Ruderkräfte und Servos bei Grossegler?

Ich belebe gerade einen grösseren Segler (Kestrel von Gewalt, 5m, ca. 7-8kg). Ich versuche die passenden Servos zu finden. Da ich mit dem Teil grossräumig heizen will, bin ich von einer Vmax von 70m/sec ausgegangen. Da ermittelt das Rudermomente-Programm, das auf der Seite www.dynamic-soaring.de zum download steht, für das Seitenruder 300 Nm (bei 45°) und für die Querruder 25 Nm.

Wenn ich das richtig sehe, sind das bei 1cm Hebellänge (derzeitige Situation am Seitenruder) 30000 N = 3 to Kraft. Sowas geht doch gar nicht - geschweige denn dass das ein Balsa-Seitenruder aushält. Mir ist natürlich klar, dass niemand bei diesen Geschwindigkeiten voll in die Seite tritt. Das halten die echten Segler ja auch nicht aus. Nur wie ist das ganze "realistisch"? Sollte ich das SR laminieren und die Lagerung stabiler machen?

Die Kräfte am SR habe ich ja schon befürchtet. Aber wie macht man das praktisch: Nach den langen Stechflügen ohne SR abfangen und Kurve einleiten? Oder ein Mörder-Servo einbauen? Also vorher war nur ein älteres Standard-Servo drin, und die 0,3mm-Stahlseilchen waren auch nicht so richtig zugfest (bei einer Rumpflänge von 175cm!).

Es ist mir schon klar, dass ich nach 400m Höhenverlust (Stechflug, nicht Sturzflug) nicht "um die Ecke" nach Hause fliege - aber was baut man realistisch ein?

Das Hitec 125MG für die QR würde Vollausschläge bei 250 kmh theoretisch überleben - aber auch praktisch? Obwohl ich da natürlich nie eine volle Rolle "reissen" würde. Habe halt nur 10mm Platz.

Bisher bin ich nur Segler bis 4m geflogen, meist mit Hitec 81MG und 125MG oder Graupner Standardservos im Rumpf. Was nimmt "man" den so als kräftiges Servo (vorzugsweise Hitec oder Graupner - ausser mir raten hier verschiedene unbedingt zu Futaba oder Robbe oder was weiss ich...)?

Das Höhenruder ist bisher mit einem 8mm-Hartholzstab befestigt. Hält so etwas den Luftwiderstand des HR bei 70 msec-1 aus?

Bertram
 
Hallo,
also mir kommen sowohl die 70 m/s (252 km/h!!) als auch die 45° recht hoch vor. Hab allerdings keine Erfahrungen mit Großseglern.

Der Rechner müßte auf jeden Fall richtig rechnen, da ich den schon einmal mit Formeln aus Schlichting Truckenbrodt verglichen hatte.

Gruß
Bernd
 
hi Bernd,

45°: Maximal-Ausschlag des SR. Dass man bei Vollgas besser nicht maximal ins Seitenruder tritt, erwähnte ich bereits.

70m/sec: Ich habe mit eigenen Augen gesehen, wie ein ähnlicher Bomber an "unserem" Hang (4,5m-Twin-Astir Acro mit vergleichbarem Volumen und Gewicht - meine Kestrel hat eine Rumpfhöhe von 27 cm, nur als Hinweis) von +150 Höhenmeter nach -200 Höhenmeter gerauscht ist und in einer weiten Fahrtkurve wieder zur Hangkante zurückgekehrt ist.

"Dünne" Segler erreichen nach 1000 Höhenmeter freiem Sturzflug etwa 400 km/h. Allerdings ist der Geschwindigkeitszuwachs in der zweiten Hälfte des Sturzes nicht mehr sooo gross.

Meine Frage ist durchaus nicht im Sinne "mein geiler Flieger ist grösser als Eurer". In meinem Vorleben war ich Modellraketenflieger - nach Schweizer Regeln, d.h. Ammoniumperchlorat statt Schwarzpulver, 4.5 kg Abfluggewicht, 1000 m Gipfelhöhe, 450 km/h Höchstgeschwindigkeit, zwei getrennte Auswurfsysteme für den Fallschirm. Auch das erwähne ich nicht zum Angeben, sondern zum Verdeutlichen: Beim Raketenmodellbau wird erst einmal ewig gerechnet, um die Maximalkräfte zu ermitteln. Da wird nichts "geschätzt". Ich hatte mal eine "ejaculatio praecox" - sprich irrtümlichen Fallschirmausstoss bei Brennschluss des Raketenmotors - also bei 400 kmh !!! Es hat alles überlebt (!), aber es war alles vorher durchgerechnet.

