Senkrechtstarter

Zyklische Blattverstellung!

Zyklische Blattverstellung!

Hallo Christian,

da bin ich aber beruhigt. Ich hab' schon echt an mir gezweifelt (bin Physiker) und mich gefragt, wie das ohne zyklische Verstellung gehen soll.

Weißt Du noch die Ausgabe der FlugRevue? Würde mich sehr interesserien.

Grüße

Sascha
 
Bei einigen Flugzeugen wird Roll und Nick durch Zapfluftdüsen aus dem Haupttriebwerk abgezweigt und gesteuert so zb.bei X32B und X35B und einige andere Senkrechtstarter.X19 war eine Version mit 4 Rotoren und die Hiller X18 hatte 2 Rotoren mit jeweils gegenläufigen Propellern.
 
@Jürgen: Danke für den Hinweis!

@Sascha: Kann mich gerade nicht an die Ausgabe erinnern, aber ich bin dran. Das finde ich noch raus. Bei der Funktion bin ich mir übrigens sehr sicher, ich bin Luft- und Raumfahrtingenieur. :D

@Christian Lucas:

Das mit der Zapfluft zum steuern hab ich so ähnlich auch vor. Allerdings bin ich noch am tüfteln wie viel Luftentnahme ein Modelltriebwerk verkraftet und wie viel ich überhaupt zum steuern brauche! Eins ist auf jedenfall schon mal klar. Der Schub wird leider deutlich weniger...
 
Christian Kasper schrieb:
...
Das mit der Zapfluft zum steuern hab ich so ähnlich auch vor. Allerdings bin ich noch am tüfteln wie viel Luftentnahme ein Modelltriebwerk verkraftet und wie viel ich überhaupt zum steuern brauche! Eins ist auf jedenfall schon mal klar. Der Schub wird leider deutlich weniger...

Das mit der Triebwerks-Zapfluft würde ich mir noch einmal überlegen. Ein paar leichte Brushlessmotoren in Verbindung mit leichten Lipos dürfte in punkto Aufwand und Steuerung die günstigere Lösung sein.

:) Jürgen
 
Jürgen,

Stimmt wohl, dass es einfacher wäre. Wenn man sich aber die Lösung des Vertigo mit Turbine ansieht (hier ist es so gelöst wie du vorgeschlagen hast) dann kann der nur schweben! Mein Ziel ist es aber ein Flugzeug zu haben, dass im Rundflug fast ohne Nachteile fliegen kann wie ein herkömmliches Flächenflugzeug. Die Propeller würden da nur unsinnig im Wind stehen. Und wenn man anfängt die wieder wegzuklappen.... also dann ist meine Zapfluft vielleicht doch nicht so schwer. Außerdem hab ich halt im Hinterkopf immer den Harrier und der macht das mit Zapfluft. Sagen wir mal, ich habe eine gewisse Vorliebe für dieses System. ;)
 
Jürgen,
viel Impuls braucht es da ja nicht vieleicht würde ein kleines Radialgebläse Elektrisch angetrieben auch ausreichen Liese sich wie der Jürgen Heilig schreibt problemloser steuern.Für Triebwerkszapfluft braucht es Klappen ect.Ist nicht ganz so trifial wie es von aussen aussieht.Da sinds nur ein paar runde Röhrchen.Vieleicht gingen da ja so minimicro Impeller alla wieder Silverlit oder GWS.Die können im Rumpf sitzen und durch Hohle Flächenholme die Luft nach aussen zu den Düsen leiten.Bräuchten auch nur Energie wenn im Schwebeflug gesteuert wird.Beim Normalflug sind die ganz mux Mäuschen still.
 
Christian Kasper schrieb:
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Stimmt wohl, dass es einfacher wäre. Wenn man sich aber die Lösung des Vertigo mit Turbine ansieht (hier ist es so gelöst wie du vorgeschlagen hast) dann kann der nur schweben!
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Auch der Vertigo mit Turbine kann mehr als nur Schweben und ich hatte eigentlich auch nicht an Propeller gedacht, sondern eher an kleine Impellereinheiten.

:) Jürgen
 
Regelung

Regelung

Hallo Christian (Kasper),

das mit der Funktion glaube ich Dir ja auch, weil ohne zyklische Blattverstellung hätte ich keine Idee gehabt.

