Ein Flugstabilisierungssystem für RC Flieger

Diskutiere Ein Flugstabilisierungssystem für RC Flieger im RC-Ecke Forum im Bereich Modellbau; Hallo Leutz, hab nicht vor langer Zeit angefangen, mich mit RC-Fliegern zu beschäftigen. Heute morgen bin ich darauf...

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  1. #1 garry_weber, 31.10.2007
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    Hallo Leutz,

    hab nicht vor langer Zeit angefangen, mich mit RC-Fliegern zu beschäftigen. Heute morgen bin ich darauf (http://www.youtube.com/watch?v=CsuqwkaERl4) gestoßen....

    was mein Grundlagewissen in Aerodynamik mir sagt,so wäre das Ding aufgrund der Turbulenzbildung an dem eckigen Diamentkörper nicht flugfähig. Aber es fliegt. Der Typt rickst doch, oder? Der hat doch ein Flugstabilisierungssystem drinn....

    Ich habe im Internet mal durch Zufall ein Gyroskop als Chip erspäht, Bezeichnung habe ich aber vergessen :red: ..... kennt jemand irgendsolche entwicklungen, die einen RC-Flieger stabilisieren? Am besten in form eines tutorials, weil ich lust hätte, es selbst zu löten ^^ (falls nicht zu kompliziert)

    Ich würde -mein Traum - das Ding

    [​IMG]

    zum leben erwecken :D .... ist das waghalsig?

    Garry
     
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  3. #2 Acanthurus, 31.10.2007
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    Hi..

    vielleicht solltest du dein Grundlagenwissen an Aerodynamik in Anbetracht der Videobeweislage neu bewerten ;)

    Nein, ganz im Ernst... Luft ist EXTREM geduldig, weshalb sich so ziemlich alles zum Fliegen bringen lässt, sofern die relativen Lagen von Druckpunkt und Schwerpunkt stimmen.
    Was die Ablösung angeht... prinzipiell hats du schon recht, alle scharfen Kanten sorgen im Prinzip zunächst für Ablösung. Aber Ablösung bedeutet nicht automatisch Instabilität! zudem ist die Ablöserei bei der F-117 stets an Kanten, welche nicht senkrecht zur Anströmrichtung liegen (Pfeilung!). Solche Ablösekanten sorgen für Längswirbelbildung (gelegentlich Tütenwirbel genannt), welche in sich sehr stabil sind und eher zu einem stabilen Strömungsbild führen (im gegensatz zu zweidimensionalen Ablösungen aus der Profiltheorie). Also nicht dem Irrtum unterliegen, bei so einem Modell 2d-Profilaerodynamik zu verwenden, um auf die tatsächlich voll dreidimensionale Aerodynamik zu schließen. Wenns danach geht dürfte quasi kein Militärjet wirklich flugfähig sein.

    Künstliche Stabilisierung.... viele Modelljet-Piloten fliegen zur Stabilisierung der Längsachse sog. FLächenkreisel (s. z.b. hier: http://www.acteurope.de/html/flachenkreisel.html). Diese sind aber meist nur dazu da, das Flugbild ruhiger werden zu lassen... tatsächlich echt notwendig sind sie nicht. Die Eigenentwicklung eines solchen Systems ist nicht unbedingt ganz trivial und erfordert schon Kenntnisse über Microcontroller etc... Darüberhinaus "elektronisch vollstabilisierte" Flieger sind natürlich denkbar, aber im Modellmaßstab eigentlich gar nicht notwendig, da man genügend Spielraum mit Schwerpunktlagen etc. hat.
    Auch deinen Feuerfuchs als low-tec Variante ohne Stabilisierung zu fliegen sehe ich als problemlos an.... leute haben schon Enterprise und Co, fliegende Teppiche und vielen anderen Blödsinn ohne Stabilisierungsmaßnahmen geflogen.

    gruß

    A.P.
     
  4. #3 garry_weber, 31.10.2007
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    Als ich aber das letzte mal einen diamantförmigen Auftriebskörper im Windkanal schweben lassen wollte, hat mein Physiklehrer dabei gelacht, als er sah, dass das ganze ding immer mehr anfing zu schwingen und irgendwann eine große schwindung entlang der y-achse aufwies. hmm....naja, kann ja mal ein papiermodell der firefox erstmal herstellen und ins windkanal stellen. ^^...
     
  5. #4 Acanthurus, 31.10.2007
    Zuletzt bearbeitet: 31.10.2007
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    Hi.

    Willkommen im Bereich der Aeroelastizität.
    Sobald du eine Schwingung des Testkörpers vorliegen hast, kommen neben der einen Aerodynamik der äußeren Form noch die MASSENDYNAMIK des Körpers sowie die elastizität/Strukturdynamik der Aufhängung des Körpers hinzu. Auch ein "richtiges" Profil wird im Windkanal zu schwingen anfangen oder statisch divergieren, wenn man es nur falsch genug aufhängt.
    Daraus auf eine "schlechte" Aerodynamik zu schließen ist aber falsch.
    Die F-117 ist ja auch kein reiner "Diamant"körper, sondern hat einen schönen gepfeilten Flügel (der, mit geeigneter verwindung ausgestattet, sowohl Roll- als auch richtungs- als auch nickstaibilität erzeugen kann) sowie Leitwerke, welche den Gesamtdruckpunkt deutlich HINTER den Schwerpunkt auf die stabile Seite verlegen.
    Hinzu kommt das schräge Abrisskantenprinzip (s. voriges Posting).
    Natürlich ist diese Konfiguration nicht optimal, was die Effizienz (Gleitzahl etc.) angeht, aber sie kann flugmechanisch stabil ausgeführt werden.

