Lineare Taumelscheibenanlenkung - Theorie und Praxis

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  • stern-fan
    Senior Member
    • 27.06.2012
    • 3294
    • Rolf
    • Remseck (Kreis Ludwigsburg)

    #1

    Lineare Taumelscheibenanlenkung - Theorie und Praxis

    Hallo Technikfreunde,

    aktuell gibts ein neues, innovatives Helimodell auf dem Markt, welches mit einer linearen Taumelscheibenanlenkung ausgestattet ist.

    Bei konservativ konstruierten Modellen wird die TS bekanntermaßen durch Servohörner und Gestänge angesteuert. Da die Servohörner auf
    einer drehbaren Achse befestigt sind, beschreiben diese bei ihrer Bewegung eine Kreisbahn. Die Anlenkung der Taumelscheibe
    ist als Resultat nicht linear sondern sinusförmig.
    Im Sinus-Nulldurchgang (bei 0° kollektiv-Pitch) steht das Servohorn genau waagerecht. Bei einer kleinen Drehbewegung des Horns bekommt man noch eine fast lineare Auslenkung (relativ zum Knüppelausschlag) der TS. Je weiter sich das Servohorn auf seiner Kreisbahn dreht, desto mehr nähert es sich dem Scheitelpunkt des Sinus.
    Es wird also, relativ zum Knüppelausschlag, immer weniger Weg an der TS ausgelenkt.

    In der Praxis bedeuet dies: Um die Knüppelmittelstellung (0° Pitch) erreicht die Mechanik relativ viel TS-Ausschlag pro Grad Servohornwinkel, bei den Endpunkten um Maximmalpitch tut sich jedoch nur noch wenig, relativ zum Knüppelausschlag.

    Bei einer Linearansteuerung, bei der die Servogestänge annähernd senkrecht verfahren, soll genau dieser Effekt mechanisch eliminiert werden. Der Verfahrweg der Gestänge zur TS ist genau linear zum Knüppelweg, egal, wie groß die aktuelle Auslenkung ist.

    Ich möchte nun folgende und auch gerne weitere Punkte zur Diskussion stellen, wobei ich ausdrücklich darum bitten möchte, ausschließlich bei der Technik und deren Auswirkungen auf die Praxis zu bleiben.


    1) Ist die lineare TS-Anlenkung am Ende wirklich linear, sprich, kommt am Blatthalter ein durchgängig linearer Verstellwinkel an? Die TS wird durch eine lineare Ansteuerung trotzdem auf einer Kreisbahn gekippt (seitlich auf die TS schauend). Somit überlagert sich wieder eine sinusförmige Bewegung auf die Anlenkung
    der Blatthalter. Es ist ja entscheidend, was letztendlich am Blatthalter ankommt.
    Ist meine ßberlegung dahingehend korrekt?

    2) Welchen positiven Effekt hat eine lineare Anlenkung in der Praxis?
    Ich könnte mir vorstellen, dass es im Speedflug sogar eher förderlich sein könnte,
    im Bereich von Maximalpitch weniger, dafür feinfühligere Ausschläge zu haben,
    wie sie automatisch durch eine konventionelle Ansteuerung mit Servohörnern
    ausgeführt wird. (Maximalpitch = Annäherung an den Scheitelpunkt des Sinus mit entsprechend reduzierten Wegen)
    Ich fliege zwar selbst gerne schnell, bin aber kein Speedflieger. Daher würde mich die Meinung der Speed-Spezialisten sehr interessieren.

    3) Manche FBL-Systeme können die nichtlineare Ansteuercharakteristik
    elektronisch ausgleichen. Gibt es hierbei Nachteile, gegenüber einer mechanischen Lösung?
    Man könnte auch einfach die Pitchkurve mit Expo belegen, und hätte einen ähnlich ausgleichenden Effekt.
    Hat das mal jemand probiert?
    Da sich der Konstrukteur der Linearansteuerung sicher viele Gedanken gemacht hat, würden mich die Gründe
    dafür interessieren, weil ich in meinen eigenen ßberlegungen (bin Elektroniker, kein Mechaniker) wahrscheinlich
    wichtige Punkte vergessen habe.