Im anderen Thread hast Du was über Kreiselstabilisierung im Heading-Lock Modus geschrieben. Wenn Du das folgende schon weißt, dann betrachte es als gegnstandslos...:)

Bei der Lagebestimmung mit Kreiseln wird die Winkelgeschwindigkeit direkt gemessen und dann aufintegriert, um einen Winkel zu erhalten. Dabei gibt es zwei Probleme:
1. Man integriert alle Driften mit auf und landet bei bezahlbaren MEMS-Kreiseln bestenfalls bei 100-150° / h. D.h. nach einer Stunde hat sich die Lage um mehr als 90° verändert.
2. Man muß die Verkippung kennen, wenn man anfängt zu integrieren, sprich das System einschaltet, weil es ja nur Geschwindigkeiten aufintegriert.

Die Heading-Lock Kreisel werden ja nur für die Hochachse beim Heli eingesetzt. Da macht sich die Drift höchstens dadurch bemerkbar, daß nach einer Stunde Schweben das Heck nicht mehr in die gleiche Richtung zeigt.

Für die Roll- und Nick- wird er nicht eingesetzt. In diesen beiden Achsen kann der Kreisel nur zur Dämpfung von Störungen verwendet werden, indem bei Winkelgeschwindigkeiten > 0 entgegen geregelt wird. Das läßt das ganze träger reagieren und gibt dem Piloten mehr Zeit zu reagieren.

Einen absoluten Bezug kann man nur durch Kombination mehrerer Sensoren erhalten, die da sind:
1. Beschleunigungsmesser
2. Messung der Temperatur Erde Himmel, sehr billig, aber auch mit Einschränkungen...
3. Messung des Erdmagnetfeldvektors...

Nach fast zehnjähriger Abstinenz wegen Kinder, Hausbau, Bau eines Segelbootes habe ich mich jetzt wieder mit dem autonomen Fliegen beschäftigt. Ich war damit 1997 schon recht weit, d.h. konnte mit einem Flächenflugzeug nach GPS eigenstabil geradeausfliegen.

In den letzten zwei Monaten habe ich begonnen ein System mit allerlei Sensoren auf Ex-Board aufzubauen. Zwei Zigbee Module leisten Telemetrie über fast zwei km Reichweite und ich habe schon einige Meßflüge damit gemacht.

Ein Board ist sogar schon layoutet und ich hoffe, daß bis Ende des Jahres ein zweites mit drei Gyros und Dreiachsaccelerometer auf dem Weg ist. Aber die liebe Zeit ....

Mein eigentliches Ziel (mag sein, daß es viel zu hoch gegriffen ist) ist ein autonomes Schleppflugzeug zu haben, was nach dem Schlepp alleine landet.

Aber für einen Senkrechtstarter würde es sich auch eignen...
So genug gesponnen...:)

Grüße

Sascha
 
Hallo Sascha,

Ich habe keine Ahnung was diese Kreisel eigentlich messen. Ich habe von Elektronik nich soooo viel Ahnung. Ich bin Aerodynamiker und Triebwerker. :D Ich bin bisher davon ausgegangen, dass die Kreisel die Drehbeschleunigung messen und die dann aufintegrieren. :confused: aber wie gesagt, dass ist eine Vermutung.

Zu meinen praktischen Erfahrungen: Im Heli hab ich noch keine Drift feststellen können. Dazu bleibe ich aber auch einfach nicht lange genug auf einer Stelle schweben. (1 Stunde ist aber auch echt lang!)

Ein Bekannter in meinem Modellflugverein fliegt einen Canard-Jet und der hat mehrere Kreisel drin. Unter anderem einen auf dem Canard (das dient ihm als Höhenruder) und im Headinglock-Modus. Geht bestens. Ich hab das bei meinem Jet nun auch so eingebaut, aber wegen schlechten Wetters bin ich noch nicht zum testen gekommen.

Aus diesen Erfahrungen schließe ich, dass es gehen muß. Ich habe aber auch den Anspruch noch selber zu fliegen und nicht autonom! Diese Phase hatte ich wärend des Studiums auch mal, aber das hab ich dann doch bleiben gelassen. Das artet zu sehr in Programmiererei aus, und das mag ich überhaupt nicht. Mir kommt da aber eine Idee: Ich schick dir gleich mal eine PN...
 

FamZim

User
Hi

Meine Gedanken zur Rotorsteuerung laufen mitlerweil dahin, das nur ganz minimale korekturen auf die Rotoren gehen.
Grade so gross das es noch gut Steuerbar ist.
So müssen am Sender grosse Steuerbewegungen gemacht werden .
Das Modell ist ja auch nicht für Kunstflug.
Die Ausschläge für Flächen und Leitwerk aber normal gross, so das horinzontal, das bischen Rotor korigieren, übersteuert wird.
So wird aus Roll nur ein bischen Seitenruder und aus Nick eine H Ruder "Unterstützung" .
Pitch natürlich immer volle Pulle :D .

