3D Motorsteuerung für Slowflyer (Schwenkpropeller, ' Zugvektorsteuerung ')

[nils_m]

Auf jeden Fall muss das Modell möglichst symetrisch aufgebaut werden, damit es auch gut rückwärts fliegen kann!
Allerdings würde ich keinen Mittelprop nehmen, denn ich glaube das dein Vektor-system in mittiger Anordnung so nicht besonders gut wirkt(Hebelverhältnisse).
Das Problem dabei: Die beiden Sachen widersprechen sich!"!!!

Ich würde einen Doppeldecker vorschlagen, bei dem die Nase nach vorne genauso lang ist, wie der Schwanz nach hinten!(Akku als Gegengewicht zum Motor)

Es ist verückt, aber vielleicht werden so mal alle fliegen



nils

 

[brushless]

Hallo Nils
Gute Ideen wollen lange ausgebrütet werden. Der Idee, das es sich um einen (voll-)symetrischen Flugkörper handeln muss, stimme ich zu.
Dein Vorschlag weist m. E. jedoch (momentan noch?)den Nachteil jeder konventionellen Flächenflugzeugkonstruktion hinsichtlich eines Flugrichtungswechsels auf: Es wird für eine vorgegebene Flugrichtung ein Schwerpunkt benötigt, der das Flugzeug stabilisiert. Bei Änderung der Flugrichtung in den Rückwärtsflug bleibt dieser Schwerpunkt und bewirkt das Gegenteil: Er destabilisiert die Fluglage. Deswegen sind die bekannten Verstellprop-Kunstflugfiguren (Nübel, Müller u. a.) im Rückwärtsflug auch nur von kurzfristiger Dauer: Es wird nur der Propeller, nicht aber der Schwerpunkt verstellt.
*** Es muss demnach eine Flugzelle her, die eine dynamische Schwerpunktverschiebung ermöglicht, und das über eine nicht unbeträchtliche Strecke innerhalb der Zelle, und das in kürzestmöglicher Zeit ***.
Verschiebbare Trimmgewichte würden das Leistungsgewicht nur negativ beeinflussen und das Problem nicht nachhaltig oder nur teilweise, auf jeden Fall unbefriedigend, lösen.

*** Warum also nicht das komplette Kompakte 4D-Modul (Empfänger+Drehzahlsteller+Motor+Verstellprop+3Rudermaschinen) in Sekundenbruchteilsschnelle innerhalb der Flugzeugzelle verschieben? ***

 

[nils_m]

Theoretisch ja ne gute Idee ...nur wie willst du das schaffen?Die Strecke ist ja enorm,die Zeit dafür klein und die aufzuwendende Kraft enorm, denn eine aufwändige Lagerung wäre zu schwer!!(wie ich dich kenne hast du aber auch dafür eine Lösung?! )
Die würde mich allerdings sehr interessieren!

Trotzdem viel Erfolg
nils

 

[brushless]

Hallo Nils,

Nils verwirrt... warum?
Überleg doch mal, was wäre, wenn Du die Zug- oder Druckkräfte des Antriebsmoduls selbst für die Portierung von X nach Y (oder zurück) innerhalb des Rumpfbereichs nutzen würdest.
Bei Fliegern mit nur einem Rumpf gehts natürlich nicht.

***Wie wär's z. B. mit ner symmetrischen Doppelrumpfkonstruktion....?
Tragflächenform...? ***

 

[nils_m]

hallo brushless(richtiger Name)
Ich hatte garnicht an den Schub des Motors gedacht-der schiebt sich ja selber in Position Ich hab irgendwie einfach an eine andere Konstruktion gedacht...Nur die Lagerung könnte immer noch ein Problem sein und die Anschläge müssen was aushalten...!
Ich würde ein Modell mit Doppelrumpf und evt.sogar 2 entgegengesezten Flächen probieren(so eine Art Viereck)


nils

 

[brushless]

