warum (hier die Frage an den Mathematiker) ist diese Flugbahn keine nach unten offene Parabel? Vorsichtig formuliert wirken während des Durchflugs durch den Scheitel deutlich weniger als ein g, ich denke das geht schon Richtung Null. Ob der Airbus im Scheitel der Parabel nachgesteuert werden muß, um exakt Null g zu halten, kann Marina vielleicht mit einer Recherche bei der esa rauskriegen, ob es mit dem Modell exakt Null g sind oder wie nah man an die Null g herankommt: Keine Ahnung! Kann vielleicht eine Versuchsreihe zeigen.

Wenn Du die "Null Auftrieb Trimmstellung" während des Steigflugs zuschaltest, wird dieser Ruderausschlag meines Erachtens die Flugkurve eher stören, als unterstützen, weil eine schlagartige Änderung der Trimmung ein Pitchmoment erzeugt und die Bahn verändert.

Meine Argumente sind allerdings nur "aus dem Bauch raus", belegen kann ich nix, aber für mich klingt's nicht unlogisch! Und die Flugbahnen, die ich mit dem Modell geflogen habe, die sahen richtig parabelig aus!!

Happy landings

Michael

[ 20. Januar 2003, 00:21: Beitrag editiert von: Michael Baer ]

Michael Baer
20.01.2003, 20:53
Hallo Helmut,

Danke für die Erklärungen! Ich überleg mal drauf rum, bin die nächsten Tage beruflich beschäftigt, melde mich anfangs nächster Woche wieder!

Happy landings

Michael

Tom
21.01.2003, 10:49
Hallo,
hier nochmal ein Bild der Flugkurve. http://users.skynet.be/Equimass/parabole.gif
Toll wie sich der Flieger in der Kurve biegt! Der Parabelflugkapitän macht folgendes:
- Horizontalflug mit Reisegeschwindigkeit.
- Triebwerke auf vollen Schub und 45° Steigflug mit ca. 1.8 g.
- Triebwerke auf sehr kleinen Schub zur Überwindung des Lufwiderstandes, Trimmung der HR auf "Sturzflug", also kein Auftrieb mehr. Übergang von 1.8 g auf 0 g.
- Parabelphase mit ca. 0 g. Falls alle Luftkräfte zu Null werden (Auftrieb=0 und Widerstand=Triebwerksschub) steigt der Flieger weiter, um im Scheitelpunkt die Nase runter zu nehmen und dann wieder Geschwindigkeit aufzunehmen. Da die Geschwindigkeit sich stetig ändert, ändert sich auch der Widerstand. Das wird mit dem HR ausgeglichen, der Triebwerksschub bleibt konstant. Der Pilot steuert zunächst anhand eines Gravitationsmessers (Waage). Dann beobachtet er einfach einen schwebenden Gegenstand in der Kabine und fliegt das Flugzeug um diesen herum. D.h., sinkt der Gegenstand (g>0) steuert er Tiefenruder um mehr Fahrt aufzunehmen und umgekehrt.
- Hat das Flugzeug 50° Bahnneigung wird es Zeit mit dem HR abzufangen und die Triebwerke wieder auf vollen Schub zu bringen. Hier herrschen wieder 1.8 g.
- Eine Erholungsphase im Horizontalflug mit 1 g erlaubt den Passagieren auf die Toilette zu gehen.

Wie soll man dass mit einem Model nachmachen? Auf jeden Fall muss man die Sturzflugtrimmung (Ca=0) erfliegen. Das Feintuning zum Ausgleich des Widerstandes muss man durch einen Gewichtssensor der das HR ansteuert machen. Hier sind Elektronikexperten gefragt, also nicht ich.

Gruß, Tom

Xtoph
21.01.2003, 22:26
Hallo,

euer Thema ist ja ganz interessant, da muss ich mich auch noch einmischen.

Die Frage ist doch jetzt: Wie krieg ich das regeltechnisch hin, die Parabel vollautomatisch zu halten?

Wie waere es 2 Pendel zu haben, die jeweils mit einem Poti verbungen sind.

