Speedflugwettbewerb - Erkenntnisse und Tips

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  • Jan Henseleit
    henseleit-helicopters.de
    Hersteller
    • 11.02.2003
    • 148
    • Jan

    #1

    Speedflugwettbewerb - Erkenntnisse und Tips

    Einige Hintergrundinfos zum Speedcup. sowie Tips und Analysen.

    Die Flüge unter nahezu gleichen Bedingungen haben einige Interessante Erkenntnisse gebracht.
    Zunächst mal die Unterschiede der drei erstplatzierten Rigids.
    Stefan flog die ganz normale Serienmaschine, während Robert hinter der Haube eine zusätzliche aerodynamische Verkleidung um Heckrohr und Streben angebracht hatte, die einen sauberen ßbergang zur Haube erzeugte. Meine Maschine hatte keine Verkleidung, aber dafür einen Handgewickelten Pyro mit mehr Leistung. Deutlich kann man sehen wie wenig diese Maßnahmen zu einer Geschwindigkeitssteigerung beigetragen haben.
    Eine Geschwindigkeit von 185km/h lässt sich mit dem Rigid von jedem Piloten mit etwas ßbung leicht erreichen. Die 200er Marke zu knacken erfordert dann schon einiges Training im Anflug und auch einige taktische ßberlegungen. Jeder km/h mehr erfordert einen ziemlichen Aufwand, der sich im Grunde für die Alltagsfliegerei nicht lohnt. Mann kann es schön an den Durchschnittsgeschwindigkeiten sehen. Bei Stefan lag sie bei ca. 200 km/h gemittelt aus dem Gegenwindanflug und dem Mitwindanflug. Bei Robert lag sie durch die Verkleidung um ca. 5km/h höher und bei mir durch die höhere Motorleistung lediglich um ca. 10km/h höher als bei der ganz normales Serienversion. Dies bestätigt absolut meine Erkenntnis, dass es irgendwo einen optimalen Wirkungsgrad bei einem Pitchwinkel von ca. 14 bis 15 Grad und einer Drehzahl von ca. 1850 U/min bei dieser Maschine gibt. Meinen Anflug habe ich durch die höhere Motorleistung und einer anderen Untersetzung mit knapp 2300 U/min am Kopf machen können, was zwar einen abenteuerlichen Sound produzierte, aber im Endeffekt die Geschwindigkeit nicht mehr wesentlich steigerte. Das Problem liegt einfach daran, dass wir hier wie beim echten Hubschrauber an aerodynamische bzw. physikalische Grenzen stoßen. Noch höhere Pitchwinkel überfordern irgendwann die elektronische Stabilisierung, was man dann leicht bei ungeübteren Piloten an den Ausbrüchen der Helis um die Nickachse sehen konnte. Noch höhere Drehzahlen mit mehr Motorleistungen bringen sehr wenig, weil der Wirkungsgrad der Blätter enorm nachlässt, d.h. die meiste Energie wird umsonst verballert.
    Der entscheidendste Punkt um hohe Geschwindigkeiten zu erreichen ist ein gut geplanter und ausgeführter Anflug, der auch taktisch an die Wetter bzw. Windsituation angepasst werden muss. Dazu muss ich zunächst ein paar generelle Dinge erläutern, die eventuell nicht jedem ganz klar sind. Ein Fluggerät bewegt sich zunächst einmal mit einer bestimmten Geschwindigkeit durch eine Luftmasse. Dabei ist es völlig egal, wie schnell sich diese Luftmasse selbst bewegt. Die Geschwindigkeit des Fluggerätes gegenüber der umgebenden Luft, die sogenannte TAS (true air speed), die aber überhaupt nichts mit der GS (ground speed / Geschwindigkeit über Grund) zu tun hat, misst man z.B. mit einem Staudruckmesser am Fluggerät selbst. Wenn wir die Möglichkeit hätten, diese Messmethode bei einem Wettbewerb mit einem Messgerät anzuwenden, welches man schnell an