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Hektische Bewegungen am Steuerknüppel im Anflug

Diskutiere Hektische Bewegungen am Steuerknüppel im Anflug im Forum Verkehrsflugzeuge auf Flugzeugforum.de


  1. #11
    Schorsch

    Avatar von Schorsch
    Zitat Zitat von Robotic Beitrag anzeigen
    **Schleicher ASK 21 ca. 34 / Boeing 737 ca. 18
    Mit Klappen und Fahrwerk draußen schaut man sich die 10 von unten an, mit Sicherheitsabstand (vor allem bei den Klappen der B737, welche ja zu Zeiten des Schwarz-Weiß Fernsehens erdacht wurden).

    Zitat Zitat von flieger28
    Das ist mir schon klar, trotzdem kann ich mir nicht vorstellen das 40t genauso schnell reagieren wie hier die Steuereingaben getätigt werden
    Glaube ich auch nicht.
    Bei einer B737 werden über 45° (?) Steuerwinkel am Horn die Spoiler zugemischt. Die kleinen Querruder haben keinen nennenswerten Effekt bei der niedrigen Geschwindigkeit, sprich alle Bewegungen unter 45° Ausschlag gehen praktisch unter. Der dickste Brocken im Steuerland ist das Seitenleitwerk, und wie beim B767-Video zu sehen ist dies fleißig am Rödeln. Nur ist die Frage, ob hier der Pilot oder der Yaw-Damper die Eingaben macht. Ich hoffe letzterer.
    Das Verhalten des Menschen als Regler ist eine Wissenschaft. Hier wäre der Frequenzgang des Systems "B737 in Landekonfiguration" spannend. Ich denke mit 1Hz eingegebene 40°-Ausschläge werden praktisch komplett gedämpft.

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  3. #12
    _Michael

    Avatar von _Michael
    Letztlich spielt der Pilot hier 2-Punkt-Regler: Er macht nur die beiden Extremeingaben. Das endet aber trotzdem in einem sanften, kontrollierten Flug, weil das Flugzeug die Eingaben glättet. Ist genau das selbe, wie beim Thermostat: Die Heizung schaltet sich voll ein, wenn die Temperatur unter dem Schwellenwert ist, und voll aus, wenn sie über dem Schwellenwert ist. Trotzdem springt dank der Trägheit die Temperatur nicht wild, sondern hält sich perfekt "smooth" auf dem gewünschten Wert.

    Sofern das System (1) viel träger ist als der Regler, (2) der Ist-Zustand sich direkt proportional zur Regeleingabe ändert und (3) die Extrem-Eingaben das System nicht überlast, so ist der Zweipunkt-Regler (nach meinem Verständnis) nicht zu schlagen, was das Einhalten des Soll-Zustands angeht.

  4. #13
    4F721210

    Avatar von 4F721210
    Zitat Zitat von Schorsch Beitrag anzeigen
    ...

    Bei einer B737 werden über 45° (?) Steuerwinkel am Horn die Spoiler zugemischt....
    Sollten 10° sein.

    Edit: wenn ich mir nochmals das anfangs gezeigte Video angucke, dann sollten da durchaus die meisten Inputs merkbar ankommen.

  5. #14
    Schorsch

    Avatar von Schorsch
    Zitat Zitat von 4F721210 Beitrag anzeigen
    Sollten 10° sein.

    Edit: wenn ich mir nochmals das anfangs gezeigte Video angucke, dann sollten da durchaus die meisten Inputs merkbar ankommen.
    Danke, ich habe es auch noch mal im Handbuch nachgelesen. 10° sind korrekt.
    Ob sie effektiv sind ... bei den kurzen Ausschlägen können die Spoiler ja kaum wirken. Eine Rollrate ist eine Aufsummierung einer Rollbeschleunigung.
    Das wirksamste Mittel ist das Seitenleitwerk. Dieses wird über den Yaw-Damper angesteurt (der ist bei der B737 für die Turn Coordination zuständig).

    Ich glaube weiterhin, dass weitgehend nichts tun am Ende ähnlich rauskommt. So ein Flugzeug hat eine erhebliche Rollträgheit und ist speziell in der Konfiguration bockstabil. Ich möchte das Verhalten des Piloten nicht in Frage stellen: durch sein Gefuckel bleibt er im Loop und kann ggf. gegensteuern. Wenn sich erst mal eine Rollrate aufbaut, ist es gar nicht so leicht, diese wieder rauszubügeln.

