Hi,

die Kreisel in Raketen, Flugzeugen etc. sind in Wirklichkeit eine Kombination von 3 orthogonal zueinander aufgehängten Kreiseln in einer kardanischen Aufhängung. Diesen Unterschied muss man bei solchen Vergleichen berücksichtigen.

Gruß
Reinhard

Hi Reinhard,

stimmt - bezüglich der Trägheitsnavigations-Plattformen -
in den klassischen, mechanischen Fluginstrumente (künstlicher Horizont, Kurskreisel, Wendezeiger) ist nach meiner Kenntnis nur jeweils 1 Kreisel.

Gruß

Dino

Da hast du wohl Recht, ich bezog mich auf die Trägheitsnavigation. Mit den anderen genannten Instrumenten bin ich nicht vertraut.

Gruß
Reinhard

Hallo Dino.

Natürlich gibt es Kreiselsysteme aus dem Modellbau. Sogar in einer Rakete. Das habe ich bereits ausprobiert.Und unter http://www.raketenmodellbau.org/archive?action=viewgroup&groupid=754 "Mein erstes Raketenvideo " kannst du meinen ersten Versuch betrachten. Die Kreiselsysteme enthalten aber mehr Elektronik als nur einen Kreisel. Und die anzupassen ist auch nicht einfach.

Viele Grüße, Gert.

Geändert von Brzelinski am 11. Juni 2008 um 14:36

Hallo Reinhard.

Die mir bekannten Kreiselsysteme aus dem Modellbau enthalten nur einen Kreisel.

Viele Grüße Gert.

Ich muß mich wohl doch noch genauer mit dem Kreisel auseinandersetzen.

Der Kreisel reagiert, wenn überhaupt, mit einer Abweichung von 90 °. Diese Abweichung wird weiterverwendet, z.B. zur Richtungskorrektur. Das ist aber nicht so einfach. Ich überlege selbst noch.

(Steuerung und Regelung geht mit Intagralen und Differentialen.)

Geändert von Brzelinski am 11. Juni 2008 um 15:08

Hallo Gert,

ich denke du mußt hier unterscheiden zwischen dem Kreisel der direkt ohne Elektronik die Rakete stabilisieren soll und dem aus der Elektronik.
Es kam ja heraus, das der Kreisel bei einer seitlichen Störung nicht direkt gegen die Störung arbeitet sondern seitlich ausweicht (deine 90°). Das führt bei dem direkten Kreisel dazu das er die Rakete nicht stabilisieren kann.
Der Kreisel in der Elektronik dient aber nur dazu eine seitliche Störung in ein Messsignal umzuwandeln. Das funktioniert so, das durch die seitliche Störung der Kreisel ausweichen will. Dabei erzeugt er ein Drehmoment in dem Lager wo drin er gehalten wird. Dieses Drehmoment wird gemessen und elektronisch verarbeitet. Ein Servo macht dann die Ausgleichbewegung. Dabei verändert der Kreisel ständig seine Ausrichtung im Raum nämlich genauso wie der Rest des Modells. Es wird einzig die Kraft (Drehmoment) gemessen die er erzeugt.

Gruß

Neil

Hi Neil und Gert,

es ist noch etwas komplizierter:
es gibt für Flugzeuginstrumente die mechanischen Varianten von künstlichem Horizont und Kurskreisel. Dabei wird tatsächlich von einem kräftefreien Kreisel und seiner stabilen Achsenorientierung im Raum ausgegangen, und die Bewegung des Flugzeuges relativ dazu als Skalenanzeige ausgegeben.
Meine Überlegung war, dass dies ja auch einen gewissen Stabilisierungseffekt eines Kreisels voraussetzt, da die Aufhängung ja nie ideal reibungsfrei sein kann.
Meine Google-Aktivität hat dann aber ergeben, dass es durch diese Lagerreibung tatsächlich zu Präzession kommt, weshalb diese Instrumente auch relativ häufig nachjustiert werden müssen.
Beim sog. Wendezeiger, der die Winkelgeschwindigkeit eines Flugzeugs um die vertikale Achse anzeigt, wird dagegen direkt mit der um 90° gegen das auslenkende Kippmoment gedrehte Kippmoment der Kreiselachse gearbeitet, in dem Letzteres gegen eine Feder wirkt und diese Bewegung auf der Skala des Instrumentes ablesbar ist.siehe hier

Das von Neil beschriebene Konzept ist ja erst mit Hilfe geeigneter Mikroelektronik und Datenverarbeitung realisierbar, also recht "jung",
nach meinen Informationen gab es aber zuvor, gerade auch im Bereich Raketensteuerung, auch das Konzept, den Kreisel möglichst kräftefrei zu halten und nicht die Drehmomente, sondern die Drehwinkel an den Aufhängungsachsen zu messen, was dann als Steuersignal für Servos weiterverarbeitet wurde, - rein analog versteht sich.

Ich vermute mal, die Lagerreibung konnte dabei so gering gehalten werden, dass die Störungen der Kreiselachsausrichtung für die Flugzeit in akzeptablem Rahmen blieben.

Es gibt zum Kreiselverhalten anschauliche Beispiele aus der ISS (siehe anderes Forum), aber leider auch immer nur mit der Variante: kräftefreier Kreisel wird mit impulsförmiger Störkraft zu Präzessionsbewegungen angeregt. Ich möchte das mal mit einer kontinuierlichen, eher "diffusen", seitlichen Störung sehen, die einem Seitenwind entspricht.
Mir geht da immer noch Neils Beispiel mit den lasergetriebenen Flugkörpern durch den Kopf.

Gruß

Dino

Hi,

bei der Minute-Man Rakete wurden noch mechanische Kreisel eingesetzt. Diese wurden so weit getrieben in der Lagertechnik, das sie auf 800m genau treffen konnten. Vorher entstandd urch größere Reibungsverluste in den Lagern eine größere Abweichung.
Danach kamen dann optische Kreiselsysteme mit Lasern in Lichtwellenleitern.

Gruß

Neil

Eine diffuse seitliche Störung des Kreisels ohne oder mit wenig Mathematik. Das ist unser Problem.