automatische Schiebewinkelkompensation für Segelflugzeuge

Eine Frage an alle:

Ich habe vor ca. 12 Jahren bei Herrn Sommer (Fa. Rowing) eine Elektronik/Bauteil zur automatischen Schiebewinkelkompensation für Modellsegelflugzeuge gesehen.

Der Sensor wird vorne in die Nase der Seitenruderdämpfungsfläche eingebaut. Er besteht aus zwei dünnen Aluplatten mit einem Öffnungswinkel von ca. 150°. Zwischen diese Platten sind dünne, 3mm hohe Stege eingelötet, die 5 Öffnungen nach vorne ergeben; so wie die 5 Finger einer geöffneten Hand. Bei allen 5 Öffnungen wird per Luftschlauch der Staudruck abgenommen und zu einer Elektronik geführt.
Der Trick:
Die mittlere Öffnung ist der Referenzstaudruck. Schiebt der Segler z.B nach links um die Hochachse, wird der Staudruck in beiden rechten Öffnungen größer und in den linken Öffnungen kleiner. Die Elektronik steuert nun das Seitenruderservo solange, bis die Drücke rechts und links wieder gleich sind und der Schiebewinkel ist kompensiert.

Meines Wissens ging dieses geniale Gerät nie in Serie.
Gibt es jemand der so etwas herstellt oder wo sind die Elektronikgenies?

Ich bin gespannt auf die Antworten,
Chuck

Das klingt interessant. Bisher wurde über eine Methode mittels Windfahne an Poti als Richtungssensor diskutiert. Was aber letztlich an einem nicht verfügbaren fein und leichtgängigen Poti gescheitert ist.

Gibts denn überhaupt Drucksensoren, die fein genug arbeiten?

Stichwort "elektronischer Wollfaden". Da gabs schomal sowas. Suchmaschine fragen.

off Topic on:
Bewegungen kann man doch optisch erfassen.
z.B. mit Dioden
off Topic off.

Gruß, Andreas

siehe

http://fred.ludwig.bei.t-online.de/nfl.htm

Hallo!

Auch offtopic.

Nur mal so ein paar Ideen.

Die Simpellösung für den Sensor: Windfahne, die mit einem Schleifer auf einer Platine geätzte Kontakte schließt (Kontakte bogenförmig angeordnet) aber mit allen Problemen, wie Oxidations- und Vibrationsempfindlichkeit.

Oder bogenförmig auf einer Platine angebrachte Reflexlichtschranken, über denen ein an der drehbaren Windfahne befestigter Spiegel (Aluplättchen oder so) immer nur bei einer Lichtschranke den Strahl reflektiert.

Magnetisch gings sicherlich auch, z. B. bei Reichelt gabs mal magnetische Winkelsensoren (KM110BH-90). Die Dinger geben eine Spannung in Abhängigkeit der Winkelstellung des Magneten aus. Ich hab aber nur nen 2002er Katalog, weiß nicht, ob es die noch gibt.

Ich oute mich jetzt mal als ahnungslos *schäm*: Ich dachte eigentlich, daß das Seitenleitwerk diese Regelungsaufgabe übernimmt (Windfahneneffekt). Deshalb ist mir nicht ganz klar, worin jetzt der Vorteil liegt, das Ganze elektronisch zu machen.

Könnte mich da jemand aufklären?

Wo wurde das Thema denn diskutiert, ich konnte dazu leider nix finden, weder mit der Suchmaschine, noch mit Google.

Viele Grüße

Gregor

Hallo jwl!

Aha! Hatte ich noch nicht gesehen! Jetzt wird mir einiges klar!!

Viele Grüße

Gregor

Das Problem ist nicht ein Pendeln um die Hochachse im Geradeausflug, dies kann man mit einem Kreisel auf Seite lösen. Auch nach dem Einleiten eines Kreisfluges hilft der Kreisel die Hochachse so zu stabilisieren, wie man sie manuell mit Seite eingesteuert hat.
Was aber, wenn man leichtes Gieren im Kreisflug vom Boden aus nicht sieht und dadurch manuell mit Seite nicht aussteuern kann? Genau hier sollte so ein Gerät helfen.
Man steuert mit Seite in die Kurve, so gut und genau, wie man es immer gemacht hat. Ist der Segler im Kreisflug, läßt man Seite los und den Rest erledigt der Regelkreis.

Ich weiß, es gibt mehrere Möglichkeiten, diesem Problem Herr zu werden.
Nachteil der o.a. Tips:
Es sind alles mechanische Lösungen. Egal ob per Poti, Magnet oder Optik eine Bewegung der Windfahne erkannt wird ich brauche eine empfindliche, leichtgängige Mechanik. Diese ist dann leider den Belastungen eines F-Schlepp-Starts oder einer Landung auf Graspiste ausgesetzt.
Vorteil meines Vorschlags:
Es funktioniert ohne bewegliche Teile, ohne Mechanik. Es müssen nur 5 dünne Druckschläuche (ähnlich denen für die TEK-Düse zur Fahrtkompensation bei Varios) nach vorne zur Regelelektronik geführt werden.