    Vorsicht mit Papiermodellen und einfachen Windkanälen. Das ist die perfekte Kombination, um falsche Schlüsse zu ziehen. Es ist kein Zufall, das "richtige" Windkanalmodelle immer ziemlich massiv ausgeführt werden. Zudem müsstest du, wenn du wirklich eine Antwort auf die Stabilitätsfrage haben willst, die Aufhängung des Modells genau abstimmen und dafür sorgen, dass die Kanalverblockung nicht zu groß ist.

    Sehr viel sicherer wäre es, eine rechnerische Abschätzung der Druckpunktlage zu machen (notfalls automatisiert mit dem AC-Calculator von Martin Hepperle, siehe http://www.mh-aerotools.de/airfoils/software.htm) und dann dafür zu sorgen, dass der Schwerpunkt an der richtigen Stelle (5-10% Bezugsflügeltiefe VOR dem A.C.) liegt. Vorsicht, dein Brathündchen ist eine ENTENkonfiguration, da sollte man darüberhinaus durch geeignete Profil- ein EWD-Wahl dafür sorgen dass bei hohen Anstellwinkeln die Strömung am ENTENflügel zuerst abreisst.



    gruß

    A.P.
     
  6. #5 garry_weber, 01.11.2007
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    hi...

    danke, dass du dir diemühe machst. mich interessiert die luftfahrt und (was diePhysik angeht) die Strömung :HOT ....

    Weißt du zufällig, was eigentlich der induzierte Wiederstand an der Tragfläche ist? Die Wirbelschleppe? Was meinst du nochmal mit EWD?

    Kennst du ein gutes Buch, dass das theoretische Design von (RC-) Flugzeugen in Formeln und erklärungen ausdrückt und nicht Wie man einen RC Flieger baut? ^^

    Garry
     
  7. #6 Acanthurus, 02.11.2007
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    Hi..

    kennst du Hartmut Siegmanns homepage? http://www.aerodesign.de/
    Würde dir dringend empfehlen, dich da mal durchzuklicksen, da findest du auch eine recht gute Literaturzusammenstellung (mit Rezensionen).

    EWD=Einstellwinkeldifferenz= Winkelunterschied zwischen den geometrischen Einstellwinkeln von Flügel und Höhenleitwerk

    Induzierter Widerstand= Auftriebsabhängiger Widerstand, der durch die Verminderung (induzierter Anstellwinkel alpha_i)des tatsächlich wirksamen Anstellwinkels alpha_eff gegenüber dem Anströmwinkel alpha entsteht. Alpha= alpha_eff+alpha_i
    Dadurch wirkt der AUtrieb nicht mehr exakt senkrecht auf die Anströmrichtung, sondern um alpha_i nach HINTEN gedreht. Er hat also eine WIderstandskomponente, den induzierten Widerstand. Diese Drehung entsteht in der Tat durch die Induktionswirkung der Wirbelschleppe.

    Der induzierte Widerstand(sbeiwert) lässt sich für schlanke, gestreckte, ungepfeilte Flügel abschätzen durch

    cw_i=k*ca^2/(pi*lamba)

    ca ist der Autriebsbeiwert
    k ist der Formfaktor; der hängt von der spannweitigen Auftriebsverteilung ab, im idealfall (elliptische Auftriebsverteilung) ist er 1, ansonsten größer (so bis 1.25 vielleicht) Auf Hartmuts Homepage findest du auch einen Link auf den Nurflügel-Code, mit dem du den FOrmfaktor aus der Flügelgeometrie und den sonstigen Bedingungen berechnen kannst.

    pi ist gleich drei ;)

    lambda ist die Flügelstreckung (spannweite^2/Flügelfläche, beim Rechteckflügel gleichbedeutend mit Spannweite/Flügeltiefe)


    viel Spass...



    a.p.
     
  8. #7 garry_weber, 09.11.2007
    Zuletzt bearbeitet: 09.11.2007
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    isss kla. du kennst sicherlich die story, wo ein amerikanischer architekt pi auf 3 gerundet hat und die brücke dann eingestürzt ist? ^^....

    naja, ich kenn die seite, hab sie mir aber nur flüchtig angeschaut. vielen dank. ich werd sie mir intensiver durchlesen ^^....
     
  9. #8 Felix V., 09.11.2007
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    Hallo Garry,
    um auf die Firefox und dergleichen zu kommen...
    Man kann sich ja mal langsam herantrauen :FFTeufel:
    Kannst du denn schon fliegen?

    Beste Grüße,
    Felix
     

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    Hallo

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  11. #9 garry_weber, 16.11.2007
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    Mensch, der sieht geil aus. fetten respeckt. wie hast du die haube und die krümmungen gemacht?
     
  12. #10 _Michael, 28.11.2007
    _Michael

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    Nachdem Acanthurus schon einige Ausführungen zur Physik gemacht hat, will ich auch noch meinen Senf dazugeben, eher aus der Sicht der ganzen Steuer- und Regelungstechnik: So eine Flugsteuerung ist hobbymässig machbar, erfordert aber recht umfangreiche Elektronik- und Programmierkenntnisse. Man braucht Kreisel und eventuell Beschleunigungssensoren, die sind gar nicht so leicht zu beschaffen sowie einen kleinen Kontrollrechner (kleiner Mikrocontroller). Um genügend schnell nachregeln zu können, sind auch entsprechend leistungsfähige und vor allem schnelle Servos und Motoren notwendig.

    Ich arbeite derzeit nebenbei an einem sog. Quadrocopter, dafür wird eben auch eine ziemlich leistungsfähige Flugsteuerung benötigt.
     
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