Hallo Nils,

Bedenke, dass da, wo der Antrieb bei Flugrichtungswechsel hin und her 'zirkulieren' muss, keine Fläche sein kann.
Wenn Du mit 2 entgegengesetzten Flächen z. b. 2 längliche Trapeze jeweils an einem Doppelrumpfsegment meinst, zur Eigenstabilisierung vielleicht mit etwas V-Form oder sogar 'Ohren', das wäre in der Tat sinnvoll. Denn es gilt, 2 kritische Flugsituationen schon durch entsprechende Zellenauslegung zu meistern:
1. Übergang von Zug auf Schub und die damit verbundene Schwerpunktverlagerung
2. Ausfall des Motors, ohne dessen Aktivität das Flugzeug 'ruderlos' ist
(Ruder sollen ja wegfallen...)
Nur, wie sieht das Flugzeug zwischen den beiden Rumpfteilen aus, da, wo das komplette Modul zirkulieren soll?
Wie kann das mechanisch gelöst werden?

 

[Claus Eckert]

Hallo

Nehmen wir mal als geistigen Anhaltspunkt Manuel Nübels Modell, dass er bei seiner Rattenfänger-Show verwendet. Geht man hier einen Schritt weiter, baut man den Motor in der Mitte aller Drehachsen ein und macht den Ausschnitt groß genug (Halbmonde?), dass sich der Motor samt Prop um alle Achsen bewegen kann, könnte das funktionieren. Vermutlich wird mehr Spannweite und Flächentiefe für die ersten Versuche benötigt, um die Ausschnitte zu kompensieren.

Wenn der Motor in den Drehachsen liegt, dann kann man die Propellerebene als statische Fläche betrachten. Anders ausgedrückt, die Servos die für die Steuerbewegungen zuständig sind, bewegen das Modell und nicht den Motor. Ob Zug- oder Druckrichtung ist somit zunächst egal und nur aerdynamisch ein Thema. Aber das hat Manuel ja schon gelöst.

Edit: Einzigster Wermutstropfen, bei Deiner Konstruktion laufen die Drehachsen nicht in direkter Nähe der Propellerebene. Das kann zwar trotzdem funktionieren, bleibt aber spannend.
Eine kardanische Aufhängung des Motors, mit am Antrieb angeflaschtem Pitch-Servo, wäre die nächste Entwicklungsstufe.

 

[StephanB]

Hi,
habe mal in 5 Minuten ein grobes Modell gezimmert. Absolut symetrisch. Die beiden Rümpfe sind vorne und hinten (soweit man davon noch sprechen kann ) über massive Traversen verwindungssteif verbunden. Die Antriebseinheit sitzt auf der (blauen) Platte. Diese Platte "rutscht" auf Schienen (rot) je nach Drehrichtung des Motors bis an einen Anschlag. Der Abstand des Anschlags zum Neutralpunkt ist so bemessen, daß der jeweilig sich einstellende Schwerpunkt für die aktuelle Flugrichtung wieder paßt. Das Thema EWD macht mir Sorgen. Nur mal so als grober Gedanke..
Stephan

 

[brushless]

Bravo Stephan, so kann ein Schuh draus werden!

Jede Fixierung des Antriebs vernachlässigt das Schwerpunktproblem. Der Schwerpunkt muss sich - je nach Flugrichtung - dynamisch verändern. Das 4D-Modul mit allem drum und dran muss wandern, um in b e i d e n Flugrichtungen g l e i c h e Flugstabilität zu gewährleisten. (Auch dann, wenn der Motor einmal nicht läuft)

Mal sehen, was sich da machen lässt...

 

[nils_m]

Du könntest versuchen die Schienen leicht U-förmig anzubringen-dann wird es zwar noch schwerer die 4d-Einheit zu lagern, aber im Falle eines Motorausfalls "rutscht" der Motor an die tiefste Stelle. Mit dieser Schwerpunkteinstellung muss das Modell dann sicher landen können-VON ALLEINE!!!
Das dürfte das größte Problem sein.

nils

 

[nils_m]

Ich hab mal meine Gedanken ganz grob skizziert:

was haltet ihr davon?
nils

 

[StephanB]

