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Frage zum Cyclic Ring

geschrieben von Hpsan 
Frage zum Cyclic Ring
07.02.2018 10:12:46
Hallo,

als Umsteiger vom HC3 SX auf V-Stabi Neo verstehe ich die Funktion vom Cyclic Ring noch nicht wirklich. Im HC3 SX gibt es keine Einstellmöglichkeit dafür.

Ich gebe ja bei der Konfiguration des Rotorkopfes Vorgabewerte für max Pitch, max Nick und max Roll vor. In meinem Fall sind das 12 Grad Pitch und je 8 Grad für Roll und Nick. Letztlich definiere ich damit aber nur Vorgabewerte für die maximalen Drehraten, die wiederum von den V-Stabi Einstellparametern in den drei Bänken beeinflusst werden. Welche echten mechanischen Ausschläge mein V-Stabi daraus im Flug macht, weiß ich also nicht.

Deshalb beschäftigt mich die Frage: wenn ich auf der Werkbank den Cyclic Ring so einstelle, dass nichts mechanisch anschlägt, ist dann absolut sicher gestellt, dass im Flug das gleiche gilt?

Ich frage deshalb, weil ich im Handbuch dazu keine klaren Aussagen gefunden habe. Beim Stöbern im Forum habe ich irgendwo gelesen, dass man den Cyclic Ring bei 50% (oder 75%?) Pitch und gleichzeitig voll Roll und/oder voll Nick konfigurieren soll. Das entspricht aber nicht der maximalen Drehratenvorgabe über drei Achsen, die theoretisch vom Sender kommen könnte.

Die Aussage "das steuerst Du sowieso nie wirklich", die ich dazu an anderer Stelle im Forum gelesen habe, stellt mich nicht zufrieden.

Kann mir jemand verständlich erklären, wie das funktioniert und wie ich bei der Einstellung vorgehen soll?

Liebe Grüße,
Peter
RV
Re: Frage zum Cyclic Ring
07.02.2018 10:34:42
Quote:
max Nick und max Roll

Nein - das ist nur ein "Anhaltspunkt für die Regelung". So in etwa wie dass Du weißt dass wenn Du 100 mit Deinem Auto fahren willst das Gaspedal im 4. Gang halb zu treten ist. Das hat nichts mit den Wegen zu tun die im Flug entstehen können.

Maxwerte sind durch den CR limitiert. Da dieser geometrisch gesehen keinen Zylinder (betrachtet auf den Pitchweg) darstellen sollte (Servowege gehen in Endbereichen aus) ist er bei uns ein Doppelkegelstumpf.

Bitte bei etwa Pitchhälfte einstellen dass nichts anläuft wenn man Nick+Roll gibt. Wir erweitern dann in Richtung 0 Pitch und verringern dann in Richtung Maxpitch um immer sinnvolle Wege zu haben.

Unter Umständen kann da trotzdem bei Max was anlaufen - ist aber wirklich irrelevant denn wer bei Maxpitch noch maximal Zyklisch geben muss hat zuvor schon was massiv falsch gemacht. Unsere Rettung gibt z.B. nur halb Zyklisch - das reicht auch in Notsituationen aus. Zudem passiert da nichts schlimmes wenn die TS mal an der Welle ansteht (aber eben nicht dauernd).

regards (EN) / Gruss (DE)

Rainer Vetter

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Re: Frage zum Cyclic Ring
07.02.2018 11:33:22
Vielen Dank für die schnelle Antwort Rainer.

Eine Verständnisfrage zur Funktion des Cyclic Ring im Flug habe ich noch.

Rein geometrisch betrachtet entspricht bei der Cyclic Ring Einstellung der Gesamtausschlag an einem Blatt bei der Überlagerung der zyklischen und kollektiven Ausschläge nicht der Summe der drei Einzelwerte - in meinem Fall 50% von 12 Grad + 8 + 8 = 22 Grad. Da die zyklischen Ausschläge während einer Kopfumdrehung mit einer Sinusfunktion variieren und weil Roll und Nick in ihrer Wirkung um 90 Grad phasenverschoben sind, ist der maximale Ausschlag an einem Blatt nicht 22,3 Grad sondern 0,5 x 12 + 8 x Wurzel 2 = 17,3 Grad und am gegenüberliegenden Blatt 0,5 x 12 - Wurzel 2 = -5,3 Grad.