Ein Pendel rotiert um die Laengsachse. Haengt es auf Anschlag nach unten habe ich positive Beschleunigung. Steht es nach oben habe ich negative Beschleunigung (z.B. stationaerer Rueckenflug oder zu viel Tiefe waehrend der Parabel). In der Mittellage ist die Beschleunigung 0. Das Poti stellt nun ueber einen handelsueblichen Servotester das Hoehenservo. Fertig ist die Regelstrecke. Die Einstellung ist jetzt Fleissarbeit.

Das zweite Pendel rotiert um die Querachse und regelt den Antiebsschub.

Aktiviert wird der Regelkreis ueber einen Schaltkanal nachdem man das Flugzeug in eine 45 Grad nach oben geneigte Flugbahn gebracht hat.

Die Frage ist nun:

Was kann man jetzt fuer tolle Experimente in der Schwerelosigkeit anstellen?

Es gab ja schon viele Faelle, wo man anfangs mit bemannten Flugzeugen experimentierte und aus Kostengruenden auf Modelle umstieg. Ich denke da z. B. an die Meteorologieexperimente in Nepal oder Fotofluege.

Gruss
Christoph

Tom
22.01.2003, 09:51
Nochmal, wenn man die Parabel eingeleitet hat, wird das Feintuning nur mit dem HR gemacht. Triebwerksschub bleibt konstant, da für Regelung zu träge!!!! Also, nur ein Regelkreis nötig.
Tom

Marina
27.01.2003, 21:18
Hallo,
hab mit meinem Physiklehrer gesprochen und keine besonders guten Neuigkeiten. :(
An sich hält er diesen Versuch mit viel Arbeit und Engagement durchaus für machbar, doch finanziell siehts leider miserabel aus. Von der Schule kann ich höchstens 50 EUR Unterstützung erwarten und damit brauche ich erst gar nicht anzufangen. :( :(

Kann mich aber noch nicht so wirklich von diesem Thema verabschieden, vor allem weil ihr mich alle durch so tolle Ideen unterstützt habt! :)

Grüße
Marina

P.S.:Solltet ihr irgendeine Firma kennen, die so ein Projekt unterstützen würde, meldet euch doch bitte!

Michael Baer
27.01.2003, 22:51
Hallo zusammen,

für die richtige Parabelflugtrimmung hätte ich vielleicht eine Idee: Im Sturzflug eine Trim-Stellung zu erfliegen halte ich für problematisch.

Mein Vorschlag: Flugzeug geradeaus unbeschleunigt fliegen und exakt austrimmen. Trimstellung am Sender markieren.
Anschliessend das gleiche im Rückenflug.

Wir haben jetzt Trim-Markierungen für +1g und -1g am Sender.

Die Trimmung genau in der Mitte zwischen den markierten Trimstellungen müßte die Null g Trim-Stellung sein.

@ Marina: Dranbleiben! Was brauchst Du denn? (Das werden die zukünftigen Projekt-Unterstützer wissen wollen!)

Happy landings

Michael

FlugFisch
05.02.2003, 08:54
Hi..

Bei der ganzen Trimmgeschichte darf man nicht vergessen, dass der Flieger in der Parabelphase eine sich staendig aendernde Fluggeschwindigkeit hat. Bis zum Scheitel abnehmend, danach wieder zunehmend.
D.h. es gibt keine feste Trimmstellung des Hoehenruders, die automatisch 0g macht, da ja nach Stabilitaetsmass des Fliegers beu unterschiedlichen Geschwindigkeiten auch unterschiedliche trimmstellungen erforderlich sind, um 0g zu erreichen.

Man koennte versuchen, einen einfachst-Regler zu bauen.. eine kleine, gelagerte Masse (Pendel), welche ueber ein Poti einen PID-Regler fuer das Hoehenruder ansteuert, koennte eine automatische 0g-Regelung herbeifuehren, wenn die Reglerauslegung richtig gemacht wird. Bei falschen Parametern wird das ganze ins schwingen geraten, dann ist nicht viel mit 0g... nicht so einfach, dass, und ueberschreitet auch bei weitem die Schulmathematik.

