Ein Tool zur Auslegung von Ruderanlenkungen
von Thomas Blon.
von Thomas Blon.
Ich möchte euch mein Tabellenkalkulations-Rechenblatt für Libre Office bzw. MS-Office zur Auslegung einer Ruderanlenkung vorstellen. Es ist tatsächlich schon ein bisschen älter und erfreut sich daher einer gewissen Verbreitung in der RC-Szene. Da die Resonanz der bisherigen Nutzer recht positiv ausgefallen ist, möchte ich es auch auf
einer größeren Runde zugänglich machen. 
Die Eckdaten der Getriebes werden numerisch erfasst und bildlich dargestellt. Dank der grafischen Wiedergabe wird schnell erkennbar, wenn Falscheingaben passiert sind oder die Werte nicht korrekt vom Bauplan oder vom Modell abgenommen worden sind. Unter der Darstellung der Anlenkung werden die Endstellungen der resultierenden Ruderausschläge in Winkelgraden oder in Millimetern der vertikalen Auslenkung angegeben. Ebenso sind die berechneten Werte der zu erwartenden Momente am Ruderscharnier bzw. am Servoabtrieb zu finden, die als Hilfe bei der Servoauswahl dienen können.
In der neuesten Version ist folgendes dazu gekommen:
- Ermittlung der Gestängelänge und eine
- quantitativ bessere Ermittlung der erwarteten aerodynamischen Ruderkräfte, basierend auf der Vorarbeit anderer -Nutzer. Die Ergebnisse von zwei weiteren Verfahren werden angeboten.
Die Nutzung wird nachfolgend mittels einer Überkreuzanlenkung erklärt. Zuerst eine Gesamtansicht des Rechenblatts:
Wir gehen die Abschnitte nacheinander durch.
Nur grün hinterlegte Werte sollen eingegeben werden. Der ruderseitige Einhängepunkt wurde früher, wie die Angaben an der Servoseite, als Polarkoordinaten relativ zum Ruderscharnier angegeben. Aber der freundliche Hinweis eines Nutzers hat mich dazu bewogen, hier praxisgerechtere relative x-y-Koordinaten zu verwenden. Jede Änderung der Zahlenwerte wird sofort in der bildlichen Darstellung der Mechanik darunter reflektiert. Unter der bildlichen Darstellung der Hebelverhältnisse gibt es noch einen Block mit Zahlenwerten zur Gestängelänge und den Ruderauschlägen in Winkelgraden und Millimeter.
"Folgende Werte nur für Momentenberechnung" ist der dritte Block von Eingabewerten und muss nur ausgefüllt werden, wenn Ruder- und Servomoment von Interesse sind.
Da wir schon mal hier sind:
Die berechneten aerodynamischen Rudermomente und die davon abgeleiteten Servomomente werden ergänzt durch die Momente aufgrund der G-Belastung der Ruder, sofern diese nicht vollständig masseausgeglichen sind. Für Nutzer, denen die Einheit Ncm etwas fremd ist, sind die Angaben auch in kgcm verfügbar. Eine Einheit, die in diesem Zusammenhang eigentlich falsch ist, und auch, wie mir scheint, nur in Modellfliegerkreisen existiert...
Es gibt drei verschiedene Ansätze zur Ermittlung des Rudermoments.
- Ruderklappenmoment „projizierte Ruderfläche“
Moment aus dem Strömungswiderstand einer Rechteckfläche, bestehend aus der senkrecht zur Anströmung projizierten Ruderfläche (Cw=2). Das gibt es im Netz auch andernorts als Excel-Tool, ist natürlich aerodynamischer Unfug, taugt aber gar nicht so schlecht als Schätzgrundlage. - Formel von Dr. Heinrich Voss, gefunden im -Thema "Welche Servos zu welchem Modell?"
Dort heißt es, Zitat "Die Formel gilt offenbar nur für Ausschläge unter 20°, also eher nicht für Akromaschinen sondern eher für Segler, Jets und Warbirds." - Alternativ ziemlich wissenschaftlich, aber komplizierter,
Bernhard Rögner,-Artikel „Kräfte an Rudern und Klappen“
Im
-Artikel "…für schnell und langsam" von Franz Durstberger werden weiter unten im Absatz "Ruder- und Servomomentabschätzung" alle diese Methoden verglichen. Zitat: "Bei der Berechnung nach Rögner darf man keinen zu kleinen Wert für die Flügeltiefe eingeben, da es sonst zu unrealistisch hohen Werten kommt. Es sieht so aus, als ob die aus Versuchen hergeleitete Formel an größeren Modellen erarbeitet wurde und sich für kleine Flügel außerhalb ihres Gültigkeitsbereichs befindet."Meine Erfahrung: Bei relativ stark ausgelenktem Ruder, z.B. 45°, ist der simple Ansatz 1 tatsächlich nicht mal so weit von den anderen entfernt.
Runterladen könnt ihr die neueste Version für LibreOffice Calc oder MS-Excel, Sektion "Tools".
Die zum Zeitpunkt der Veröffentlichung aktuellen Versionen für LibreOffice Calc und MS-Excel.
Viel Erfolg damit!
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