Also: Bis 3 Meter sind Segler für mich Spielzeuge, die man je nach Aufwand wunderhübsch bauen und fliegen kann (wie es kein Kind könnte, wohl aber ein Jugendlicher). Bei 5 Meter und 7 Kilo frage ich vorher, nicht nachher.

Ich möchte trotzdem alle Grossegler-Piloten bitten zu äussern, was sie sich eigentlich so zum Thema Servos gedacht haben: Von "mein Grossvater ist schon mit C5077 geflogen" bis zu "Windkanaltests bei der DLR haben mich veranlasst, den Anlassermotor von meinem alten BMW zu nehmen".

3-Meter-Segler schmerzen bei Verlust vor allem emotionell, aber bei 5 Metern wird es langsam teuer. Ich bin kein Volvo-Fahrer, aber "echter" PPL-Pilot. Da wird Sicherheitsaspekten ein SEHR grosser Raum gegeben. Ich möchte die 7 Kilo gerne durch die Luft bewegen und den Parameterraum, in dem das zulässig ist, sehr genau kennen. Ich fände zum Beispiel folgende Aussage in Ordnung:

Ich gehe von Vmax 50 m/sec aus, mein SR-Servo zieht 20 Nm, das bedeutet bei dieser Geschwindigkeit maximal 8° Ausschlag, aber für das normale Fliegen brauche ich natürlich mehr, also setze ich Dual-Rate "Normal" 45° und "HiSpeed" 8°.

Macht das jemand so, oder fliegen alle nach dem Motto "Wird schon gut gehen und die Servos haben ja bestimmt noch eine Sicherheitsreserve..."

Vor einer Weile war ein Tiefland-Flieger bei uns zu Gast, der sich brüstet, dank 12-mm-Carbon-Anlenkungsstangen das HR-Flatterproblem jenseits 300 km/h gelöst zu haben. Er schmunzelte über meinen "Notfallkoffer", den ich mit ihm aufs Jakobshorn schleppte, war aber froh, dass ich einen vollen Empfängerakku plus Ausgleichsblei dabei hatte. Ohne Worte...

Man kann gefühlsmässig bauen und fliegen, oder man denkt vorher über die Grenzen der Belastbarkeit nach. Und das möchte ich bei Seglern jenseit von 4 kg gerne tun, ohne spiessig zu erscheinen.

250 km/h halte ich für eine fliegerische Grenze, die bei dem zu befliegenden Luftraum in Extrem-Situationen durchaus erreicht werden kann.

Also was macht ihr denn nun mit Euren riesigen Seitenrudern bei hohen Geschwindigkeiten? Ja in Ruhe lassen, damit die Servogetriebe keine Karies bekommen?

Bertram
 
ojeoje

die Einheiten... Die 3 Tonnen konnte ich irgendwie nicht so recht glauben, und siehe da, es waren 300 Ncm und nicht 300 Nm. Kleiner ISO-Lesefehler :rolleyes:

Nun ja, 30 kg am Seitenruder sind immer noch sehr viel. Die eingebauten Seile hätten das nie ausgehalten. Durch den Faktor 100 ist das Problem zwar sehr viel entspanner, aber keineswegs vom Tisch.

B.
 
Hallo Bertram,

Also mit Servoauslegung durch Berechnen kann ich dir nicht weiterhelfen. Ich glaube auch nicht das man das wirklich berechnen (im Wortsinne) kann, sondern das wird eher ein abschätzen unter zuhilfenahme von Konstanten, Näherungswerten und Schätzwerten. Das fängt mit der Geschwindigkeit an, und hört bei den Drücken, die auf ein Ruder wirken auf. Auch wenn manche da ganz tolle Formeln verwenden, auch da sind nur geschätzte Konstanten drin.