Gruß Aloys.
 

Airman

User
Hallo,
ich traue mich mal mitzuschreiben.

An einer Osprey mit zwei echten (zyklisch + kollektiv+ Drehung) Rotoren wären damit doch 8 Kanäle alleine für die Pods nötig zzgl. Gyros, Seite, Höhe, Turbine/Motoren, Zapfluft-Düsen, Fahrwerk, usw.

Da kommen sicher schnell über 20 Kanäle zusammen, elekronisch kombiniert versteht sich - womit steuert man das noch und welche Elektronik übernimmt die ergänzenden Funktionen? z.B. Was passiert mit den zyklischen Funktionen beim Kippen der Pods? Müssen die Gyros dies erkennen? Man braucht wohl eine echte, komplexe Flugsteuerungssoftware ...

Irgendwo habe ich geschrieben sie wäre einfacher als ein Harrier, aber je länger ich darüber nachdenke... Zweifelsohne wäre die Osprey (2,5m lang, Turbine) das Innovationsmodell schlechthin.
 

FamZim

User
Hallo

Jaaa wos grade angesprochen wird, würde ich möglichst viel gemeinsam steuern., also über V Kabel.
Dabei gibt es auch zwei verschiedene Steuersysteme.

1. Ein Servo für roll eins für nick und eins für pitch.

2. eins vorne links, eins vorne rechts und eins hinten.

Die werden schön gemischt und machen alles gemeinsam, auch pitch.

Ich würde die erste möglichkeit nehmen.
Da kann zyklisch mit kleinen Wirkungen auf den Rotor Schwebeflug gesteuert, und über "separaten" Pitch mit grossem Ausschlag für Horizontal-Flug gesteuert werden.

Roll-Servos gemeinsam.
Nick-Servos über Mischer für nick und gier, oder
Wenn die Motoren einzeln geschwenkt werden können geht damit ja auch gier.

Höhen; Seiten und Querruder würde ich einfach über V-Kabel mit laufen lassen, aber mit "Normalen" Ausschlägen für Horizontalflug.

Kreisel für roll und nick kämen erstmal an die Motorgondel damit die diese Stellung beibehalten, und sich nicht um den Rumpf kümmern.

Um in den Horizonzalflug zu gehen kann auch erst der Rumpf nach oben geschwenkt werden, und dann mit Vollgas nach oben und nach vorn geflogen werden.
Bei der Landung dann senkrecht nach oben, den Rumpf schwenken und als Hubi wieder landen.
Klingt alles sehr einfach ist es sicher nicht, aber ein paar Überlegungen wert denke ich.
Auch würde ich keine Hubiblätter nehmen wenn ich vorhabe einen Horizontalflug zu machen.
Ich habe ja kleine Flächen mit hoher Belastung. Also muss es schon schnell werden.

Gruß Aloys.
 

Airman

User
Hallo Aloys, gute Ideen - ein wenig Frühsport kann nicht schaden.

FamZim schrieb:
Dabei gibt es auch zwei verschiedene Steuersysteme.

1. Ein Servo für roll eins für nick und eins für pitch.

2. eins vorne links, eins vorne rechts und eins hinten.

Die werden schön gemischt und machen alles gemeinsam, auch pitch.

Egal ob klassisch oder mit 120° Anlenkung, es sind je drei Servos an einem 3-Achs-Gyro also mit Pod-Drehung insg. 8 Servos. Die müssen alle einzeln angesteuert werden müssen, da man sonst roll-/nick und seitlich/vor im Schwebeflug nicht einzeln steuern könnte.

FamZim schrieb:
Ich würde die erste möglichkeit nehmen.
Da kann zyklisch mit kleinen Wirkungen auf den Rotor Schwebeflug gesteuert, und über "separaten" Pitch mit grossem Ausschlag für Horizontal-Flug gesteuert werden.

Es existiert im psysikalischen Sinne kein Unterschied zwischen 120° und klassischer Anlenkung der Taumelscheibe, ausser dass man Mischelektronik spart.

FamZim schrieb:
Roll-Servos gemeinsam.

Geht nicht (s.o.), da man so nicht parallel zur Seite Schweben kann, man würde nur Rollen können (gleiches gilt für Nick). Sie müssen also getrennt angesprochen werden. Am Sender knüppelt man so im Schwebeflug links/rechts zyklisch, im Vorwärtsflug aber nur die Querruder. Ein V-Kabel scheidet auch hier aus.