    Zitat Zitat von _Michael
    Letztlich spielt der Pilot hier 2-Punkt-Regler: Er macht nur die beiden Extremeingaben. Das endet aber trotzdem in einem sanften, kontrollierten Flug, weil das Flugzeug die Eingaben glättet. Ist genau das selbe, wie beim Thermostat: Die Heizung schaltet sich voll ein, wenn die Temperatur unter dem Schwellenwert ist, und voll aus, wenn sie über dem Schwellenwert ist. Trotzdem springt dank der Trägheit die Temperatur nicht wild, sondern hält sich perfekt "smooth" auf dem gewünschten Wert.

    Sofern das System (1) viel träger ist als der Regler, (2) der Ist-Zustand sich direkt proportional zur Regeleingabe ändert und (3) die Extrem-Eingaben das System nicht überlast, so ist der Zweipunkt-Regler (nach meinem Verständnis) nicht zu schlagen, was das Einhalten des Soll-Zustands angeht.
    Das System ist im Prinzip ein doppelter Integrator:
    Steuereingabe erzeugt Drehmoment
    Drehmoment erzeugt Rollrate
    Wenn der Pilot den Bank Angle steuert, käme sogar noch ein Integrator dazu.
    Solch ein System mit Vollausschlägen zu steuern ist eigentlich Wahnsinn. Das würde Dir jeder Regelungstechniker um die Ohren hauen.
    Pilot Induced Oscillation ist nicht ohne Grund ein Terminus aus der Luftfahrt. Allerdings: aufgrund der hohen Rollstabilität eines Flugzeugs kann man nicht so viel falsch machen, die Dämpfung des Systems bei hohen Frequenzen ist sehr ordentlich.
    Die "Regelungsfunktion" hier als optimal zu bezeichnen ... na ja. Allerdings selbst ein künstlicher Regler würde sich schwertun, weil er mindestens einen Integrator von der Störgröße entfernt misst (nämlich die Rollbeschleunigung, welche der Mensch nicht oder kaum wahrnehmen kann).

  6. #15
    cool

    Avatar von cool
    Zitat Zitat von _Michael Beitrag anzeigen
    Letztlich spielt der Pilot hier 2-Punkt-Regler: Er macht nur die beiden Extremeingaben.

    ....

    Sofern das System (1) viel träger ist als der Regler, (2) der Ist-Zustand sich direkt proportional zur Regeleingabe ändert und (3) die Extrem-Eingaben das System nicht überlast, so ist der Zweipunkt-Regler (nach meinem Verständnis) nicht zu schlagen, was das Einhalten des Soll-Zustands angeht.
    Regeltechnik, fein

    Ich glaube der Pilot fungiert hier eher als PD-Regler der in seinem Output einfach Begrenzt ist. Das Flugzeug rollt um seine Längsachse bei einem Querruderausschlag x -> Integrales Verhalten der Regelstrecke. Das versucht der Pilot auszugleichen und gibt einen Querruderausschlag. In der Theorie wäre es nicht schlecht, wenn die Wirkung des Ausschlags "unendlich" groß wäre, dann würde sich die Regelabweichung (Unterschied SOLL-IST) nahezu verzögerungsfrei ausregeln.
    Gibt es in der Praxis nicht, der Querruderausschlag ist begrenzt -> der Reglerausgang ist begrenzt. Der Regler (Pilot) setzt nun solange das Maximum bis die Wirkung einsetzt und damit die Reglerabweichung zurück geht.



    Das sieht dann halt so aus wie ein 2-Punkt-Regler, ist aber keiner.

    Das von dir angesprochene Beispiel wird man normalerweise mit einem klassischen P- oder PI- Regler angehen (zumindest würde ich das so machen). 2-Punkt-Regler machen eigentlich "nur" dort Sinn, wo der Regler eben nur logische Zustände einnehmen kann. Entweder weil es günstig sein soll, oder weil es technisch so notwendig wird (zb. Leistungselektronik, um geringe Leistungsverluste über Halbleiterelemente zu erreichen werden diese in einer Art PWM angesteuert)

    //edit: Schorsch war schneller. Ich denke aber, dass Verhalten von Drehmoment und Steuerruderausschlag ist (im weitesten Sinne) Proportional. Die Position um die Längsachse bezogen auf den Ruderausschlag ist natürlich integrativ.

  7. #16
    Schorsch

    Avatar von Schorsch
    Bei anderen Boeing-Modellen ein bekanntes Problem. Der Text bezieht sich auf die B757.