Deshalb wähle ich die Servos nach folgenden Gesichtspunkten aus:
a. Erfahrung
b. Erfahrung
c. Erfahrung
d. So groß wie möglich

a-c ergeben sich daraus, das wenn jemand ein Modell mit 7 m baut, vorher mindestens zwei bis drei mit 5m und davor mindestens dieselbe Menge an 3m Seglern gebaut und auch erfolgreich geflogen hat.
Wenn es jemandem schon dauernd die 3m-Segler zerlegt, dann wird sollte er die Bauweise, die Komponenten (also auch Servos) und nicht zuletzt den Flugstil überdenken.

Das ist die Erfahrung auf die ich mich verlasse. Es ist auch hilfreich, wenn man sich einfach mal Modelle die gut (und vorallem schon länger) fliegen genau anschaut. Wobei, auch von denen, die sich nach der ersten Landung/Looping/F-Schlepp zerlegen kann man noch was lernen ...


So groß wie möglich einfach deshalb, weil ich die Kräfte die im wirklichen Leben auftreten halt nicht berechnen kann. Dazu gehören auch mal gröbere Landungen. Spätestens dabei treten dann die Kräfte auf, die alle vorherigen Berechnungen über den Haufen schmeißen.
(Siehe Punkt d., deshalb auch bevorzugt ein Metallgetriebe)

Auch wähle ich bevorzugt wieder Typen aus, die sich schon mehrfach bei mir (!) selbst bewährt haben. Neues probiere ich da sehr ungern aus.

So, um nun auch ein paar Typen zu nennen:
Im 5m Segler pro Ruderklappe:
QR, 1-2x DS 3XXX (je nach Länge des Ruders)
WK, 2x DS 5X91 (die mit Metallgetriebe)
HR, 2x DS 368
SR, so groß, wie es sich hinten im Rumpf noch einbauen läßt z.B DS5391 oder DS8041

Christian
 
Hallo Bertram, ich muß mich leider Christian anschließen. Ich kann Dir über das Berechnen von Ruderkräften auch nicht viel sagen... Es sind letztlich die gemachten Erfahrungen an denen sich viele orientieren, und das ist auch letztlich nur meine Möglichkeit Dir vielleicht zu helfen. Ich habe mittlerweile auch schon einige Großsegler gebaut und habe mich immer bemüht das größt mögliche Servo einzubauen. Wobei das oftmals übertrieben ist. So sind in meiner 6m B4 mit 22kg auf den Querrudern MPX Jumbo Digi mit 17-21kg/cm verbaut. Einfach aus dem Bauch heraus denke ich es hätten es auch kleinere und leichtere Servos getan, aber bei der Größe möchte ich das eben nicht ausprobieren.
In dieser B4 sitzt auch auf dem Seitenruder ein 20kg/cm Servo.....
In der Größenordnung um 5m reicht nach meinem Erfahrungsschatz auf dem Seitenruder ein 5-7kg Servo völlig aus!!! Wichtig ist vielmehr alle Ruder absolut spielfrei anzulenken. Ich benutze in meinen 5-6m Seglern (bis 10kg) normalerweise ein MPX Profi Servo. Ich fliege bestimmt nicht langsam damit, will aber auch keinen Messerflug in 2 Metern Höhe vor mit fliegen... Das Wichtigste ist wirklich eine saubere, stabile und spielfreie Anlenkung. Ich hatte leider schon die Erfahrung mit einem flatternden Seitenruder an einem 6m Segler... (das lag aber nicht am Servo...)
Ich würde Dir also ein 5-7kg/cm oder 50-70N/cm empfehlen. Möglichst mit Metallgetriebe. Und wenn Dir das zu klein erscheint, dann einfach ein Größeres...
Gruß
 
hi,
ich habe mir ausgedacht:
DS 5491 auf Seite
DS 5391 auf Höhe. Letzteres wird bei meinem Händler als "Präzisionsservo" deklariert.
Wir stechen oft aus mittlerer Höhe (100-200m) an und brettern möglichst in 2 m Höhe entlang der Hangkante. Da ist ein in der Mitte ruhiges HR schon ganz gut. Oder braucht es für einen ruhigen Flug eher ein SCHNELLES Servo?