    4) bei zyklischen Ausschlägen ist es meiner Ansicht nach nicht so wichtig,
    ob die Ansteuerung der TS linear oder sinusförmig ist.
    Meine ßberlegung: Das FBL gibt über die Knüppelansteuerng nur reine Rollraten vor:
    --> x-Grad Rotation um eine der Flugachsen in y-Zeit.
    Das FBL regelt also von sich aus, wieviel Ausschlag die Servos machen müssen,
    damit die Rollrate erreicht wird, unabhänging von der Mechanik.
    Dem FBL ist es dabei völlig egal, ob es linear oder
    sinusförmig reagieren muss, denn es lässt die Servos genau um den Betrag auslenken, bei dem
    die vorgegebene Rollrate schnellstens erreicht ist.
    Es wird nur ein Wert vorgegeben, ausgesteuert und dann verglichen.

    5) Würde es Sinn machen, wenn die Servohersteller vollintegrierte Linearservos entwickeln würden
    (so wie in den kleinen Blademodellen, nur eben mit mehr Kraft und mehr Präzision)


    ßber eine sachliche Diskussion würde ich mich sehr freuen!

    Viele Grüße
    Rolf
    Zuletzt geändert von stern-fan; 30.12.2015, 10:05.
    [FONT="Impact"][FONT="Arial Black"]Was bist Du? Macher oder Kritiker?[/FONT][/FONT]
  • roxxter78
    Member
    • 11.08.2013
    • 958
    • Markus
    • Hartkirchen, AT

    #2
    AW: Lineare Taumelscheibenanlenkung - Theorie und Praxis

    Zitat von stern-fan Beitrag anzeigen
    1) Ist die lineare TS-Anlenkung am Ende wirklich linear, sprich, kommt am Blatthalter ein durchgängig linearer Verstellwinkel an? Die TS wird durch eine lineare Ansteuerung trotzdem auf einer Kreisbahn gekippt (seitlich auf die TS schauend). Somit überlagert sich wieder eine sinusförmige Bewegung auf die Anlenkung
    der Blatthalter. Es ist ja entscheidend, was letztendlich am Blatthalter ankommt.
    Ist meine ßberlegung dahingehend korrekt?
    Sehr gut erkannt.
    In meinen Augen ist die Anlenkung vom Servo mechanisch linear, aber der Blatthalter bekommt trotzdem keine lineare Steuereingabe.
    Der Klügere gibt solange nach, bis er der Dumme ist

    Kommentar

    • Janis
      Senior Member
      • 12.08.2001
      • 3163
      • Janis Vang
      • Arhus, Dänemark

      #3
      AW: Lineare Taumelscheibenanlenkung - Theorie und Praxis

      Zitat von roxxter78 Beitrag anzeigen
      Sehr gut erkannt.

      In meinen Augen ist die Anlenkung vom Servo mechanisch linear, aber der Blatthalter bekommt trotzdem keine lineare Steuereingabe.

      Ich bin keinTheoretiker, aber gerade deshalb hat der Chronos doch von der TS zu den Blatthaltern eine 1:1 Untersetzung. Soll wohl zu weniger Winkel Differenzen kommen. Ich habe es bei meinen Goblin getestet, und habe bemerkt das die Blattgeräuche (Blattfurzen) viel weniger wurden, aber der heli irgendwie präziser flog.
      Deshalb verstehe ich auch nicht das bei der Linearanlenkung immer beschrieben wird das man die äußeren Anlenkungen benutzen solle, is klar, gibt mehr Kraft aber auch wieder die Differenz. Ich werde auf jeden Fall versuchen auch bei diesem Heli von der TS zum Blatthalter 1:1 anlenken.
      Ich weis nicht ob mein oben geschriebenes zum Thema passt?
      ....gibt es etwas besseres als "Futaba CGY 760 " und Frauen?...

      Kommentar

      • Blade Breaker
        Senior Member
        • 04.05.2013
        • 1224
        • Lukas
        • Tirol

        #4
        AW: Lineare Taumelscheibenanlenkung - Theorie und Praxis

        Und wie hast du das beim Goblin umgesetzt?
        Das Leben ist zu kurz um Lipos zu schonen

        Kommentar

        • stern-fan
          Senior Member
          • 27.06.2012
          • 3294
          • Rolf
          • Remseck (Kreis Ludwigsburg)

          #5
          AW: Lineare Taumelscheibenanlenkung - Theorie und Praxis

          Hallo zusammen,

          mir ist noch etwas zu meinem Punkt 1) eingefallen:
          Die Blatthalter selbst werden ja auch kreisförmig um ihren Drehpunkt (Blatlagerwelle) herum angelenkt. Hier findet ja dann auch keine lineare Anlenkung mehr statt, wenn die Steuergestände eine lineare, senkrechte Bewegung machen.
          Bei einer Linearanlenkung auf Servoseite wird der Effekt der sinusförmigen Ansteuerung also nur gemindert, aber nicht gänzlich eliminiert.