jedem Hubschrauber anbringen könnte, würden wir eine wirklich objektive Auswertung erhalten, egal wie stark und woher gerade der Wind weht. Da wir aber vom Boden aus mit einer Radarpistole messen, erhalten wir nur die Geschwindigkeit über Grund, die natürlich von Windgeschwindigkeit und Richtung abhängig ist. Deshalb auch ein Anflug gegen den Wind und unmittelbar danach mit dem Wind, um diese Werte dann zu mitteln. Wenn natürlich während eines Fluges starke Windgeschwindigkeitsschwankungen stattfinden, stößt diese Messmethode an ihre Grenzen, da es dann für manche Piloten zu Vorteilen und für andere zu Nachteilen kommt. Auch Wind von der Seite wirkt übrigens bei der Geschwindigkeitsmessung nicht neutral, sondern führt zu einem niedrigeren Geschwindigkeitswert. Das kann man sich mit Vektoren an einem Winddreieck verdeutlichen. Ideal wäre natürlich kein Wind, den man aber ausserhalb einer Halle selten hat. Gerade bei Wetterbedingungen wie beim Speed Cup kommt natürlich durch die Stärke des Windes noch automatisch die negative Beeinflussung des so wichtigen Anfluges durch enorme Turbulenzen hinzu. Wer sich dabei durch das Auf- und Ab des Helis erschrecken lässt und zu stark gegensteuert, riskiert ein Aufbäumen und damit den erheblichen Verlust von Geschwindigkeit.
    Die maximale Geschwindigkeit erreicht man durch einen sauberen Abschwung aus größerer Höhe, wobei es entscheidend auf den richtig dimensionierten Abfangbogen und das Timing ankommt. Ideal ist es, wenn der Hubschrauber direkt auf einen zufliegt und der Horizontalflug in genau der richtigen Höhe unmittelbar vor dem Messpunkt erreicht wird.
    Das muss man wirklich üben, um es bei allen Wetterbedingungen zu beherrschen.
    Man muss aber auch je nach Gegenwind- oder Mitwindanflug und Windstärke noch den richtigen Abstand zum Starten des Abschwunges finden. Dies bedarf viel Erfahrung.
    Bei starkem Gegenwind kann es nötig sein den Abschwung aus größerer Höhe recht dicht an sich dran zu beginnen um nicht schon viel zu früh vor dem Messpunkt in der Horizontalen zu sein und dadurch beim weiteren Anflug wieder erheblich an Geschwindigkeit zu verlieren. Mit dem Wind dagegen muss man unter Umständen sehr weit weg fliegen um nicht vor den Erreichen der Horizontalen schon weit über den Messpunkt hinaus geflogen zu sein. Auch das Pitchmanagement muss passen. Das heißt, man beginnt beim Senkrechten Sturzflug mit 0 Grad Pitch und erhöht den Wert gleichmäßig und kontinuierlich bis zum Maximum während des Abfangens. Wer hier hektische Pitchbewegungen einsteuert, riskiert ebenfalls ein Aufbäumen. Man sieht also deutlich, dass ausser der Maschine ein Großteil vom Gefühl bzw. der ßbung des Piloten abhängt. Und das ist genau der Punkt, der eigentlich die Sache so interessant und spannend macht. Sonst würde ja ausschliesslich das Material entscheiden.
    Ich freue mich, dass ich dazu beitragen konnte mal wieder alternative Bewegungen in die Szene zu bringen und das Bernd es mit seiner langjährigen Erfahrung ermöglicht hat, einen für die bescheidenen Wetterbedingungen hervorragenden Wettbewerb auszutragen, der entgegen vorangegangener Befürchtungen völlig unkritisch verlaufen ist und allen sehr viel Spaß gemacht hat.
    Mit den gewonnen Erkenntnissen und besseren Wetterbedingungen wird es bestimmt eine Fortsetzung in der kommenden Saison geben.