Die vielen Einträge im Forum lassen aber den Eindruck zu, dass viele das umgekehrt machen würden (5391 auf Seite). Trotzdem: spricht etwa gegen die beiden oberen?

Bertram
 
also die Berechnung der zu erwartenden Belastung halte ich für fragwürdig. Einen Ruderausschlag von 45°, wie bei Funflyern bei null Speed bei einem Segler bei Topspeed ist mir zu theoretisch.
Was habt Ihr vor? Gestoßene Rolle nach 500m Anstechen? es gibt andere Komponenten als Servos, an euren Fliegern, die das nicht überleben.
Oder anders gefragt, ist schon mal jemand auf die Idee gekommen bei seinem Auto bei 200 kmh die Vorderräder voll einzuschlagen? und wenn nein, warum nicht? Doch wohl nicht, weil die Servolenkung dafür zuwenig Leistung hat.
Gruß´Gerrit
 
hi Gerrit,
ich alleine habe wenigstens 2 Mal geschrieben, dass wohl keiner am Ende eines langen Stechfluges voll ins Seitenruder tritt. Die anderen wissen das wohl auch. Aber die RC-Anlagen haben kein "force feedback", da merkt man nix am Steuerknüppel. In meinem Umfeld sind aber wenigstens zwei Flieger den "Hoppala"-Tod gestorben...
Also ich habe nicht vor, ABSICHTLICH in die Pedale zu gehen. Wohl aber zum Beispiel recht kräftig, wenn auch nicht mit Vollausschlag, zu ziehen.
Und wie ich erwähnte, habe ich (heute noch) eine grössere Modellrakete, die dank sorgfältiger Auslegung überlebt hat, was normale Fluggegenstände in Brösel zerrissen hätte.
Ausserdem ist die Betrachtung der Worst-case-Kräfte am Höhenruder durchaus nicht langweilig. Es ist immerhin die Notbremse und wird durchaus bei Flugfehlern mal kräftig benutzt. Bei ungeplantem Kollisionskurs an der Hangkante. Oder Beispiel Kollege B.T.: Sichtverlust seiner Alpina in >800m, scheinbar endlos ("länger als 1 Minute"), Blinken im Augenwinkel kurz über Horizont, mit Glück und voll gezogenem HR Flieger wieder gefangen.

Wenn Du genauer liest, findest Du auch eine Stelle, in der ich schrieb, dass es wohl einen Gegensatz zwischen Theorie und Praxis gibt. Also Deine Flieger würde es wohl zerlegen, wenn Du nach 300 Höhenmeter aus Versehen SR-Vollausschlag gibst (45° wird an vielen Stellen des Forums für SR bei Seglern empfohlen). Aber WAS geht bei DIR kaputt: Servo-Getriebe? Anlenkungsstange? Ruderanlenkung?

Oder um auf meine Frage zurückzukommen: Wie machst DU denn das? Dickes Servo (welches?) und hoffen, dass Du niemals bei hoher Geschwindigkeit Vollausschlag gibst? Wie gross sind die Reserven bei DEINEN Seglern? Kannst Du bei Fullspeed 30% oder 50% HR geben ohne dass es sie zerreisst? Oder noch weniger?

Das Logo-Team hat einen CFK-Segler (ich glaube, es war ein Wobbegong *special edition*) gebaut, den sie nach 700m Sturzflug mit HR-Vollausschlag und nach 1000m Sturzflug mit HR-Teilausschlag abfangen können. Dieses Team hält die Gedanken über Ruderkräfte sicher nicht für fragwürdig.

Die Berechnung der Ruderlasten halte ich durchaus nicht für fragwürdig. Sie dürfte mit dem Quadrat der Geschwindigkeit steigen, und bei einem grösseren Segler kommt da bei höherer Geschwindigkeit ganz schön was zusammen.