          Meiner Ansicht nach ist die ganze Ansteuerung also nur elektronisch näherungsweise linear zu realisieren, wenn der Blatthalter tatsächlich eine konstante Drehwinkeländerung analog zum Knüppelausschlag erfahren soll.

          Was denkt ihr darüber?

          Viele Grüße
          Rolf
          [FONT="Impact"][FONT="Arial Black"]Was bist Du? Macher oder Kritiker?[/FONT][/FONT]

          Kommentar

          • Fingolf
            VStabi Supporter
            • 25.11.2010
            • 2424
            • Stephan
            • Möhringen

            #6
            AW: Lineare Taumelscheibenanlenkung - Theorie und Praxis

            Da die Elektroniken aktuell so gut sind, wird man den Unterschied tatsächlich nicht wirklich spüren (hat Robert Sixt ja auch schon geschrieben).
            Was man aber auf jeden Fall feststellen kann, durch die Zahnstangen und die Vorspannung wird das Spiel bis zur Taumelscheibe komplett eliminiert.

            Stephan
            TDR2, Diabolo, Blue Thunder @VBC - Willkommen

            Kommentar

            • roxxter78
              Member
              • 11.08.2013
              • 958
              • Markus
              • Hartkirchen, AT

              #7
              AW: Lineare Taumelscheibenanlenkung - Theorie und Praxis

              @ Janis. Ich denke du meinst das Anlenkverhältnis. Man kann eine linear Bewegung mit einer Kreisbewegung elektronisch kompensieren oder über ein besonderes Schneckenrad mit Führungen. Zweitens wird bei einigen Maschinen in meiner Arbeit umgesetzt. Ich kann später mal Fotos online stellen.
              Der Klügere gibt solange nach, bis er der Dumme ist

              Kommentar

              • Janis
                Senior Member
                • 12.08.2001
                • 3163
                • Janis Vang
                • Arhus, Dänemark

                #8
                AW: Lineare Taumelscheibenanlenkung - Theorie und Praxis

                Zitat von Blade Breaker Beitrag anzeigen
                Und wie hast du das beim Goblin umgesetzt?

                Ist OT.

                Können wir per PM.
                ....gibt es etwas besseres als "Futaba CGY 760 " und Frauen?...

                Kommentar

                • roxxter78
                  Member
                  • 11.08.2013
                  • 958
                  • Markus
                  • Hartkirchen, AT

                  #9
                  AW: Lineare Taumelscheibenanlenkung - Theorie und Praxis

                  Zitat von Fingolf Beitrag anzeigen
                  Was man aber auf jeden Fall feststellen kann, durch die Zahnstangen und die Vorspannung wird das Spiel bis zur Taumels
                  Dies hast du ja bei der herkömmlichen Anlenkung auch nicht. Da das Servohorn auch kein Spiel mit dem Servo hat. Das Spiel kommt einerseits vom Servogetriebe oder Kugelclips. Beides gibt's auch bei der LSD Anlenkung.
                  Der Klügere gibt solange nach, bis er der Dumme ist

                  Kommentar

                  • DerMitDenZweiLinkenHänden
                    RC-Heli TEAM
                    • 09.12.2004
                    • 12087
                    • Kurt
                    • Hinterbrühl/Wien

                    #10
                    AW: Lineare Taumelscheibenanlenkung - Theorie und Praxis

                    Ich weiß nicht, ob's es ganz zum Thema passt, ggf. einfach ignorieren:
                    was nützt es, wenn die lineare Anlenkung beim Blatthalter linear ankommt, wenn die Blatthalteranlenkung selbst wieder auf einer Kreisbahn fährt?

                    Kurt
                    Bauberichte und viele Fotos auf meiner Homepage - siehe dazu im Profil

                    Kommentar

                    • stern-fan
                      Senior Member
                      • 27.06.2012
                      • 3294
                      • Rolf
                      • Remseck (Kreis Ludwigsburg)

                      #11
                      AW: Lineare Taumelscheibenanlenkung - Theorie und Praxis

                      Dies hast du ja bei der herkömmlichen Anlenkung auch nicht. Da das Servohorn auch kein Spiel mit dem Servo hat. Das Spiel kommt einerseits vom Servogetriebe oder Kugelclips. Beides gibt's auch bei der LSD Anlenkung.
                      Ja, sehe ich genau so.

                      was nützt es, wenn die lineare Anlenkung beim Blatthalter linear ankommt, wenn die Blatthalteranlenkung selbst wieder auf einer Kreisbahn fährt?
                      Ja, auch das sehe ich genau so (siehe Postings #2 und #5)