FamZim schrieb:
Nick-Servos über Mischer für nick und gier, oder
Wenn die Motoren einzeln geschwenkt werden können geht damit ja auch gier.

Der Schwenk geht doch nur vor zurück, was ist mit Roll? Wichtiger ist dabei eher - wenn wenn man einen Rotor kippt, dann schlägt der gyroskopische Effekt (90° vesetzt) zu und das Modell würde mit einer Rollbewegung ausweichen. Daher muss man sie entkoppeln und im Schwebeflug das Rollen über unterschiedliche kollektive Ausschläge ansteuern.

FamZim schrieb:
Höhen; Seiten und Querruder würde ich einfach über V-Kabel mit laufen lassen, aber mit "Normalen" Ausschlägen für Horizontalflug.

Kreisel für roll und nick kämen erstmal an die Motorgondel damit die diese Stellung beibehalten, und sich nicht um den Rumpf kümmern.

Um in den Horizontalflug zu gehen kann auch erst der Rumpf nach oben geschwenkt werden, und dann mit Vollgas nach oben und nach vorn geflogen werden.

(s.o.) Das Modell kippt bei einer schnellen Drehung der Pods zur Seite. Eine wichtige Frage ist aber auch , was passiert wenn der Pod gekippt wird mit dem Gyro? Aus meiner Sicht wäre es richtig, den/die Gyros mit zu kippen und dabei deren Ausgleichswerte entsprechend runter zu fahren.

FamZim schrieb:
Bei der Landung dann senkrecht nach oben, den Rumpf schwenken und als Hubi wieder landen.
Klingt alles sehr einfach ist es sicher nicht, aber ein paar Überlegungen wert denke ich.
Auch würde ich keine Hubiblätter nehmen wenn ich vorhabe einen Horizontalflug zu machen.
Ich habe ja kleine Flächen mit hoher Belastung. Also muss es schon schnell werden.
Gruß Aloys.

Physikalische unterschiedliche Zustände durch schnelle Wechsel zu überbrücken ist nie ein gute Idee, dann kracht es meistens weil zusätzliche Effekte zuschlagen. Es braucht hier auf jeden Fall eine vom Sender unabhängige Elektronik für die abhängigen Mischern.

Landeklappen gibt es nicht, die Querruder sind ebenfalls Landeklappen, was auch je nach Pod-Stellung (Pod sind die Motorgondeln) zu mischen wäre.


Was aber "Hardwaretechnisch" damit klar wäre, das wäre mein Aufbau:

- Modell mit ca. 2,3 m länge
- Eine einzelne 2-Wellen-Turbine (zB PHT5) in der Rumpfmitte
- Ein Getriebe mit zwei Wellen durch die Flächen zum Antrieb der Rotoren in den Pods/Gondeln
- in drehbaren Pods aussen jeweils Kegelradgetriebe an eine kurze Rotorwelle
- Taumelscheiben direkt und kurz unter den Rotoren (wg fehlenden Bell-Hiller-Paddeln möglich)
- jeweils klassische Taumelscheiben-Ansteuerung (H1), damit die Servos in den Pods besser untergebracht werden können
- Spezielle Rotorblätter ähnlich der von den Koax-Helis
- ein 3-Achs-Gyro (zB Helicommand) im Rumpf, der mit den Pods gleichzeitig in der Querachse schwenkbar ist
- wegen der zyklischen Rotoranlenkung braucht es keine sonstigen Schwenk- oder Stabilitäts-Düsen
- Eine Elekronik-Platine, die die mindestens 12 Servos zzgl. 1x Gyro-Empfindlichkeit über programmierbare Mischer kombiniert


Damit fliegt sie! Sollen wir sie bauen? :)
 
moin...hab mir auch mal paar gedanken gemacht, da es mich auch interessieren würde soetwas zu bauen..

zur steuerung...und zwar was löst welche bewegung aus...
wenn man von 2 festen rotoren/propeller ausgeht.

gier - geht nur durch entgegengesetzte bewegung der motorgondeln. über unterschiedliches drehmoment is da nichts zu machen. da er dann rollen und gieren würde...

roll - geht im schwebeflug nur mit zusätzlichem drehmomentausgleich - durch engegengesetztes drehen der gondeln, da er sonst wieder anfängt zu gieren..

nick - synchrones bewegen der motorgondeln

pitch - drehzahlsteller


soweit mal meine gedanken...

ich denke man sollte das inn mehreren schritten machen... erst das schweben realisieren - dann das fliegen - und am schluss den übergang von schweben zu fliegen...

is halt nur die frage um was für ein projekt es hier geht. scale modell oder eher ein funktions modell / größe unter 1m oder größer 2-3m ???
 

