Hallo

@Andi Wirth
Flugmechanik 2

Tragflächen haben ein positives Drehmoment(Spitze wird nach unten gedrückt), deshalb ist das Höhenruder notwendig. Es erzeugt einen Abtrieb (negative Anstellung). Dreht die Spitze des FLugzeug nach oben, nimmt die negative Einstellung ab, das Moment des Flügels überwiegt und die Fluglage ist stabil. (Gleichgewicht).

Beim Entenflügler erzeugt auch der vordere Flügel einen Auftrieb. Das ist auch der Kick der Konstruktion. Der Gesamtauftrieb des Flugzeug ist bei gleichen Luftwiderstand höher. Wird hier die Nase nach oben gezogen, erhöht sich der Auftrieb und die Spitze geht immer weiter nach oben. Die Fluglage ist labil. Es stellt sich kein Gleichgewicht ein.

Dieses Problem gibt es bei Raketen nicht, da sich durch den Vortrieb kein Drehmoment an den Flügeln/Wings ausbildet.

Solltest du immer noch anderer Meinung sein, tragen wir die Diskussion irgendwann aus, da sie hier eigentlich nichts zu suchen hat. Mich hat nur von pink_fire der Satz: Das ist das Prinzip von " Entenflugzeug " gestört. Raketen haben mit diesem Prinzip überhaupt nichts zu tun.

Aber weiter:
Ja der Abstand ist kleiner und man müsste den Einfluss Druckpunktverschiebung durch Lenkbewegung an Hand 2er Konstruktionen vergleichen.

Verfolge die Diskussion schon ene Weile und möchte folgendes bemerken:

Die älteren SAM (Surface to Air Missile) hatten meistens Steuerflächen hinten. Dort ist die Steuerffläche für die Stabilisierung des Flugs am wirksamsten. Das ist auch wichtig, weil die Raketen aus dem Stillstand starten. Die Finnen sind generell grösser aber die Steuerflächen sind kleiner.
Wenn hinten gelenkt wird, fliegt die träge schwere Spitze noch lange keine Kurve, sondern erst mal gerade aus. Erst wenn die Luft den Rumpf in einem Winkel anströmt kommt der Richtungswechsel. Das was wir für die Modellrakete so gut brauchen ist für die Lenkwaffe ungünstig. Sie ist sehr stabil und lässt sich gut auf Kurs halten, ist aber nicht wendig.

Heute haben nur wenige Lenkwaffen die Steuerflächen hinten. Durch die bessere Elektronik aber hauptsächlich durch die schnelleren und wendigeren Ziele welche es zu treffen gibt, wurden die Steuerflächen nach vorne verlagert. Auch AIM (Air to Air Missile) haben meistens die Steuerfflächen vorne. Diese werden bei einer hohen Geschwindigkeit abgefeuert, die aerodynamische Stabilisierung ist bereits beim Start vorhanden. Die Finnen sind kleiner, die Steuerflächen sind grösser, meistens s.g. "all movable control surface." - die ganze Fläche dreht sich. Sie brauchen viel grössere Ausschläge. Wendigkeit ist dadurch extrm gestiegen, die Raketen fliegen radien, welche kein Flugzeug herbringt. Die Instabilität der Rakete ist entsprechend gross und wird von der Elektronik korrigiert.

Einige Raketen haben grosse Finnen, eher gerade profillose Bleche, in der Rumpfmitte oder knapp dahinten. Die bringen hauptsächlich Auftrieb damit die Rak schwerer sein kann. Sie haben keine Steuerfunktion.

Für die Modellrakete eignet sich eine Steuerfläche hinten besser als vorne. Die Stabilität der Rakete bleibt wie gehabt. Die Steuerung braucht nur kleine Steuerflächen = kleine Winkel = kleine Kräfte. Die Elektronik muss aber den Trägheitsmoment berücksichtigen. Die Masse der Spitze soll nicht überborden und der Abstand CG-CP darf nicht allzu gross sein.

Wer experimentiert mit Steuerflächen vorne muss auf der Hut sein. Es wird um Faktoren schwieriger und gefährlicher.

/Jan

P.S. Ich empfehle Missile Aerodynamics 1988, 450 pages, $80/ISBN: 0-0620629-0-1 von Dr. J. N. Nielsen.

Viele Dank Hansi für deinen schönen Artikel.

Ich habe meinen Jonny mit zwei kleinen Trimmrudern am Schwanzende ausgerüstet. Mal sehen, ob man eine Drall der Rakete damit stabilisierenkann. Aber etwas Zeit brauch ich noch.

mich wuerde der aktuelleste stand interessieren.
gabs schon irgendwelche test?
erfolge oder misserfolge?

gruss vincent

Ich bin noch am testen.

