Wölbklappenautomatik für F3X

Hallo,

angeregt durch den Austausch im Thema http://www.rc-network.de/forum/showthread.php?t=188109 starte ich den Austausch zu einem Bau einer Wölbklappenautomatik hier.

Die Voraussetzungen für eine Realisierung einer Wölbklappenautomatik im Modell sind mit heutiger Technik längst gegeben:

1) Unsere heutigen F3X-Modelle haben alle gemeinsam hocheffektive Wölbklappenprofile.
2)Servos an allen Rudern als Steuergeber für die Ausgabedaten der Wölbklappenstellung.
3)Miniaturisierung von Sensoren zur Erfassung der Eingabedaten für die Wölbklappenstellung.
4)Miniaturisierung von Microprozessoren.

Vor 5 Jahren wurden bereits in rc-network Teile des theoretischen Überbaus diskutiert : http://www.rc-network.de/forum/showthread.php?t=35387&highlight=W%F6lbklappenautomatik.
Bei den manntragenden Segelflugzeugen gab es schon verschiedene (mechanische) Ausführungen.

Wer hat Interesse bei Entwicklung und Bau einer elektronisch geregelten Wölbklappenautomatik mitzumachen ?

Wer hat so etwas schon gebaut und praktische Erfahrung damit ?

Viel Grüße

Tempo

Mikroprozessor, Sensoren und Empfänger

Mikroprozessor, Sensoren und Empfänger

Hallo,

habe mich gerade mit einem Freund unterhalten, der sich mit Microprozessortechnik auskennt.
Schlage einen Atmel-Prozessor vor.

Als Eingabesensor habe ich den Geschwindigkeitssensor von www.sm-modellbau.de bereitliegen bzw. in meinem Thermik3XLeicht eingebaut.
Fehlt noch ein geeigneter g-Sensor.

Als Fernsteuerempfänger kann ich meine programmierbaren ACT-Empfänger benutzen.

Als Übungsprojekt kann ich mir eine Anti-Schiebe-Automatik vorstellen, die auf das Seitenruder einwirkt und den Fliegerrumpf stets in Strömungsrichtung hält. (Siehe letzte Antwort von kurbel in http://www.rc-network.de/forum/showthread.php?t=35387&highlight=W%F6lbklappenautomatik)

Viele Grüße

Tempo

Moin Tempo,
man muss da wohl zuerst klären welche Art der Regelung überhaupt wünschenswert ist.

Meist hat ein Wölbklappenausschlag an sich schon wieder einen eigenen Einfluss auf den momentanen Auftriebsbeiwert und damit auch auf die Flugbahn.
Steuert der Pilot also alleine das HR und die Automatik zum Auftriebsbeiwert passend die Wölbklappe, kann das sicher für den Piloten unangenehm zu fliegen sein.

Entweder die Regelung reagiert sehr schnell, dann könnte es sein, dass auch Böen verstärkt werden, und ähnlich unangenehmes Zeug.
Oder die Regelung ist sehr langsam um dem Piloten nicht ins Gesteuere reinzukacken, dann wäre sie vllt auch nicht mehr so viel wert.

Vllt gibt es irgendwelche intelligenten Lösungen dazwischen, aber vermutlich nicht mal eben so gefrickelt.

Vllt müsste man stattdessen mit dem Knüppel am Sender eher einen Auftriebsbeiwert als Sollwert vorgeben und die Regelung HR und WK zusammen bedienen lassen um ihn einzustellen.
Im Normalfall ist ja der Zusammenhang zwischen Auftriebsbeiwert und HR-Ausschlag in gewissen Grenzen auch etwa linear.
Also entspricht der Vorschlag oben sogar recht gut den Steuergewohnheiten von Piloten.

Kurbel

Wer macht mit ?

Wer macht mit ?

Hallo,

die Auswahl der Hardware und der Sensoren ist fast abgeschlossen.