Bertram
 
Hi Bertram,
Voll Seite bei Fullspeed würde wohl zu einem rauschenden Slip führen, aber wozu? 10% bei Topspeed sind auch schon was, was versprichst Du Dir von einem vollen Seitenruderausschlag bei Topspeed, für mich wär das ne gestoßene oder gerissene Rolle, jedenfalls tötet die Deine Gewalt Kestrel ungeachtet von den Servokräften. oder meinst Du man könnte aus Versehen voll in die Ruder langen? In die Bereiche der Logo Team Flieger wirst Du mit der Kestrel nie kommen. Um auf Deine Frage zurückzukommen, immer das Dickste Servo was reingeht. Die Kraft der Servos ist in letzter Zeit gewaltig gestiegen, damals, als die Kestrel rauskam hatten die Flächenservos noch ein Moment von 1kg*cm. Außerdem ist es wohl eher das Höhenruder mit dem man bei topspeed behutsam umgehen sollte.
Gruß Gerrit
 
Zuletzt bearbeitet von einem Moderator:

bie

Vereinsmitglied
Gerrit,

was willst du eigentlich?

Bertram stellt lediglich die Frage nach möglichen Parametern, um eine fundierte und nachvollziehbare sicherheitsrelevante Auslegung in Sachen Servos für einen Großsegler hinzubekommen.

Mehr nicht.

Deine Argmumentation geht daran völlig vorbei, weil du immer danach fragst, was er denn an Extrem-Situationen hervorrufen will oder was an anderen Umgebungsparametern (Anlenkung, Bauweise, Flugstil) noch ursächlich für ein Versagen des Gesamtsystems Flugmodell herhalten könnte. Danach fragt Bertram hier aber nicht - und ich denke, dass er diese anderen Parameter für sich selbst schon abgeklopft hat, oder es noch tut.

Bertram will - wenn ich ihn hier richtig verstanden habe - keine Extremsituationen bewusst hervorrufen, sondern nur für den worst-case gerüstet sein, was das auch immer sein mag.

Meines Erachtens ein richtiger und verantwortungsvoller Ansatz.

Und deine Analogie mit dem Lenkrad-Vollausschlag eines Autos bei 200 km/h zieht mangels Vergleichbarkeit der Situationen (Fahrer sitzt drin/Pilot steht neben dem Modell - aber das muss ich dir wohl nicht erklären) auch nicht.

Vielleicht bringt uns alle das weiter, wenn wir uns wieder mehr an die konkrete Problematik halten und der Berechnung und der Erfahrung widmen...
 
Ich wieder,

Die DS 5X91 unterscheiden sich glaube ich hauptsächlich (oder nur ?) durch das Getriebe, eines hat ein Kunststoff-Getr., das andere Metall-Getr.
Habe bei Graupner nachgesehen, das DS5491 hat das gewünschte MG. Bin mir bei diesen beiden Typen immer nicht sicher. Da habe ich mich doch glatt auf der Beschreibungsseite meines Saltos verschrieben.

Wenn du dich in Extrembereiche vorwagen willst, dann würde ich etwas mehr Geld ausgeben, und ein oder zwei höherwertige aufs HR (nicht nur da) setzen. Die Heliflieger machen es vor, Brutal-Kunstflug geht da nur mit schnellen (und !) kräftigen Servos.

Für so einen Anwendungsfall würde ich mich mal im Lager der größeren Kunstflugsegler umsehen.

Ich hab in meinem 4,5m Salto im V-Leitwerk je ein DS368 drin.
Ich glaube aber das diese Servos ausreichend dimensioniert sind. Ein Notfall-Abfang-Manöver nach 300m Stechflug scheitert bei mir ganz sicher an der Statik der Tragfläche (Trotz Kohleholm), und nicht an den schwachen Servos. Das dürfte wohl bei den meisten Seglern dieser Größe der Fall sein.

Achja, man kommt am HR mit ziemlich geringen Ausschlägen aus, wenn man da Elastic-Flaps mit Abreißgewebe einsetzt. Bisher mußte ich bei den HR-Ausschlägen immer nach dem Erstflug die Ausschläge reduzieren. Das geht bei mir leider immer nur auf elektronischem Weg (schade eigentlich), weil Servo Ruderhorn und Gestänge unveränderbar eingebaut sind.

Hoppla, bin etwas abgeschweift.

also mit dem DS 5491 mit MG bist du glaube ich auf der sicheren Seite.
MG wegen den zu erwartenden Stoß-Belastungen beim Landen.
Meine Servoauswahl gilt immer für den Einbau des Servos direkt am Ruder, d.h. Gestänge ist ca. 100mm lang. Wenn man mit Bowdenzügen arbeitet, dann noch ne Nummer größer.