    "Analysis and flight testing has shown that with flaps set at 30, spoiler deployment from large control wheel inputs (approximately 40 degrees or more) can cause a sudden onset of airflow separation at the outboard trailing edge flaps. This loss of lift may result in an unexpected roll. Abrupt control wheel inputs by the flight crew to counteract the roll can lead to unexpected roll oscillations during the final phase of the landing approach manuever. If these pilot inputs occur at a high rate, they may become out of phase with airplane response, causing the pilot to further increase the magnitude of the wheel inputs. This phenomenon where the pilot inputs become out-of-phase with the airplane reaction is known as pilot induced oscillations (PIO).
    The airflow separation over the flaps causing the potential for PIO is what we consider a "trigger" situation. That is, installation of the flap vortilons will not necessarily eliminate a PIO event from occurring, but they do help eliminate a potential "trigger" for PIO.
    Extensive study and analysis has identified three areas where improvement is needed to help prevent inducing PIOs. First, vortilons (or vortex generators) were added to the flaps to help prevent airflow separation. Second, flight crew awareness was addressed by a revision to the Operations Manual. Third, a control wheel force damper has been added to the mechanism underneath the First Officer's control column.
    Additionally, research has shown a correlation between control wheel breakout force (centering breakout forces about neutral) and the likelihood that a pilot will get into a PIO situation. The correlation has not been quantified, but data suggests that the higher the wheel breakout force, the more potential there is for PIO to occur. Therefore, Boeing has established that 6.5 lb of wheel breakout force (42 in-lb torque) will be the optimum setting for all model 757 airplanes. This is reflected in new AMM procedures."

    Break-out Force ist eine Sache, die auch in Zusammenhang mit AA587 kritisch war.

  8. #17
    innwolf


    Zitat Zitat von cool Beitrag anzeigen
    Die Position um die Längsachse bezogen auf den Ruderausschlag ist natürlich integrativ.
    Hallo,
    eine andere Meinung, die Wirkung auf die Drehrate ist integrativ! In gewissen Grenzen gilt daß ein konstanter Ruderausschlag eine konstante Drehbeschleunigung erwirkt. die Drehrate bei Ruder neutral dann beibehalten wird.

    ( Abzüglich der Eigenstabilität des Musters, eine C172 stabilisiert deutlicher, eine Extra300 dagegen kaum. )

  9. #18
    cool

    Avatar von cool
    Zitat Zitat von innwolf Beitrag anzeigen
    Hallo,
    eine andere Meinung, die Wirkung auf die Drehrate ist integrativ! In gewissen Grenzen gilt daß ein konstanter Ruderausschlag eine konstante Drehbeschleunigung erwirkt.
    Dann musst du diese "gewissen Grenzen" schon ein wenig näher definieren

    Ich komme nämlich über die Bewegungsgleichung auf eine Differentialgleichung 1. Ordnung (eigentlich 2., aber man kann diese ohne Probleme einmal ableiten) und damit wäre die Drehrate endlich.


    Aber da kann man ja auch mal die Praxis bemühen: hört ein Flugzeug auf zu drehen, wenn man den Knüppel in die Mitte nimmt, oder muss man mit einer entgegengesetzten Bewegung die Drehbewegung stoppen?

  10. Hallo

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  11. #19
    Intrepid

    Avatar von Intrepid
    Zitat Zitat von cool Beitrag anzeigen
    ... hört ein Flugzeug auf zu drehen, wenn man den Knüppel in die Mitte nimmt, oder muss man mit einer entgegengesetzten Bewegung die Drehbewegung stoppen?
    Es hört so gut wie auf. Ob da noch ein Grad Trägheit bei ist - vielleicht. Flugzeuge mit Motorgondeln an den Tragflächen machen mir den Eindruck. Aber es wirken noch so viele andere Kräfte, dass ich das schwer ausmachen kann. Das meiste, was ich bisher geflogen bin, waren gut 20 Tonnen Gewicht und knapp 30 Meter Spannweite. Aber dann macht man keine hohen Drehraten mehr, deshalb schwingt da nichts nach.

  12. #20
    innwolf


    Zitat Zitat von cool Beitrag anzeigen
    hört ein Flugzeug auf zu drehen, wenn man den Knüppel in die Mitte nimmt, oder muss man mit einer entgegengesetzten Bewegung die Drehbewegung stoppen?
    Hallo,
    das lernt jeder Segelflieger, mit Ruderausschlag von Quer- und Seitenruder Kurve einleiten, Ruder neutral, weiter drehen lassen, Gegenausschlag zum Kurve beenden...

    In Thermik kreisen ohne Ruderausschlag oder nur zur Korrektur.

    Das ist noch deutlicher bei Hubschraubern in der Standschwebe, kurze kleine Ausschläge am Knüppel ändern die Rollraten von quer und längs, nicht direkt die Lage!

    Daran zu gewöhnen ist die erste Hürde für Hubschrauberneulinge.

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