Du könntest versuchen die Schienen leicht U-förmig anzubringen-dann wird es zwar noch schwerer die 4d-Einheit zu lagern, aber im Falle eines Motorausfalls "rutscht" der Motor an die tiefste Stelle. Mit dieser Schwerpunkteinstellung muss das Modell dann sicher landen können-VON ALLEINE!!!
Das dürfte das größte Problem sein.

nils

Nils,
Du gehst von der idealen Annahme aus, daß der Rumpf im Moment des Motorausfalls in horizontaler Lage ist. Das ist nicht zwingend so. Die Motoreinheit wird nach unten rutschen. Unten ist aber nicht unbedingt der tiefste Punkt des von Dir vorgeschlagenen U in den Schienen.
Zu deinem Entwurf:
Ja, warum nicht. So richtig oder so falsch wie meiner. Ich kann mangels eigener Erfahrung bei keinem Konzept Vor- oder Nachteile sehen.
Ich bin inzwischen sicher, daß das Rutschen gut funktioniert, weil die Massenträgheit des Modells das besorgt. Gegeben, das Modell fliegt in Richtung A. Die Motoreinheit befindet sich am zugehörigen Anschlag A. Nun voll Reverse reingezogen. Nur die Platte wird voll gebremst (Reibung auf Schienen mal vernachlässigt) und marschiert schon mal Richtung Anschlag B. Das Modell selbst ist aufgrund seiner Massenträgheit immer noch nach A unterwegs. Dann kommt die Motoreinheit bei Anschlag B an. Jetzt wirds spannend. Die in diesem Moment wirkenden Bremskräfte auf das Modell dürften erheblich sein. Gerutscht simmer aber mal erfolgreich..

Grüsse
Stephan

 

[brushless]

Hallo Nils,

Hallo Nils,

Die Linearführungsrohre für den Motorschlitten müssen gerade bleiben, um ein reibungsarmes, sehr schnelles Gleiten der Schiebehülsen, auf denen der Schlitten sitzt, bei Schubrichtungswechsel zu gewährleisten.

Das Problem des stabilen Gleitfluges lässt sich durch eine leicht negative, symmetrische Flächenwölbung lösen. (Fläche nach vorne und nach hinten leicht hochgezogen). Hierdurch erhält die Fläche auch zusätzliche Stabilität, die bei der etwas ungewöhnlichen Anlenkung Vorne und hinten (jeweils am Ende der Linearführungen, wo diese durch Quertraversen verbunden sind) benötigt wird. Stabilisiert werden die Flächenhälften durch 2 bogenförmig geführte, vorne und hinten befestigte Carbon-Flachprofile, mit denen sie als Holme oder Nasenleisten verbunden werden können. Mittig angebrachte Holme/befestigungen sind nicht vorgesehen. Wo sollte man sie auch befestigen, wenn weitere, gewichtsträchtige Hilfskonstruktionen vermieden werden sollen.

 

[brushless]

Hallo Nils,

So schnell, wie hier die Beiträge geschrieben werden, kann man ja garnicht antworten...

Dein Vorschlag ist ganz interessant und entspricht im wesentlichen einem ca. 80cm Spannweite messenden Testmodell, mit dem ich die dynamische Schwerpunktverstellung bei Doppelrumpfkonzept mit 2 gleich großen, jeweils vorne und hinten liegenden Tragflächen, getestet habe.
(versuche mal, das Photo davon hochzuladen)
Das Gleitflugmodell flog stabil in beide Richtungen, hatte zum Schluss jedoch die Neigung, sich etwas 'aufzustellen'.
Deshalb würde ich dem Konzept von Stephan (in leicht modifizierter Form) eher zutrauen, das Problem des 'Pumpens' in den Griff zu bekommen.
(Solange der Motor läuft ist das eh' kein Problem.

 

[brushless]

Hier das Bild:

 

[brushless]

4D - Schubvektorsteuerung

4D - Schubvektorsteuerung

Hallo Klaus Eckert,

Zitat: "Eine kardanische Aufhängung des Motors, mit am Antrieb angeflaschtem Pitch-Servo, wäre die nächste Entwicklungsstufe..."