                      Grüße
                      Rolf
                      [FONT="Impact"][FONT="Arial Black"]Was bist Du? Macher oder Kritiker?[/FONT][/FONT]

                      Kommentar

                      • roxxter78
                        Member
                        • 11.08.2013
                        • 958
                        • Markus
                        • Hartkirchen, AT

                        #12
                        AW: Lineare Taumelscheibenanlenkung - Theorie und Praxis

                        Optimal wäre den Winkel vom Servo 1:1 an die Blatthalter weiterzugeben.
                        Der Klügere gibt solange nach, bis er der Dumme ist

                        Kommentar

                        • Julian E.
                          Senior Member
                          • 16.06.2011
                          • 1761
                          • Julian

                          #13
                          AW: Lineare Taumelscheibenanlenkung - Theorie und Praxis

                          Zitat von Fingolf Beitrag anzeigen
                          Da die Elektroniken aktuell so gut sind, wird man den Unterschied tatsächlich nicht wirklich spüren (hat Robert Sixt ja auch schon geschrieben).
                          Das stimmt so nicht, Robert hat geschrieben, dass er keinen Unterschied zwischen aktiver und inaktiver Geometriekorrektur am VStabi merkt.

                          Kommentar

                          • thebonny
                            HAPStik
                            • 02.12.2008
                            • 297
                            • Thomas
                            • MFC Hummelflug Berlin u. MFC Rheinbach-Swisstal

                            #14
                            AW: Lineare Taumelscheibenanlenkung - Theorie und Praxis

                            Ich habe es noch nicht im Detail analysiert, aber rein intuitiv würde ich folgendes sagen:
                            Der gesamte Anlenkungsstrang von Servo bis Blatthalter besteht aus 3 Drehbewegungen:
                            1. Servo
                            2. TS
                            3. Blatthalter

                            Stellen wir uns zur Vereinfachung des Gedankenmodells vor, dass alle Anlenkpunkte gleich weit vom Drehpunkt entfernt sind, also quasi eins zu eins zu eins ßbersetzung.

                            Für mich bilden nun die Elemente 2 und 3 eine völlig lineare Einheit wenn man sich rein auf den Winkelausschlag bezieht und die translatorischen Wege des Anlenkgestänges vergisst, d.h. bei 10 Grad Ausschlag der TS erhalte ich auch 10 Grad Ausschlag am Blatthalter, bei 30 Grad TS sind es auch 30 Grad am Blatthalter.

                            Ebenso verhält es sich ja dann auch im Verhältnis zwischen 1. und 2., 30 Grad am Servo sind dann auch 30 Grad an der TS und damit 30 Grad am Blatthalter.

                            Wenn man also nur ein einziges Servo betrachtet und keinerlei ßber bzw Untersetzungsverhältnisse einführt, dann müssten alle Winkelausschläge gleich und linear laufen.

                            Also wird das Geheimnis wohl nur zu verstehen sein, wenn man mehrere Servos gleichzeitig betrachtet. Rein intuitiv würde ich sagen, dass das Problem nur im Zusammenhang mit Collective Pitch zu verstehen ist. Bei rein zyklisch habe ich eine in axialer Richtung fest stehende TS und damit einen festen Drehpunkt, bei dem das oben gesagte gilt. Wenn ich aber nun mit allen Servos die TS per collective Pitch Anhebe und damit schon einen beträchtlichen Teil des Winkelausschlages der Servos nutze, dann dürften sich bei gleichzeitigem zyklischen Ausschlag, welcher sich in Ansteuerung von zB nur 2 der 3 TS Servos umsetzt, die ersten nicht linearen Verhältnisse einschleifen.

                            Der nächste Schreiber kann ja dann noch auf die ßbersetzungsverhältnisse eingehen und des Rest des Geheimnisses lüften. Ich muss leider los

                            Kommentar

                            • Blade Breaker
                              Senior Member
                              • 04.05.2013
                              • 1224
                              • Lukas
                              • Tirol

                              #15
                              AW: Lineare Taumelscheibenanlenkung - Theorie und Praxis

                              Der Radius ist dort ja um einiges größer. In der 700er Klasse ist es beim Servo normalerweise so um die 15mm aber bei den Blatthaltern schon 30mm. Wenn man bei den Servos an die Grenze kommt, ist es bei den Blatthaltern noch lange nicht so weit.
                              Das Leben ist zu kurz um Lipos zu schonen

                              Kommentar

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