Ich werde einen ATXMEGA192A3 Mikroprozessor benutzen.
Da die Programmierung eines Mikroprozessors für mich noch Neuland ist, würde es das Projekt beschleunigen und den Spaßfaktor erhöhen, wenn auch interessierte Modellbauer mitmachen, die Segelflugzeuge mit Wölbklappen fliegen und Programmiererfahrung bzw. Programmierinteresse haben.

Viele Grüße

Tempo

Tempo schrieb:

Wölbklappenautomatik für F3X

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Für den Wettbewerb überhaupt erlaubt?

eifel-power schrieb:

Für den Wettbewerb überhaupt erlaubt?

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Konformität zu bestehenden Wettbewerben ist in diesem Fall nicht mein erstes Ziel.

Neue Dinge müssen zunächst frei entwickelt werden. Ich bin selbst gespannt, welche Leistungssteigerung oder anderen Vorteile ein derartiges System bringen wird. Als erstes Versuchsziel steht auf jeden Fall die Datenerfassung der bis jetzt praktizierten Flugstile ohne Regelkreise, die als Vergleichsmaßstab für zukünftiges Fliegen mit Unterstützung von Regelkreisen dienen.

Z.B. habe ich noch keine Informationen gefunden, wie stark ein Schieben beim bisher praktizierten Modellfliegen nach Gefühl und Sicht ausgeprägt ist. Das kann man unter anderem mit meiner geplanten Anlage vermessen.
Beim Wölbklappeneinsatz ist ein ebensolcher Vergleich interessant, inwieweit ein Fliegen mit Regelkreisunterstützung Vorteile bringt.

Viele Grüße

Tempo

Hallo Tempo,

könntest du vielleicht mal skizzieren, was die Wölbklappenautomatik bewirken soll?

Danke und Gruß

Gerald

Weyershausen schrieb:

Hallo Tempo,

könntest du vielleicht mal skizzieren, was die Wölbklappenautomatik bewirken soll?

Danke und Gruß

Gerald

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Hallo Gerald,

werde am Wochenende einen Überblick und eine Zusammenfassung
über verschiedene Ausrichtungsmöglichkeiten einer Automatik für Wölbklappen einstellen, um eine gemeinsame Diskussionsgrundlage zu schaffen. Bin noch dabei meine Quellen und Diagramme zu sichten.

Viele Grüße

Tempo

Wer kann Daten für Wölbklappenprofil HN354 bereitstellen ?

Wer kann Daten für Wölbklappenprofil HN354 bereitstellen ?

Hallo,

wer kann bei der Vorarbeit behilflich sein und für das Wölbklappenprofil HN354

Kreisflugpolaren a) bei verschiedenen Schräglagen b) verschiedenen Flächenbelastungen bereitstellen ?

Mein erster Versuchsträger für die Anlage wird mein Xperience sein.

Viele Grüße

Tempo

Es tut sich was !

Es tut sich was !

Tempo schrieb:

Hallo Gerald,

werde am Wochenende einen Überblick und eine Zusammenfassung
über verschiedene Ausrichtungsmöglichkeiten einer Automatik für Wölbklappen einstellen, um eine gemeinsame Diskussionsgrundlage zu schaffen. Bin noch dabei meine Quellen und Diagramme zu sichten.

Viele Grüße

Tempo

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Bitte noch etwas um Geduld. Investiere meine Zeit gerade in das Knüpfen
von projektförderlichen Kontakten (auch außerhalb der Foren), mit deren Beiträgen ich die Projektbeschreibung verbessern kann.

Habe inzwischen auch das Netz vergrößert, um interessierte Leute und Mitmacher zu verbinden. Wer will schaue parallel im Nachbarforum nach:
http://www.rclineforum.de/forum/thread.php?sid=&postid=3525628#post3525628

Viele Grüße

Tempo

Wäre es nicht vielleicht sinnvoll sich erstmal nur auf die Wölbklappenautomatik ohne Schiebewinkelregelung zu konzentrieren?

Warum mit Anti-Schiebe-Automatik ?

Warum mit Anti-Schiebe-Automatik ?

CHP schrieb:

Wäre es nicht vielleicht sinnvoll sich erstmal nur auf die Wölbklappenautomatik ohne Schiebewinkelregelung zu konzentrieren?