Wie reagiert in diesem Fall der Cyclic Ring im Flug, wenn die am Sender angeforderte Drehrate nicht erreicht wird? Wird an dem einen Blatt mit den 17,3 Grad der weitere Ausschlag nach oben gekappt, während am anderen Blatt der Ausschlag noch größer werden könnte, um die geforderte Drehrate zu erreichen - sprich nur nur der Servoausschlag nach oben wird begrenzt und der nach unten nicht?

Ich frage deshalb, weil die Ansteuerung der Taumelscheibe ja harmonisch erfolgen muss und keine "eckigen" Steuervorgaben während einer Kopfumdrehung liefern darf.

Liebe Grüße,
Peter
Re: Frage zum Cyclic Ring
07.02.2018 12:18:37
Hi Peter,

kennst Du die altväterliche mechanische Variante des zyklischen Begrenzerrings, und die Zusammenhänge?

Stell Dir vor, Du fliegst Mode 2 (Roll+Nick auf einem Knüppel). Wenn Du 100 % Roll steuerst, OK. Nick, genauso.
Wenn Du den Knüppel in die Ecke stellst, ergeben sich geometrisch-rechnerisch etwa 141 % Weg.

Das Knüppelaggregat ist ein eckiges Ding, die Taumelscheibe (und ihre Wirkung auf den Rotor) sind rund.

Nun hat man sich früher einen Ring aus Sperrholz oder Delrin oder-oder geschnitten, der im Außendurchmesser in's Aggregat passte, im Innendurchmesser so groß war, dass für rein Roll/Nick der Ausschlag des Knüppels nicht begrenzt wurde.
Ergebnis, in der Addition konnten auch nie mehr als 100 % Ausschlag erzeugt werden, das ganze war auch an der Taumelscheibe rund, und der unschöne Effekt, dass etwas mechanisch angehen konnte bei zu viel Ausschlag, oder dass evtl. sogar Kugelköpfe abgesprungen sind, war damit auch weg.

Voraussetzung ist immer, dass die Geometrie der Anlenkungen auch 100 % Servoweg zulässt, manche Konstrukteure haben da zu wenig oder zu viel Phantasie, leider ...

Unser Ring begrenzt nun elektronisch, und ist mit 85 sogar etwas weiter offen, als ein exakter Ring. Bedeutet, man kann bei Vollausschlag Nick oder Roll jeweils noch etwas von der anderen Funktion korrigierend reinsteuern, ohne gleich eine Begrenzung der eigentlichen Funktion zu haben.

Wenn es jetzt nur ein Ring wäre (ein Zylinder, wenn man ihn mit Pitch verschiebt) würde durch die Addition der Weg wieder oder immernoch viel zu groß werden. Daher haben wir eben den Doppelkegelstumpf, der nach oben/unten ab einem gewissen Punkt zuzieht. Eben dort, wo aber die Blatt-Ausschläge sonst schon in der Addition so immens wären, dass die Aerodynamik nicht mehr richtig funktioniert (eventueller Strömungsabriss).

Das hat den Vorteil, dass auch die mechanischen Ausschläge reduziert werden, eben nicht so leicht etwas ansteht.

Ich war am Anfang auch skeptisch zu sagen, bei 50 % Pitch (beide Richtungen) und OK, aber in der Praxis hat sich das voll bewährt. Keine Unfälle/Zufälle, die mir bekannt sind.
Um eine bestimmte Drehrate einzusteuern, die ein Heli auch umsetzen kann, braucht es gar nicht so viel Ausschlag wie man denkt.
Und wenn man es mal auf die Spitze treibt um zu sehen, ob noch mehr geht, merkt man, dass mit zunehmendem Ausschlag irgendwann nicht mehr Drehrate kommt. So begrenzt sich der Regelkreis in der Luft quasi selbst noch zusätzlich, steuert weniger als man maximal am Boden steuern könnte.