Was ich aber unbedingt empfehlen kann, sind 2 Servos je Klappe (QR und WK) , je nachdem wie lange und Torsionssteif deine Klappen sind.
Die Anlenkpunkte setze ich dann immer bei 25% und 75% der Klappenlänge. Beim QR geht das nicht immer ganz, aber zumindest angenähert. Klappe wird zwischen den Servos nicht getrennt.

Christian
 

Filou

User
Guten Morgen liebe Kollegen

Das sich Bertram einige Gedanken über die Festigkeit und die Ruderkräfte macht ist mir gut verständlich, denn wenn ihm auf dem Brämabüel eine Anlenkung oder ein Servo aussteigt und sich das Modell da oben verabschiedet.........

Also ich habe lange Zeit eine Elfe S4A mit 5 m und 12 kg geflogen (so 1985 - 2001)
die war mit den damals stärksten MPX- Servos Profi / Power ausgerüstet und hat auch bei hohen Geschwindigkeiten nie irgend Ruderflattern oder mangelnde Ruderreaktion durch zu schwache Servos gezeigt.

Da ich in nächster Zeit auch noch mal meine 5 m B4 fertigstellen will, stellt sich auch bei mir die Frage nach den entsprechenden Servos. Ich habe noch ein paar von den grossen Hitec - Servos herumliegen (12 kg*cm), die werden auf Seite und Höhe eingebaut, für die Querruder müssen dann noch 2 neue MPX Servoe her mit mindestens 8 kg*cm. Ich muss aber sagen das ich versuche das Modell möglichst vorbildgetreu zu fliegen und Höchstgeschwindigkeiten von max. 35 - 40 m/ sec. erwarte.

Ralph
 
hi Filou,

ein Kenner... Bis So war das Wetter absolut undiskutabel, seit Mo. gucke ich bei der Arbeit dauernd oben hin aufs Brämabüel und weine fast. :cry: :cry: :cry: Und morgen, wenn ich "Bürotag" habe und frei machen kann, schneit es wahrscheinlich wieder oder so. :o Wenigstens ist Bernardo heute oben (hat 'nen neuen Big Excel)

Bitte das Wort nicht so oft erwähnen, ich bekomme immer schwerste Entzugserscheinungen und Halluzinationen von grossen Seglern, etwa wie eine 5m-Kestrel..., die rüber in die Tiefe zum Seehorn rauschen und in einer langgezogenen Fahrtkurve ohne einen einzigen Kreis wieder bis zur Hangkante zurückkehren, von grossen 4m-Acro-Twinastiren, die in einer Art DS vor und hinter der Kante herumrasen und bei jedem Umlauf schneller werden...

Ich muss in die Klinik. :rolleyes:

Bertram
 

Filou

User
Bertram Radelow schrieb:
seit Mo. gucke ich bei der Arbeit dauernd oben hin aufs Brämabüel und weine fast...


Hallo Bertram
Mann bin ich froh, dass ich nicht bei dir auf dem Stuhl sitzen muss, wenn du beim Bohren zum Brämabüel hinüberschaust :rolleyes:

Wir aber sicher nächstes Jahr, bis wir mal unsere Modelle da oben fliegen lassen können. Bis dahin wissen wir warscheinlich auch, welche Ruderkräfte welche Servos verlangen.

Bei uns scheint die Sonne und ich darf im Büro sitzen und arbeiten :cry:
und vor meinem Fenster fliegt einer mit seinem Funflyer herum :cry: :cry:

Ralph
 
Na ja, ich mach's wie alle: Ich bohre nach Gehör (bis der Patient schreit) :cool:

So wieder zum Thema:
Wenn jetzt keiner mehr "halt!" ruft, werde ich 2x DS 5491 einbauen. Das HR-Servo direkt (hat mit Ruderhebel im SR Platz), das SR-Servo vorne mit Stahlseilen nach hinten.
Ich habe zwar noch Luft mit dem Gewicht (bisher alles ohne RC, aber auch ohne Neulackierung 4,5 kg), aber 80 Gramm hinten ist schon eine Menge Blei vorne.

Bertram
 
buhuu, ich bin ja so unglücklich... :cry: :cry:

Bertram

Bräma.JPG
 
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