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Hallo CHP,

es gibt gute Argumente für die Kombination mit einer Anti-Schiebewinkel-Automatik:

1) Eine Anti-Schiebewinkel-Automatik ist technisch einfacher aufzubauen als eine Wölbklappenautomatik. Außerdem kann mit ihr die grundlegende Hardware als auch Software getestet werden, die sowieso für die Wölbklappenautomatik notwendig ist. Da eine Antischiebewinkel-Automatik nur auf das Seitenruder einwirkt, sind eventuelle Komplikationen in der
fliegenden Testphase einfacher zu handhaben.

2) Wölbklappenautomatik hat mit Leistungsoptimierung der Flugmaschine zu tun, die durch Schiebeanteile im Flug wieder zunichte gemacht werden kann.

3) Bisher konnte ich noch keine Quellen finden, in der die Schiebeanteile bei den Modellfliegern untersucht worden sind. Auch beim besten Pilot wird es beim bisherigen
Fliegen nach Sicht und Gefühl Schiebeanteile geben. Dieser Einfluß kann mit der aufzubauenden Anlage untersucht und bewertet werden.
Zum Beispiel ist die Wirkung von Schieben bei einem Scale-Segler mit fettem Rumpf auch für den gewöhnlichen Modellflieger leicht zu erkennen.

(Anders sieht es aus, wenn man drinsitzt und einen Faden in der Strömung beobachten kann oder per Videobrille mit Telemetrie fliegt ...)


Viele Grüße

Tempo

P.S.: Habe heute gerade erfahren, daß ein Modellflieger bereits 1992 eine Anti-Schiebe-Automatik zum Einsatz gebracht hat. Bin gerade dabei Kontakt aufzunehmen.

Wenn ich das richtig verstehe, dann geht es Dir in erster Linie darum den Kreisflug zu optimieren. Ich hätte eher an ein anderes Anwendungsgebiet für die Wölbklappenautomatik gedacht.

Guten Abend allerseits
Da sich ja die Themenueberschrift auf F3X bezieht, hier mal eine Ueberlegung zum Thema: Ist der Verlust durch Schiebekurven bei den F3X-Ruempfen nicht im Grunde vernachlaessigbar? Diese sind immerhin heute extrem duenn und auch rund, zumal gerade bei sehr engen Baerten manchmal auch Schiebekurven gewuenscht sind um durch geringere Schraeglage das Steigen zu vergroessern.
Sinnvoll waeren derartige Automatiken wohl eher bei grossen (Oldie-)Seglern, bei denen sich Schiebekurven slipmaessig auswirken und sehr viel Leistung kosten.
Eine Woelbklappenautomatik stelle ich mir im Segelkunstflug sehr angenehm vor, in der Normalfluglage wuerden sie dann positiv gesetzt sein, in der Messerfluglage neutral, sprich mit einer woelbung von 0,0, im Rueckenflug schliesslich negativ, sodass hier zum einen Auftrieb erzeugt wird und der Pilot zum anderen durch den dadurch entstandenen Anstellwinkel nur noch minimal bis garnicht nachdruecken muss. Der ganze Flug wuerde damit harmonischer wirken und praeziser sein.
Wie gesagt nur Ueberlegungen, ich lass mich gerne begruendet vom Gegenteil belehren.
MfG

Beim Schieben spielt nicht nur die Rumpfumströmung eine Rolle, sondern auch der Flügel wird schräg angeströmt.

Jantar schrieb:

Eine Woelbklappenautomatik stelle ich mir im Segelkunstflug sehr angenehm vor,...

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Daran hatte ich eigentlich gedacht. Wie bei der Mü 28, nur eben nicht rein mechanisch.