    Jan Henseleit
  • Fredoc
    Member
    • 14.03.2007
    • 413
    • Frederic
    • Metz

    #2
    AW: Speedflugwettbewerb - Erkenntnisse und Tips

    Hallo,

    Danke für die Tipps, jetz muss ich auch üben.

    Ich fliege aber auf meinem MP XL V, nach wie vor, mit Flybar, glaubst du dass die Theorie gleich bleibt ?

    Kann ich auch mit den gleichen Geschwindigkeit rechnen ??

    Gruss aus Frankreich

    Fred.
    T18SZ, TDR2, Trex 700 X, Voodoo 600, Diabolo 550 ,FunJet, usw

    Kommentar

    • drei d
      drei d

      #3
      AW: Speedflugwettbewerb - Erkenntnisse und Tips

      handgewickelter pyro, so so...

      wieviel strom wird bei 200 kmh gezogen?
      habt ihr mal geloggt?

      wie siehts aus mit speedflug optimierten blättern?
      kann man da vielleicht was machen?

      und welchen einfluss hat das gewicht des helis?
      eher vernachlässigbar?
      oder ist leichter besser?

      mit welchen akkus seid ihr geflogen?

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      • Cpt.Quick
        Cpt.Quick

        #4
        AW: Speedflugwettbewerb - Erkenntnisse und Tips

        Zitat von drei d Beitrag anzeigen
        handgewickelter pyro, so so...

        wieviel strom wird bei 200 kmh gezogen?
        habt ihr mal geloggt?

        wie siehts aus mit speedflug optimierten blättern?
        kann man da vielleicht was machen?

        und welchen einfluss hat das gewicht des helis?
        eher vernachlässigbar?
        oder ist leichter besser?

        mit welchen akkus seid ihr geflogen?
        Das sind aber eine Menge interessanter Fragen!!!

        Kommentar

        • seijoscha
          seijoscha

          #5
          AW: Speedflugwettbewerb - Erkenntnisse und Tips

          Zitat von drei d Beitrag anzeigen
          handgewickelter pyro, so so...

          wieviel strom wird bei 200 kmh gezogen?
          habt ihr mal geloggt?

          wie siehts aus mit speedflug optimierten blättern?
          kann man da vielleicht was machen?

          und welchen einfluss hat das gewicht des helis?
          eher vernachlässigbar?
          oder ist leichter besser?

          mit welchen akkus seid ihr geflogen?

          Interessante Fragen würden mich auch sehr Interessieren .

          Jan ist bestimmt mit seinen leichten Heli geflogen das heist wohl ein 3700mAh SLS
          Akku drin.
          Alle Sagen ja immer so leichter um so besser.
          Ich frage mich ob das beim Speedflug auch so ist ?
          Wenn man die Maschine aus hoher Höhe runterschießen läßt wäre dann
          nicht etwas mehr Gewicht besser um Auf Geschwindigkeit zu kommen?
          Wenn man eine Rodelbahn oder Berg runter fährt mit einem schlitten sind die
          die schwerer sind meist schneller .
          Natürlich kommt es auch auf die Technik an.Ist nur so ein Gedanke!!
          Mein Rigid ist ziehmlich schwer durch die Akkus die ich drin habe komme ich auf
          4,6Kg 12s 5000mAh.
          Aber er ist trotzdem verdammt schnell mir Reicht es erst einmal.

          mfg

          Kommentar

          • Jan Henseleit
            henseleit-helicopters.de
            Hersteller
            • 11.02.2003
            • 148
            • Jan

            #6
            AW: Speedflugwettbewerb - Erkenntnisse und Tips

            Den Strom bei 200 km/h habe ich noch nicht geloggt. Werde ich in Kürze mal nachholen.

            Ich denke, dass bei der Entwicklung speedoptimierter Blätter das größte Potenzial liegt. Unsere 3D-Schaufeln sind eigentlich nicht gerade als geeignet zu bezeichnen.

            Das mit dem Gewicht ist auch ein interessanter Punkt, über den ich mir selbst noch nicht so im Klaren bin. Von der Theorie her spielt zunächst in der Anfangsphase der Beschleunigung, in der der Luftwiederstand noch vernachlässigbar ist, die Masse keine Rolle. Damit dieser Punkt zum tragen käme müssten wir vermutlich von viel größeren Höhen herunterstürzen. Beim Abfangbogen dagegen dürfte eine zu hohe Masse eher nachteilig sein, da durch die höheren G-Kräfte ein großer Anteil der Auftriebskraft des Rotors zum Abfangen an sich benötigt wird und nicht mehr für den Vortrieb zur Verfügung steht. Das wäre mal eine interessante Aufgabe für die Physiker, einen optimalen Anflug zu berechnen.

            Als Akku hatte ich einen 3700er SLS im Einsatz. Hier wäre eventuell eine höhere Kapazität sinnvoller gewesen, um mehr Strom ziehen zu können.


            Jan Henseleit

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            • Mathelikos
              Member
              • 01.12.2007
              • 869
              • Matthias
              • Schweiz

              #7
              AW: Speedflugwettbewerb - Erkenntnisse und Tips

              Hallo Speed-Gemeinde,

              das Thema macht mich aber jetzt noch neugieriger.
              Muss ich gleich mal meine alten Strömungslehre-Unterlagen raussuchen.

              Um etwas Genaueres zu berechnen, bedarf es sicherlich erst mal der Strinfläche sowie de Cw-Wertes des Rigids. Aber man könnte ja erstmal mit Annahmen rechnen und dann gucken, wie wichtig überhaupt das Heli-Gewicht dabei ist.
              Womöglich kann man beim anfänglichen Sturzflug mit einer etwas höheren Masse mehr Grundspeed erreichen, die man dann evtl. auch in Endgeschwindigkeit umsetzen kann. So kenn ich das jedenfalls bei Hotlinern.
              Sind jetzt alles nur Vermutungen. Bei solchen Verhältnissen muss man sicherlich überall optimieren, um das eine oder andere km/h noch rauszuholen. Das haben die Rigid-Piloten ja schön veranschaulicht.