FamZim

User
Hi

Ich nochmal
Mit Starren Props geht es nur durch Schwerpunkt-Verlagerung wie bei Drachenfliegern und kann zu träge sein.

Zu Airmans komplizierten Mixturen

Die beiden Roll Servos auf V Kabel steuern bei "rechts" beide Rotoren mit mehr Steigung an der linken Seite.
Der Auftrieb bleibt gleich gross, die Drehmomente bleiben ausgeglichen nur an der linken seite ist mehr Auftrieb als an der rechten Seite.
Ergebniss Modell rollt nach rechts, oder ????????
Bei Nick das selbe,
Nur hinten mehr Auftrieb , der Rest ist ausgeglichen.
Das ist ja das gute bei 2 Rotoren!!!!!!!!

Und mal ehrlich --- wie gross müssen den die Ausschläge im Schwebeflug sein ??
10 % oder fieleicht 20% ????????
Nur Pitch mus 100 % sein.

Und im Schwebeflug werden die H und S Ruder gar nicht angeströmt und können keinen Unsinn machen, und sich daher ruhig mitbewegen.
Die mischen sich bei zu nehmender Geschwindigkeit automatisch mit ein.
Die haben auch 100% Ausschlag und der Rotor nur 10 bis 20%.
Genauso die Roll funktion.
Über V Kabel mit Seite (100%) unterstützen sie geringfügig das Seitenruder,(mit etwas mehr Schub an der linken Seite) da Pitch mit 100% überwiegt.

Was mich sowiso wundert !!!! es fliegen so fiele Doppelrotor Hubschrauber ohne Probleme und wenn der dann Osprey heist geht nicht mal mehr der Schwebeflug und muss neu erfunden werden. :D :D
Na ja ich finde die Disku.. jedenfalls (für fiele) sehr gut hier !!!!!!!!!!!1

Gruß Aloys.
 

Airman

User
Hallo Alois,

überwiegend gebe ich dir recht, will sagen im Schwebeflug braucht man keine Heck-Anlenkungen.
Aaber betrachten wir deinen Aufbau nochmal genauer. Mit starren Rotoren koppelst du im Prinzip physikalisch zwei Rotoren zu einem zusammen. Zwei Rotoren werden einer. Die zyklische Roll-Steuerung willst du über unterschiedlichen Pitch simulieren, die zyklische Nick-Funktion mit dem Drehen der Pods, oder anders ausgedrückt die linke Rotorscheibe eines normalen Helis wäre der linke Rotor, die rechte Scheibenhälfte der rechte Rotor.

Ich glaube, das man damit bei dieser Modellgrösse bereits viel zu träge wäre. Ausserdem würde man das von mir erwähnte seitwärts-, vorwärts-schweben nur mit einem roll/nick des ganzen Modells hinbekommen, . Dies funktioniert aus meiner Sicht nicht weil es zu träge ist, es wäre aber mal zu testen.


Wenn man aber wie erwähnt eine echte zyklische/kollektive Ansteuerung einbaut, hat man eigentlich nix anders als einen querfliegenden Tandem-Hubi. Lest mal hier , da findet man unten die beiden Elektronik-Bausteine nach denen ich gesucht habe. Nun muss man nur noch die äussere Mechanik so kompakt bauen, dass man sie drehen kann. Da sind nun scheinbar nur noch nur die Metallbauer für die Rotorköpfe und Taumelscheiben gefragt?

Das Problem wird (wie wahrscheinlich bei dem Video) sein, das man nur sehr schwer aus dem Schwebeflug wegkommt, eine schnelle Drehung geht nicht bei den Rotorkreiselkräften. Also was tun?

@Jürgen
Nein den Film kann ich nicht - ist immer wieder super, wenn man seine Ideen im Web bereits fliegen sieht...:D

Grüße, Uli
 

FamZim

User
Hallo Uli

Ich verstehe echt nicht was ich falsch erkläre.
Der Osprey ist ein Quer fliegender Tandem, und die fliegen wunderbar.
Auch mit zyklischer UND kolektiver Blattsteuerung.

Warum soll man den etwas Elektronisch mischen was die Mechanik sowieso schon macht .
Aber mit kolektiv Pitch für Roll wird er sich schön im Kreise drehen !


Gruß Aloys.
 
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