Einsatzgebiet Wölbklappenautomatik

Einsatzgebiet Wölbklappenautomatik

Hallo,

als erste Zielrichtung schlage ich folgendes vor:

Zitat aus http://www.rclineforum.de/forum/thread.php?sid=&postid=3525628#post3525628 Beitrag von Tempo 03.06.2010 um 11:26:

Ich würde bei den ersten Experimenten auch den Einsatzbereich vorwählbar machen
und die Modellierung der Regelaufgabe sinnvoll beschränken (Zeitglieder, Dämpfungen, Klappenausschlag-Bereich und was die Praxis zeigen wird ...) :

0) Automatik an-abschaltbar
1)Streckenflug
2)Thermikkreisen
3)Kunstflug



Für die drei Anwendungen können dann die gewünschten Regelkreischarakteristiken sehr speziell angepasst werden.


Viele Grüße

Tempo

Jantar schrieb:

zumal gerade bei sehr engen Baerten manchmal auch Schiebekurven gewuenscht sind um durch geringere Schraeglage das Steigen zu vergroessern.

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Hier würde ich doch widersprechen.
Ein Schiebewinkel wird kaum das Steigen vergrößern können.
Zumindest sollte man nicht versuchen nach außen zu schieben, um flacher Kreisen zu können.

Ein wenig (!) Schieben nach innen kann zusammen mit einiger V-Form im Flügel schon einen Sinn haben.
Aber ich denke, dass eine Automatik auch das wesentlich besser hinkriegt, als der Pilot am Boden.

Kurbel

Aktueller Stand November/Dezember 2010

Aktueller Stand November/Dezember 2010

Hallo interessierte Modellflieger,

die wichtigste Kunst bei einem Projekt ist es, die richtigen Leute zusammenzubringen

In diesem Sinne zitiere ich meinen Beitrag aus dem Nachbarforum
(http://www.rclineforum.de/forum/thread.php?postid=3668436#post3668436):

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
Zitat:
"Eine kleine Arbeitsgruppe hat sich seit ein paar Monaten gebildet.
Wir sind in unserer Freizeit beschäftigt mit folgenden Aufgaben des Projekts:

1)Praxistest geeigneter pneumatischer Sensoren für den extrem kleinen Strömungsgeschwindigkeitsbereich von ca. 15 bis 40km/h.

2)Herstellung einer Testsonde für die pneumatische Schiebewinkelmessung

3)Helmut hat schon einen sehr feinen und kleinen Schiebwinkelsensor mit Windfahne fertiggestellt, der als Referenz dienen wird.

4)Mein Xperience ist geometrisch vermessen und wird gerade als virtuelles Modell generiert, um anschließend mit einschlägigen Programmen die Hüllpolare für den Wölbklappeneinsatz zu bekommen.

Wenn ein interessierter Wölbklappen-Modellflieger mitliest, der Interesse hat mit seiner Wölbklappenmaschine an Flugexperimenten mitzuarbeiten, so melde er sich per PN ! "
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

Wir sind bereits ein Stück weiter:

zu 1) Der Low-velocity-sensor wartet auf den Einbau im Modell
zu 2) Die Testsonde ist betriebsbereit
zu 4) Im anstehenden Weihnachtsurlaub wird das virtuelle Modell fertig gestellt sein. Außerdem steht ein weiterer Modellbaufreund und Luft-und Raumfahrtingenieur bereit, bei der Modellation mit XFLR5 mitzumachen.
Frank Ranis bekommt ebenfalls ein virtuelles Modell für sein FLZ_Vortex.
Und 5) arbeitet ein befreundeter Elektrotechnikstudent am Aufbau der Mikrokontroller-Hardware.

Wenn alles so läuft wie geplant, wird das kommende Frühjahr spannend!

Dann gibt es da noch die im -Magazin der breiten Öffentlichkeit zur Verfügung gestellten
ingenieurwissenschaftlichen Arbeiten von
Helmut Schenk
http://www.rc-network.de/magazin/artikel_10/art_10-049/art_049-01.html
und
Hanspeter Senn
http://www.rc-network.de/magazin/artikel_10/art_10-050/art_050-01.html

In diesem Zusammenhang möchte ich insbesondere Helmut Schenk für seine Unterstützung als "Seniorexperten" danken, der mir für das Wölbklappenprojekt nicht nur wertvolle Literatur zur Verfügung gestellt hat, sonder darüberhinaus auch Sensoren mit neuster Technik gebaut hat.