Folgendes Problem kommt noch dazu
Je schneller man die Parabel beginnt, desto laenger hat man 0g-Zeit. Die Traegheit kommt den "grossen" zur Hilfe (weshalb sie den Schub konstant lassen koennen), bei "uns kleinen" muesste man aber warscheinlich eine zweifach-Regelkreis
vorsehen, um neben der g-Belastung senkrecht zum "pilotensitz" auch in vorwaerts-rueckwaerts-Richtung 0g zu erreichen, durch geeignete Schubnachregelung.
Fuer nur 5-6 Sekunden "0g" muesste man schon eine Parabel mit 45m Hoehe fliegen. Dazu noch einige Meter fuer das ein- und ausleiten (schaetze nochmal gut 30m je nach Modell).
Es bleibt einem also in keinem Fall viel Zeit.

Sehr viel einfacher koennte man "beinahe" 0g erreichen:
Man wirft vom FLugmodell aus im schnellen Steigflug ein stromlinienfoermiges "Versuchslabor" ab, welches nach einer gewissen Flugzeit einschl. 0g-Phase per Fallschirm zur Erde sinkt.
Keine Regelung erforderlich, und wenn das Teil richtig kompakt ist (d.h. viel Masse bei wenig Stirnflaeche) hatt man eine sehr gute Naeherung fuer 0g, die mit dem Flugmodell wohl auch kaum besser hinzubekommen ist.
Waere auch viel billiger... einfach Traegermodell "ausleihen" und Minilabor mit ferngesteuert ausgeloestem Fallschirm (Seilschirm oder geschlachteter Regenschirm... fertig.

mfg
andi

P.S. da draengt sich mir sofort eine Raketen- oder "kanonen"-Idee auf, aber seit bitte vorsichtig, wenn ihr sowas probiert.

[ 05. Februar 2003, 08:57: Beitrag editiert von: FlugFisch ]

Paul Hopfgartner
11.02.2003, 10:22
Hallo,
über das Thema hab ich mir auch schon mal Gedanken gemacht.
Mein Ansatzpunkt war folgender: es geht ja darum im Flugzeug 0 g zu erzeugen. Man könnte also ein horizontal liegendes Pendel einbauen das sich etwas nach oben und unten bewegen kann. Wenn das Pendel aus der Mittelstellung abweicht kann so ein Schalter (evt Lichtschranke) ausgelöst werden die einen Servotester (gibts als Bausatz) ansteuert, könnte man so machen daß mit dem Poti die Mittelstellung eingestellt wird, und das Pendel paralell dazu Richtung Extremstellungen steuert wenn es ausgelenkt wird.
Das so gesteuerte Servo bedient dann ein zusätzliches Höhenruder, odr man sieht einen Schalter vor mit dem man im Flug das Signal für das Höhenruderservo mal vom Empfänger odr dem Servotester nehmen kann.
Ist sicher keine perfekte Methode, und erfordert sicher einiges an Probiererei (z.b.Empfindlichkeit und Dämpfung des Pendels, Ruderausschläge,.....), wäre abr recht einfach zu realisieren.
Prinzip: Flieger geht nach oben-> Pendel nach unten-> Höhenruderservo geht auf Tief-> Nase runter-> Pendel Mittelstellung-> Servo auf Neutral....

hm, das gleiche ließe sich auch für die Längsrichtung machen, nur würde da der Motor angesteuert werden.
http://www.pixum.de/members/dermarvin/7aa92b3416fb82a7529a93814f9d2ce5_2.jpg

Paul

[ 11. Februar 2003, 11:23: Beitrag editiert von: Paul Hopfgartner ]

FlugFisch
12.02.2003, 07:57
Hi..