Hier mein Vorschlag, ich denke, so könnte es gehen:

 

[Claus Eckert]

Hallo

Ja das kommt hin. Wenn der Ring jetzt noch am Motorspant wäre, könnte man die Ablenkung des Schwenkbereichs verringern. Der Achsendrehpunkt läge näher am Propeller.

Allerdings weiß ich nicht, ob Deine Steuereffekte dann noch gleich sind. Soweit ich aus dem Video in Erinnerung hatte, war der Drehpunkt bei Deinem ersten Modell auch hinter dem Motor?

Zumindest liegen bei der aktuellen Anlenkug mit dem Ring, die Kreuzpunkte von Hoch- und Querachse auf der Längsachse, also der Propellerachse. Damit dürftes Du das gleiche Steuerverhalten aus Sicht des Motors haben, wie bei Deinem Testmodell.

Was mir immer noch nicht klar ist, wofür die Schwerpunktverschiebung gut sein soll? Beide Flächen sind gleich groß. Das Profil der Flächen ist ein Brett. Also wirst Du in beide Richtungen die gleiche Anstellung brauchen. Kannst Du mit einer V-Form der beiden Rümpfe lösen. (Zwischengedanke; Die könnten auch wie Tragflächen ausgebildet sein)

Wenn Du die Massen in der Mitte der Konstruktion konzentrieren kannst, dann stellt sich mir die Frage, welche Auswirkung haben die Veränderung der Druck-/Zugachse auf die Flugeigenschaften. Andersrum gefragt, welche Auswirkung die Anströmung der jeweiligen Tragfläche durch den Propeller auf die Flugeigenschaften hat. Besonders unter dem Gesichtspunkt diese durch Schwenken des Motors um die Querachse verändern zu können.

Es bleibt spannend

 

[nils_m]

Hallo Claus
die Schwerpunktverschiebung ist notwendig,damit das Modell rückwärts genauso gut fliegt, wie vorwärts!
Hat man sie nicht, wie es zum Beispiel bei Manuel Nübels "Nippel" der Fall ist, kann das Modell nur kurz (einigermaßen) kontrolliert rückwärts fliegen.
Es bäumt sich auf, denn es ist, rückwärts fliegend in Flugrichtung gesehen , schwanzlastig.Außerdem passen hier ja auch die Hebelverhältnissse nicht um "richtig" rückwärts zu fliegen.
Das Höhenleitwerk wäre dann eine Art Monster-Entenflügel.

nils

 

[brushless]

Was lange währt wird endlich gut...

Hier ist der diesjährige Gewinner der Inter-Ex 2007:
Der erste flugfertige Flieger ohne Steuerruder mit 4D-Zugvektorsteuerung, der im Fluge seine Richtung ändern kann und nachhaltig stabil fliegt:
Die Antriebs- und Steuereinheit wird mitsamt dem 'Heckspoiler' um 180Grad gedreht, das Flugzeug fliegt rückwärts. Oder Vorwärts. Oder wieder rückwärts...

Ein aktuelles Flugvideo vom Auftritt auf der Inter-EX 2007 in Ostrach sowie viele Bilder gibt's unter
http://www.inter-ex.com/gallery2007.htm

Mehr Informationen zur Entwicklungsgeschichte auf meiner Seite
www.crazyplanes.de im Seitenbereich EXPERIMENTAL

 

[brushless]

Es existiert noch ein zweiter, flugfertiger 4D-Vorwärts-Rückwärts-Flieger, bei dem die schwerpunktbestimmenden Massen auf einem Portalschlitten in der Flugzeugmitte über die gesamte Flächenwurzeltiefe mit Hilfe des Verstellpropellers verschiebbar sind.
Auch dieses Flieger fliegt in beiden Richtungen, da jedoch der Flyware-8" Verstellprop an einem kleinen Flyware-Rex Probleme macht (Verstellmechanik fliegt dauernd auseinander) konnte bisher noch kein Flugrichtungswechsel in der Luft geflogen werden. Eine andere Verstellmechanik und ein anderer Motor hierfür sind in Arbeit.