              Ich mach's mir mal ganz einfach und rechne 4kg gegen 5kg. Wird man ja schnell sehen, ob's was bringt.

              Viele Grüße,
              Matthias

              Kommentar

              • Spiritus
                Member
                • 07.10.2004
                • 363
                • Bjoern

                #8
                AW: Speedflugwettbewerb - Erkenntnisse und Tips

                Ich geb mal meinen Senf dazu,

                Beim Abfangbogen dagegen dürfte eine zu hohe Masse eher nachteilig sein, da durch die höheren G-Kräfte ein großer Anteil der Auftriebskraft des Rotors zum Abfangen an sich benötigt wird und nicht mehr für den Vortrieb zur Verfügung steht.
                Diesen Punkt kann ich bestätigen.
                Trifft bei meinem Vergleich zwischen einen 4000er Akku (1280 Gr.) und einem 5000er Akku (1520 Gr.) zu. Konnte zwar nichts messen aber der Unterschied war schon zu sehen und auch spürbar.
                Gru� Björn aus W-tal

                Kommentar

                • Hopla
                  Member
                  • 07.02.2005
                  • 209
                  • Ronny

                  #9
                  AW: Speedflugwettbewerb - Erkenntnisse und Tips

                  Hm,

                  kann ich nicht ganz so bestätigen, ich hatte mit nem GPS Logger ähnliche Geschwindigkeiten zwischen einem ein Jahr altem 12S3P Konion mit ca. 1,6 Kg und einem neuem SLS 3700er.
                  von ca. 160 bis 170 KMH im MPXL gemessen... denke bei dem Konion war das Gewicht und bei dem
                  SLS der Strom von Vorteil....

                  Gruß

                  Ronny

                  Kommentar

                  • thomas1130
                    RC-Heli TEAM
                    Admin
                    • 26.11.2007
                    • 25912
                    • Thomas
                    • Österreich

                    #10
                    AW: Speedflugwettbewerb - Erkenntnisse und Tips

                    Zitat von Mathelikos Beitrag anzeigen
                    Ich mach's mir mal ganz einfach und rechne 4kg gegen 5kg. Wird man ja schnell sehen, ob's was bringt.
                    Hallo Matthias!

                    Und schon fertig gerechnet*
                    Bin schon auf die Ergebnisse gespannt...

                    Grüße
                    Thomas
                    Stay hungry. Stay foolish.

                    Kommentar

                    • Mathelikos
                      Member
                      • 01.12.2007
                      • 869
                      • Matthias
                      • Schweiz

                      #11
                      AW: Speedflugwettbewerb - Erkenntnisse und Tips

                      So, Physik for beginners:

                      Habe einfach mal etwas Schulphysik angewendet. Zugegeben, das ist zwar etwas sehr theoretisch, aber vielleicht für eine weiterführende Diskusion ein interesanter Ausgangspunkt.

                      Nehmen wir erstmal die Formel F = m*a , die wohl jeder kennt.
                      Damit kann man sich zunächst die Gewichtskraft eines Körpers im Schwerefeld berechnen. Dafür rechne ich einmal einen Rigid mit 4kg und einen mit 5kg.

                      F(4kg) = 4kg * 9,81m/s² = 39N
                      F(5kg) = 5kg * 9,81m/s² = 49N

                      Jetzt habe ich mir einfach mal die Formel für den Widerstand eines von Luft umströmten Körpers genommen.

                      Fw = Cw*r/2*v²*A

                      - Cw ist der Luftwiderstandbeiwert (eigentlich Zeta W)
                      - r ist die Dichte der Luft (eigentlich Rho)
                      - v ist die Luftgeschwindigkeit bzw. die Geschwindigkeit des Körpers (des Heli's) in der Luft
                      - A ist die Stirnfläche

                      Nun gut, wo bekomm ich nur Cw und A her? Hmm..... okay, einfach mal grob angenommen, um was rechnen zu können:
                      Cw = 0,3
                      A = 28cm*28cm = 0,08m²

                      Ich stelle die Formel nach v um und setze alle Werte ein. Für Fw nehme ich die zuvor berechnete Kraft F. Die begründe ich damit, dass der Luftwiderstand der Gewichtskraft im freien Fall entgegen wirkt und sich die Kräfte irgendwann aufheben.