@ Dix:
Es gibt so empfindliche, kleine Druckdosen. Ein Vario mit Fahrtkompensation und Höhenansage hat schon 2 von denen drin.

Schonmal Danke für die Beiträge, vielleicht ergibt sich noch was,
Chuck

Die meisten großen Flieger haben gar kein Anzeigegerät für den Schiebewinkel. Die versuchen dann saubere Kurven anhand der Kugellibelle zu steuern.
Dieses Prinzip habe ich vor einiger Zeit mal ausprobiert. Als linearer Beschleunigungsgeber wurde ein ADXL202 verwendet. Das Servosignal wurde dann mit einem PIC16F84 berechnet.
Ich hatte damals dann das Projekt auf Eis gelegt, weil meine Servos zu langsam waren und weil ich zu der Einsicht gekommen war, dass ein gut dimensioniertes Seitenleitwerk diese Regelung viel besser erledigen kann.

Gruß Dietrich

Original erstellt von Dietrich_M:
Die meisten großen Flieger haben gar kein Anzeigegerät für den Schiebewinkel.

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ich frag mich schon die ganze zeit warum die manntragende zumpft immer so einen wollfaden sich auf die kabinenhaube kleben?

Hi..

Wir haben Windfahnen zur Steig- und SChiebewinkelmessung bei einem Modellheli verwendet. Funktioniert wunderbar.
Die Abtastung erfolgt berührungs- und Kräftefrei frei mit einem Hall-Effekt-Sensor Allegro 3515 und zwei Magneten, welche an der Windfahne angebracht sind...



Das ganze ist an einem Ausleger untergebracht, der über die Rotorkreisscheibe hinausragt.

Eine einfache Gleitlagerung (messingrohr mit Stahlwelle) ist völlig ausreichend. Beim Einsatz zur SChiebewinkel-Regelung würd ich das Ding aber ganz leicht federbelasten, da es sonst beim Anrollen schwierigkeiten geben könnte.
Auch wäre es sinnvoll, die Fahne nicht ganz so flach und dünn auszuführen, da das etwas zum schwingen neigt (bei uns etwa plus/minus 5 grad).. gut, könnte man im Regler mitteln, aber wenn man die Fahne mit etwas "Dämpfung" versieht (Wollfäden haben sich bewährt), ist das Problem weg.

mfg
andi

[ 05. Mai 2003, 07:54: Beitrag editiert von: FlugFisch ]

Original erstellt von Dietrich_M:
Die meisten großen Flieger haben gar kein Anzeigegerät für den Schiebewinkel. Die versuchen dann saubere Kurven anhand der Kugellibelle zu steuern.

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@ Dietrich:
Die Libelle zeigt nur die Schräglage an, das komplette Instrument in praktisch ALLEN "größeren" Motorflugzeugen kombiniert die Libelle mit dem sogenannten "Pinsel" (frag mich nicht nach der exakten Bezeichnung, bin 1:1-Segelflieger). Die Kurve (und auch der Geradeausflug!) ist exakt gesteuert, wenn die Kugel in der Mitte steht und der senkrecht im Instrument stehende Pinsel sich mit ihr deckt.

@ jwl:
Eh klar, das ist es! Hast Du die Auswirkungen von unsauberem = Schiebeflug schon im echten Segler ausprobieren können?

Ich werde zwar Eure Ausführungen zu dem Thema aus technischen Gründen mit Interesse weiter verfolgen, da ich aber ohnehin nicht drinsitze, nehm ich´s bei meinen Modellen in Kauf, wenn die Kurven nur nach der Optik sauber sind, aerodynamisch aber zu > 75% nicht.
Im "echten" Flug ohne Motor schau ich auch, daß der Faden ~ 100% paßt, da kommt´s mir ja auch auf jeden Punkt Gleitzahl an.

Viel Spaß Euch allen!
Christian

Hallo Christian,

ich denke schon, dass so ein "elektronischer Wollfaden" eine enorme Leistungssteigerung wäre.
Wie Du schon sagst, wenn man im manntragenden Flieger sitzt und der Faden nicht geradeaus zeigt geht es schon ordentlich in den Keller, was man ja am Vario gut sehen kann. Der Extremfall ist dann wohl der Slip, da geht´s dann so mit schätzungsweise 5 m/s runter, ohne Klappen wohlgemerkt, nur durch Schiebeflug! Und wer an den Windfahneneffekt des Seitenruders glaubt, dem wünsch ich viel Glück! Gottseidank sieht man die Schieberei nicht so gut beim Modell!