Man sollte den CR nicht unter 77-75 stellen (müssen), sonst beginnt man ihn kleiner zu ziehen als die maximalen Wendigkeiten, begrenzt quasi das was der Heli können könnte. Falls das nötig ist, erst mal nicht schlimm, aber man verschenkt halt Agilität und Regelungsqualität.
Die Ursache ist dann aber eben die Konstruktion, wenn der Designer für übliche Servowege, üblichen Taumelscheibenhub, der sich einfach geometrisch ergibt, keinen Platz gelassen hat (+/– 45° am Servohorn, resultierender Hub und Kippwinkel, resultierende sinnvolle Anstellwinkel am Blatt). Die Servos sind ja mehrheitlich für bestimmte Wege konstruiert und bringen nur dann ihre beste Leistung, wenn man sie auch machen lässt und nicht eben nur 50 % nutzt (elektronisch begrenzt). Und selbst wenn sie programmierbar sind, wären der Antrieb (Übersetzung) und der Regelkreis des Servos eben auch für einen bestimmten Weg konstruiert und gegeben.

Vorteil, dass wir nicht absolut begrenzen: die Servos können ihren vollen Weg gehen. Wenn z. B. einzelne Servos begrenzt werden müssten, andere aber nicht, würde man irgendwann an einen Punkt kommen wo Interaktion entsteht, also zur Taumelscheiben-Neigung noch eine ungewollte Änderung des Anstellwinkels im Sinne von Pitch dazu kommt.

Huh, wieder so viel Text :-)

Grüßle

Eddi

Born to fly ...
forced to work.
Re: Frage zum Cyclic Ring
07.02.2018 14:21:18
Hi Eddi,

wirklich eine etwas lange Erklärung, aber ich habe jetzt zu 99% begriffen, was der Cyclic Ring macht.

Als ich Dein mechanische Beispiel am Anfang gelesen habe, hat es bei mir "Click" gemacht.

Jetzt würde ich nur noch gerne verstehen, was der Default Wert von "85" im Neo bedeutet.

Wenn ich hier einen Wert von 100 vorgeben würde, wird dann aus dem Kegelstumpf ein Zylinder oder gar ein rechteckiger Turm und es gibt keine mechanische Begrenzung der zyklischen Ausschläge?

Und wenn ich als anderes Extrem einen Wert von 0 vorgeben würde (falls das die Software überhaupt zulässt), wird dann aus dem Kegelstumpf ein Kegel und bei Voll Pitch sind gar keine zyklischen Ausschläge mehr möglich?

Liebe Grüße,
Peter
Re: Frage zum Cyclic Ring
07.02.2018 14:47:47
Hi Peter,

bei Pitchmitte betrachtet:

100 wäre quadratisch, als ob Du den Begrenzerring um ein Quadrat zeichnest, so dass er die Ecken berührt.
85 ... ein Kreis der etwas über die Seiten des Quadrats hinaus ragt, d. h. der Ring greift erst etwas später als bei einem Ring, der genau innerhalb des Quadrats läge. Es werden quasi Kreissegmente durch das Quadrat abgeschnitten.
0 ... nie probiert, theoretisch eine Gerade auf der Z-Achse (Pitch) ohne zyklische Ausschläge, richtig.

In welcher Abhängigkeit der Kegelstumpf berechnet wird bin ich nicht sicher, spielt aber glaube ich auch keine besondere Rolle.

Grüßle

Eddi

Born to fly ...
forced to work.
Re: Frage zum Cyclic Ring
07.02.2018 16:23:31
Hi Eddi,

ich hatte mir den Kegelstumpf so vorgestellt, dass bei Null Pitch der Cyclic Ring unabhängig vom Wert den man im Taumelscheibendialog vorgibt immer die vollen zyklischen Ausschläge ermöglicht (das wäre Dein Umkreis um die Ecken des Quadrates), wogegen bei voll Pitch abhängig von der Höhe des Vorgabewertes der zyklische Ausschlag immer weiter eingeschränkt wird.