Ich hoffe, daß wir im nächsten Frühjahr mit Flugexperimenten beginnen können

Viele Grüße

Tempo

Aktueller Stand August 2011

Aktueller Stand August 2011

Hallo interessierte Modellflieger,

inzwischen konnten wir bei bereits zwei "Modellierungstreffen" das Potential einer Wölbklappenautomatik beim Versuchsträger Xperience(F3J-Maschine) ausloten.
Die Arbeiten mit XFLR5(XFOIL) bestätigen anhand der Polarenscharen einen sinnvollen Einsatz.

Dann habe ich als mein Mikrokontroller-Erstlingswerk den "TempoMat1" fertiggestellt.
Es handelt sich dabei um eine universelle Mikrokontrollereinheit mit optischer und akkustischer Anzeige von Daten.
Der TempoMat1 dient beim Wölbklappenprojekt als Ein- und Ausgabeeinheit bzw. als Programmiereinheit für veränderbare Regelkreis-Parameter. Dafür ist er fest am Fernsteuersender montiert
und mit dem Bordrechner im Flugzeug verbindbar.
Außerdem ist der "TempoMat1" eine Telemetrie-Bodeneinheit, mit der bei den Flugexperimenten in Echtzeit z.B. Sensorwerte kontrolliert werden können.
Fotos siehe da: http://www.rc-network.de/forum/show...-mit-Arduino?p=2465612&viewfull=1#post2465612

Und es ist ein weiterer Hardwarebaustein fertiggestellt:
Der Prototyp des Datenloggers. Diesen werde ich im nächsten Schritt zusammen mit der 5-Lochsonde für Kalibrierzwecke einsetzen. Im ersten Schritt mache ich dazu Experimente am Boden z.B. beim Fahren mit dem Fahrrad

Die mitfliegende Sensorplatine für den Drehratensensor und den Beschleunigungssensor ist ebenfalls fertig.

Erste Schritte zur Programmierung eines PID-Reglers sind gemacht.

Viele Grüße

Tempo


P.S.: Zur Zeit ist aber Projektpause, Familie und Haus geht vor
Mein Wunsch im "Frühjahr" die ersten Flugexperimente zu machen besteht weiter -- im folgenden !
Der Einstieg in die Hard- und Software für den Mikrokontroller hat mich derart fasziniert, daß ich wohl für dieses Jahr das Modellfliegen fast vergessen habe. :-)

Schiebezustand

Schiebezustand

Tempo schrieb:

Hallo,

Als Übungsprojekt kann ich mir eine Anti-Schiebe-Automatik vorstellen, die auf das Seitenruder einwirkt und den Fliegerrumpf stets in Strömungsrichtung hält.

Tempo

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Ich denke, Schiebezustand herrscht immer vor.
Gedankenexperiment:

Ein 3,40m F3x-Segler fliegt in der Thermik einen 10m-Kreis, um in einem engen Bart
zu steigen. Die optimale Anströmung (Ausrichtung zum Bahnradius) soll genau im
Schwerpunkt liegen. Alle Bereiche des Rumpfes außerhalb des Schwerpunktes
und des Leitwerks liegen damit außerhalb des Bahnradius und werden schräg
angeströmt. (Schiebewinkel)

Um den Schiebezustand am Rumpf zu vermeiden müßte der Rumpf die Krümmung
des Bahnradius annehmen, also selbst gekrümmt sein. Da das nicht geht,
herrscht meiner Meinung nach beim Kurvenflug immer ein gewisser
Schiebezustand vor, abhängig vom Bahnradius.

Die Skizze ist maßstäblich gezeichnet und soll die Bereiche der schrägen
Anströmung verdeutlichen.
Bahndurchmesser 10m
Rumpflänge 1,60m
Spannweite 3,40m



Was meint ihr, stimmt mein Gedankenexperiment oder liege ich total daneben?


Gruß Utz