Stöps

@ Dietrich
Ich war mal 1:1 Flieger. Nach meiner Erinnerung ist der "Pinsel" ein Wendezeiger, der damals von einem Kreiselsystem angetrieben wurde. Er zeigt (glaube ich) die Winkelgeschwindigkeit im Kreisflug an. Die Kugel in der Libelle zeigt die Richtung der Resultierenden aus Schwerkraft und Fliekraft an. Bei Kugel in der Mitte paßt also die Schräglage zur Winkelgeschwindigkeit.

Es gab schon eine Diskussion zum Wollfaden auf der Haube. Wenn die Tragflächen rechtwinklig angeströmt werden, ergibt sich für jeden anderen Punkt am Rumpf mit größerem Abstand vom Schwerpunkt ein Schiebewinkel. Wo ist also im Gesamtsystem Auftrieb und Widerstaand das Optimum?
Danach muß bei manntragenden etwas Schiebewinkel am Leitwerk bzw. Wollfaden sein.

Also der Windfahneneffekt des SLWs funktioniert recht gut, haupsächlich aber dann kleine Querruderausschläge verwenden!

Übrigens: Worum wohl fallen allle Pylonis und Hottis nicht einfach torkelnd vom Himmel? RRRRRischtiiiiisch!

Der Faden auf der Haube muß in der Mitte stehen, alles andere ist Mist und kostet Leistung, weil Luftwiderstand höher.

@Stöps: "Sieht man nicht so gut beim Modell..." Geh mal einen Tag auf den Segelflugplatz (mit der Annahme, daß alle schön koordiniert fliegen, dank Faden!) und dann geh mal zurück auf den Modellflugplatz. Du wirst Dir sehr verwunderlicht sein...

@Chuck: Die Kleinen Druckabnehmer sind die denn fein genug, einen Druckunterschied in Folge 5° Schiebewinkel zu erkennen?

@RSchu: Kannst Du das bitte nochmal erklären? Ich raff Deine Frage nicht.

Original erstellt von crazy chris:

@ jwl:
Eh klar, das ist es! Hast Du die Auswirkungen von unsauberem = Schiebeflug schon im echten Segler ausprobieren können?

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>> unsauberem = Schiebeflug

finde ich witzig

>>echten Segler ausprobieren

bin mal kurz mit so einem hobel geflogen ist schon jahre her. der faden blieb in der mitte ich weiss also nicht wie sich eine geschoben kurve abfühlt. vielleicht war ich damals auch nicht sensibel genug.

gruss jwl

Original erstellt von Dix:

@RSchu: Kannst Du das bitte nochmal erklären? Ich raff Deine Frage nicht.

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Also: Schiebewinkel am Leitwerk von 0 Grad würde bedeuten, dass die Rumpfachse am Seitenleitwerk als Tangente am geflogenen Kreis anliegt. Dann fliegt der Bug einen Kreis mit größerem Durchmesser und muß damit Schieben (Faden nicht in Mitte). Die ganze Rumpf Seitenfläche erzeugt Widerstand, die Tragflächen werden nicht optimal angeströmt.

Berührt die Rumpfachse an der Fadenposition als Tangente den Flugkreis, wird das Heck einen größeren Kreisbogen fliegen und ebenfalls Widerstand erzeugen. Der Schiebewinkel am Seitenleitwerk ist also nicht null (aber Faden in der Mitte). Die Tragflächen werden fast senkrecht angeströmt.
Bei welchem Ort am Rumpf ist der Schiebewinkel also auf 0 Grad zu kompensieren, damit z.B. in der Thermik das beste Steigen erflogen wird? Wenn der Punkt nicht ganz nahe an der Fadenposition liegt, müßte dieser beim Optimum also etwas nach außen zeigen. Es ist natürlich möglich, dass die Abweichung in Praxis unbedeutend klein ist.

Wegen des viel größeren Abstandes des Seitenleitwerkes vom Schwerpunkt würde ich dort den optimalen Winkel nicht mit 0 annehmen.

Rolf

Es ist natürlich möglich, dass die Abweichung in Praxis unbedeutend klein ist.

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Bei einem handelsüblichen Doppelsitzer sind das bei handelüblichen Kreisen immerhin 3 Grad. Die sieht man

Zusätzlich hilft es bei den meisten Flugzeugen deutlich, den Faden ein wenig mehr nach aussen zu hängen, weil dann weniger Abstützen notwenidg wird und das Flugzeug einfach angenehmer fliegt. Dadurch wiederum optimiert man die Leistung des Piloten (entspannter).

Ciao, Steffen

Hallo,
irgendwie hat sich die Diskussion sehr weit vom ursprünglichen Thema entfernt

Ich bin übrigens stark am Zweifeln, ob im Modellsegelflug bei einem durchschnittlichen Piloten eine automat. Kompensation zu einer spürbaren Leistungssteigerung führen würde. Die meisten Piloten machen beim Steuern nämlich auch ein paar Dinge intuitiv richtig

gruß
Thommy