Bildlich gesprochen gäbe das einen Kegelstumpf, der an der Basis in der x-y Ebene einen großen Kreisdurchmesser hat und mit wachsendem Pitch (Pitch wäre der Wert auf der z-Achse) einen immer kleineren Durchmesser einnimmt und dementsprechend den möglichen zyklischen Ausschlag immer weiter eingrenzt - theoretisch bis auf 0, wenn als Vorgabewert 0 eingegeben wird. Dann würde aus dem Kegelstumpf ein Kegel.

So wie Du das beschreibst, würde u.U. selbst bei Null Pitch der Cyclic Ring schon greifen, z.B. wenn jemand auf die Idee käme 14 Grad zyklische Ausschläge mechanisch einzustellen. Könnte sogar Sinn machen, soweit hatte ich das bisher nicht gesehen....

Sei's drum, ich denke wir haben das Thema ausführlich genug diskutiert und können es hier schließen.

Das war für mich sehr informativ und hilfreich.

Vielen Dank dafür, Eddi.

Herzliche Grüße,
Peter
Sky
Re: Frage zum Cyclic Ring
27.08.2023 08:58:41
Hallo,

ich habe bei meinem aktuellen Nitron 90 -+ 14° Pitch und -+13° zyklisch mechanisch eingestellt.

Wenn ich nun 6° Pitch habe und ich in die Ecken steuere, kann ich mit dem CR auf 100 gehen und nichts läuft mechanisch an.

Aber sobald ich dann ich den Flugbetrieb zurück gehe und Nick oder Roll steuere, wird sofort CR Aktiv angezeigt.

Ist dies normal wenn der Heli am Boden steht? Oder auch dann ich der Luft? Wendigkeit habe ich jetzt mal 120 eingestellt.
RV
Re: Frage zum Cyclic Ring
27.08.2023 16:59:20
Der Eintrag ist ein HINWEIS dass der momentane AUSSCHLAG am BLATT nicht AUSREICHT um die vom Piloten geforderte DREHRATE zu erreichen und einzuregeln.

Das muss man jetzt mal inhalieren - dann wirds auch klar warum bei stehendem Modell in Flugmodus (Regelung aktiv) die Meldungen kommen. Bewegt sich da denn der Heli? - Wohl kaum ;-)

100 ist Quadratisch - würde aber bedeuten dass der Pilot bei gleichzeitger Nick+Rollgabe übers Eck mehr Drehrate machen kann als "single Action". Deswegen würde ich dann 85 einstellen, da wirds zum Kreis.

regards (EN) / Gruss (DE)

Rainer Vetter

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Sky
Re: Frage zum Cyclic Ring
27.08.2023 18:03:50
Re: Frage zum Cyclic Ring
31.08.2023 09:57:28
Moin,

für die Klugsch****r unter uns grinning smiley der Kreis wäre meine ich bei rund 71.
85 ist m. W. bewusst schon weiter offen als das, so dass man bei 'single action' Roll noch Nick beisteuern/aussteuern kann, und umgekehrt.

Den CR aufzudrehen ergibt eigentlich keinen Sinn, selbst wenn mechanisch nix angeht, auch wenn es sich in gewissen Situationen wendiger anfühlt.
Für mehr Wendigkeit (wenn das die Intention ist) braucht's eben die passende Mechanik und Blätter, den Parameter Wendigkeit, ggfs. den Optimierer, und für die extremeren unter uns (wenn's die Mechanik umsetzen kann und der Pilot weiß, was er tut) könnte man auch die 8° zyklisch noch (behutsam!!!) hernehmen. Weil ... nach Wow! kommt WTF!!!, wenn sich der Heli katastrophal aufschaukeln und platzen würde ... winking smiley

Zudrehen mag in dem Rahmen Sinn ergeben, wenn es mechanisch nicht anders geht, aber unter den genannten 71 würde man auch die max. 'single action'-Wendigkeit spürbar beschränken.

—Eddi

Born to fly ...
forced to work.
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