Die Idee ist ja an sich richtig, aber:

mit einem schaltenden Pendel wird das mit sicherheit extrem unruhig. Statt 0g wird mann dann zwar "im Mittel" 0g haben, aber zwischen = und - 0.5g pendeln. Wenn du dein Poto, welches nach dem Pendel kommt, direkt aufs Pendel legst, hast du da schon bessere Chancen, es wird aber dennoch sehr schwierig sein, das ganze stabil zu kriegen, ohne ein Aufschaukeln der Nickschwingung.
In vorwaerts-rueckwaerts-Richtung wird das sehr viel schwieriger, da erstens die Beschleunigungen viel kleiner sind, um ein Pendel zu bewegen, und zweitens die Reaktion des Antriebs viel traeger ist, insbesondere beim abbremsen.

Wenn mann die "0g-Messkammer" vom eigentlichen Modell entkoppelt (entweder durch abwerfen oder durch schleppen mit einem nach o.g. methode "geregelten" Modell, hat man vielleicht ne Chance.

mfg
andi

Biplane
12.02.2003, 09:36
Hi Michael !

Eine Parabel zu fliegen ist sicherlich kein Problem, nur ob diese Parabel auch zur gewünschten Schwerelosigkeit führt ist fraglich. Die Geschwindigkeit spielt ja auch eine nicht ganz unwichtige Rolle bei der ganzen Sache. Die Maße des Modells und der Luftwiederstand sind gegenüber der großen A 300 ZERO G.

Im wesentlichen kommt es darauf das der umbaute Raum mit einer bestimmten Geschwindigkeit diese Parabel fliegt. Theoretisch kannst du einen Karton nehmen mit entsprechenden Gewicht nehmen und in einer Parabel werfen; auch dann würde für einen kurzen Augenblick Schwerelosigkeit bestehen.

Nur wenn alle Faktoren zusammen stimmen ist aber wirklich über einen deutlichen Zeitraum möglich. Eine genaue Berechnung ist bestimmt recht kompliziert. (zumindest für mich wäre es zu komplex)

Aber mit entsprechenden Meßgeräten könnte man sich in der Praxis herantasten. Am besten wäre wenn man die Meßdaten und die Flugbahn aufzeichnen und dann analysieren kann. So bekäm man am schnellsten Resultate.

Gruß
Norbert, der lieber experimentiert als rechnet

Dietrich_M
12.02.2003, 23:20
Übrigens gibt es die oben beschriebenen Pendel auch in elektronischer Ausführung und recht brauchbarer Größe:
http://home.arcor.de/d_meissner/adxl.jpg
Der Sensor im Bild beherbergt übrigens gleich 2 'Pendel' und kann etwas mehr als +-2g auflösen.
Vielleicht noch ein PIC12F675 und der Flugregler wird nicht viel größer als 10x5mm.

Gruß Dietrich

Dietrich_M
15.02.2003, 17:21
Ich habe mal versucht nach euren Vorgaben von oben ein paar Parabeln zu fliegen.
http://home.arcor.de/d_meissner/parabl.gif
Je nach Trimmung schafft man mehr oder weniger nahe an 0g zu kommen.

Gruß Dietrich

Marina
18.02.2003, 15:19
Hallo Dietrich,

dein aufgezeichneter Flugversuch sieht wirklich beeindruckend aus! :cool:
Könntest du mir ein paar genauere Infos dazu liefern?
Z.B.:
Mit welcher Trimmung kommt man am nähesten an 0g und wie zuverlässig kommt man dahin, ist das Glücks- oder Übungssache?
Kann man dieses elektronische Pendel mit einem PC koppeln, oder wie hast du deinen Flug ausgewertet?

Bis dann
Marina

Dietrich_M
18.02.2003, 21:22
Hallo Marina,

Ich habe einfach mehrere Parabeln versucht und dabei jeweils den Trimmhebel in unterschiedliche Positionen gestellt. Die beste Parabel davon siehst Du in der Abbildung.
Es war also mehr Glückssache als ein wissenschaftlicher Versuch, so wie weiter oben beschrieben.
Das elektronische Pendel könnte man mit einer kleinen Zusatzschaltung natürlich mit einem PC verbinden. Allerdings würde ich mit meinem Flieger keinen PC mitnehmen können. Deshalb habe ich einen kleinen Datenlogger benutzt der einfach die Daten im Flug sammelt und speichert ( http://home.arcor.de/d_meissner/d_logger.htm ).

Gruß Dietrich