Gert.

Hi,

ich baue gerade noch. Erster Test mit altem System war positiv.

Gruß

Neil

Hallo,

der Thread trägt im Titel "Flugbahnregelung".
Aus den Ausführungen konnte ich entnehmen, dass wohl eher
die Drehbewegung um die Längsachse der Rakete unterdrückt werden soll.
Da ich noch nicht so viele Erfahrungen habe, würden mich ein paar praktische
Dinge interessieren:

1a) Wie schnell dreht sich eine "ordentlich" gebaute Rakete um die eigene Achse?
1b) Wie schwer ist diese Rakete und wie groß sind die Flossen?

2) Liefert ein Gyro ein der Winkelgeschwindigkeit proportionales Signal (Spannung, Impulse)?

3a) Wie wird der Servo signalmässig angesteuert?
3b) Was wird als Übertragungsverhalten des Servo angeben?

Besten Dank!

Christoph

Hi,

1a) Eigentlich sehr langsam, da das aber mit der Geschwindigkeit einher geht, kann es schon sein das es für Filmaufnahmen zu schnell ist.

1b) Das kann man so nicht verallgemeinern. Es wird eher von der Flossengröße abhängen als von der Masse. Eine größere Masse braucht nur länger um in Drehung versetzt zu werden.

2 3a 3b) Ein Servo wird über eine Pulslänge gesteuert. Alle 20ms wird ein Puls gesetzt. Die Länge des Pulses gibt die Winkelstellung an. Schau dazu mal in diversen Roboterbastelseiten.
Ein Gyro liefert so ein Signal. Zu einem gibt es Gyros die nur gedämpft wirken, also eine Änderung der Drehgeschwindigkeit als Signaländerung auspucken.
Dann gibt es Gyros mit Headling Funktion. Diese merken sich eine Position und liefern ein Signal wenn die Position abweicht.

Gruß

Neil

Hallo,

ich versuche einmal die Problematik zu beschreiben.
Meiner Meinung nach sind die für Hubschrauer erhältlichen
Systeme auf diesen Anwendungsfall zugeschnitten. D.h.
der implementierte Regler wird entsprechend parametriert sein.

Wenn ich den Fall der Rakete annehme, dann haben wir es
mit einem größeren Bereich der Winkelgeschwindigkeit zu tun,
da die Kraft, die über die Flossen erzeugt wird, vom Quadrat
der Fluggeschwindigkeit abhängt. Der Regler wird für diesen
Fall wahrscheinlich nicht optimal sein.

Zitat:

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Original geschrieben von Neil

1b) Das kann man so nicht verallgemeinern. Es wird eher von der Flossengröße abhängen als von der Masse. Eine größere Masse braucht nur länger um in Drehung versetzt zu werden.

---

Versucht man die Momentengleichung für die Rotation aufzustellen,
benötigt man diese Größen. Letztlich muss man ja zu der Regelstrecke
den passenden Regler entwerfen.
Mit beiden Größen könnte man die Zeitkonstanten der Regelstrecke abschätzen und
einen passenden Regler entwerfen.
Da ich wie gesagt keine Zahlen aus der Praxis habe, kann man schwer
etwas simulieren. Das DGL für die Strecke kann man schon allgemein hinschreiben.

M = J*alpha = F1*l1 + F2*l2 ...
J ist das Trägheitsmoment der Rakete
F1 ist z.B. der Widerstand der Flosse bei der Drehung sein
F2 ist z.B. die Kraft die durch die Stellung der Flosse verursacht wird

Wie weit man hier den Aufwand bezüglich Modell und Genauigkeit treibt, weiss ich noch nicht.

Mit ein paar Werten könnte man aber anfangen, die Strecke zu simulieren und einen passenden Regler zu entwerfen.
Der Regler könnte dann z.B. auf einem ATMEL (eine Aufgabe für CharlyMai ;-) ) laufen ...

Tschüß
Christoph

Ich habe nicht die große Erfahrung, aber ich könnte mir vorstellen, eine selbstlernende Elektronik (Prozessor(en)) zu bauen, die meinetwegen 50 Positionsbestimmungen pro Sekunde erlaubt. Dazu würde ich Beschleunigungs- und Gyro Sensoren in 3 Achsen benutzen.
Da sich Schwerpunkt, Masse usw. während des Fluges ändern muß die Elektronik eh in der Lage sein, solche Änderungen zu beherrschen.

Winfried