                      Bei F(4kg) = 39N:
                      v = (Fw*2/Cw*r*A)^1/2 = 52,2m/s = 188km/h

                      Bei F(5kg) = 49N:
                      v = (Fw*2/Cw*r*A)^1/2 = 58,4m/s = 210km/h

                      Also bei dem jeweiligen Gewicht mit den getroffenen Annahmen ergibt sich im freien Fall eine bestimmte Grenzgeschwindigkeit, bei der sich Gewichtskraft und Luftwiderstand aufhebt.
                      Nun gut, ich bin mir selbst nicht so sicher, ob man das überhaupt so rechnen kann. Jedoch könnte diese Rechnung zeigen, dass ein schwerer Heli zunächst erstmal mit einer höheren Fallgeschwindigkeit ankommt, da mehr Masse der bremsenden Luft entgegen steht.
                      Aber natürlich kann es sein, dass andere Faktoren hier so viel mehr eine Rolle spielen, dass diese ßberlegungen hier nicht wirklich Sinn machen. Ich werd mal weiter drüber nachdenken.

                      Als nächster Schritt kommt die Rotorphysik. Freiwillige vor.......!

                      Grüße, Matthias

                      PS: Falls ich Quatsch geschrieben habe, ziehe ich alles zurück und behaupte das Gegenteil.

                      Kommentar

                      • drei d
                        drei d

                        #12
                        AW: Speedflugwettbewerb - Erkenntnisse und Tips

                        daß ein schwerer heli schneller runter kommt, als ein leichter ist klar.
                        die frage ist nur, ob man die höhere geschwindigkeit auch durch den abschwung mitnehmen kann.

                        für 200+ gibts eigentlich nur einen weg.
                        weniger luftwiderstand.

                        wär gut, wenn jan den rigid für paar tage in ein windkanal stellen würde.
                        da lässt sich bestimmt was optimieren.

                        Kommentar

                        • Henning Piez
                          Senior Member
                          • 23.10.2001
                          • 3345
                          • Henning
                          • FMSG-Waldenbuch - Milan Landesbergen

                          #13
                          AW: Speedflugwettbewerb - Erkenntnisse und Tips

                          Eindeutige Regel, nach dem ßberholen von langsameren Luftraumteilnehmern: Abdrehen

                          (keine Sorge, der Jet war 300m höher und ca. 2.5km entfernt)

                          euer Henning Piez (ENSONIC)

                          TDR II, Diabolo 550+700, Jeti DS16

                          Kommentar

                          • Ralf_Lindow
                            Member
                            • 07.01.2007
                            • 50
                            • Ralf

                            #14
                            AW: Speedflugwettbewerb - Erkenntnisse und Tips

                            So, nun will ich mal meinen ersten Beitrag schreiben zum Thema Endgeschwindigkeit:

                            Meiner Ansicht nach müsste man nämlich wie folgt rechnen:

                            Nach meinen schwachen mathematischen Kenntnissen berechnet sich die Geschwindigkeit
                            V=a * t
                            V= Geschwindigkeit
                            a= Beschleunigung( in unserem Fall 9,81 m/s = Fallbeschleunigung)
                            t= Zeit

                            F=m * a: Damit kann man die Energie berechnen, die im fallenden Objekt steckt.
                            Also sind unterschiedlich schwere Helis gleicher Bauart im freien Fall gleich schnell. Nur steckt im schwereren Heli mehr Energie. Also sollte er, wenn man ihn sauber abfängt, die Geschwindigkeit länger halten können, als der leichtere Heli.

                            Alles klar? Oder gibt es weitere sachlichgute Berechnungsmöglichkeiten?

                            Ralf

                            Kommentar

                            • siXtreme
                              Senior Member
                              • 05.06.2001
                              • 3923
                              • Robert

                              #15
                              AW: Speedflugwettbewerb - Erkenntnisse und Tips

                              Eure Berechnungen sind mir ein wenig zu theoretisch...

                              Fakt ist aber (Praxis!):
                              Mit einem "schwerem" Akku und einer "guten" Aerodynamik, konnte ich den 2. Platz erreichen.
                              Hinter Jan mit seinem Power-Motor (da komm ich dann auch nicht hinterher mit meinem Serien-Antrieb).

                              Da ich noch aber noch länger im "Team-Henseleit" bleiben will, hab ich mich einer Platzierung hinter "Mr.Top-Speed" zufrieden gegeben.

                              Gruß Robert
                              Luftakrobat.

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