Sukhoi SU-34 Fullback - von der Schaumwaffel zum "richtigen" Flieger - mit 2x Kolibri

jupp, genau. Hier ist eine schöne Aufnahme, wo man die Aufgabe der Canards bei der 34 gut beobachten kann, man sieht sogar, daß sie differenzieren können, zB bei QR-Manövern. Die feuchte Luft sorgt für viele Dampffahnen, die die dazugehörigen Strömungsverläufe schön sichtbar machen:


Die Canards arbeiten hier nicht klassisch, also bei Höhe nach oben zeigen und bei Tiefenruder nach unten, wie zB bei einem Rookie oder Eufi, sondern sie arbeiten gegen das Ruderkommando, oder genauer gesagt: gegen die Lageänderung des Rumpfes! Offenbar ist dabei die Lenkwirkung wesentlich geringer, als der Effekt, daß die Strömung über die große Lauflänge des tragenden Rumpfes und der laaangen Flügewurzeln trotz des hohen Anstellwinkels bei den härteren Manövern anliegen bleibt, anstatt abzureißen. Die Dinger erzeugen eine Wirbelschleppe mit entgegengesetzter Drallrichtung wie die der Tragflächen. Diese bleibt aber im Zentrum des Gebildes und verhindert durch seine "geordnete" Existenz die Entstehung chaotischer Wirbel/Turbulenzen. Das ist eigentlich ein cooler Trick, der irgendwie den Onkel Reynolds zu beschwichtigen scheint, obwohl die Lauflänge oben aufm Bruchstrich steht. Die Strömung reißt auf das gesamte Gebilde betrachtet nicht ab. Faszinierend! :)

Nun aber nochmal zu dem schnellen Servo: Thema Regelkreise. Wenn man ein träges System balancieren möchte, sollte der Regel-Actuator schneller sein als die Trägheit des zu regelnden Systems. Auf deutsch: das Servo muß schneller wackeln können als der Flieger. Die Wackelschnelligkeit des Fliegers ergibt sich aus dessen Trägheitsmoment, dessen erzeugbaren Drehmomenten aufgrung aerodynamischer Kräfte und der Flugeschwindigkeit - im Wesentlichen. Lange Rede kurzer Sinn, je schneller das Servo nach- bzw gegenregeln kann, desto geringer die Gefahr eines Aufschaukelns. ;)
Jetzt kommt noch die Dämpfung im Regelkreis als geeignetes (bis notwendiges) Mittel zum Verhindern eines Aufschwingens dazu, auch hier, je schneller das Servo, desto weniger Dämpfung braucht man.

Das war die Idee dabei, doch lieber schnellere Servos dafür zu verwenden. Und sie sind 2g leichter pro Stück! :D
 
ja, das siehst du auch auf diversen videosequenzen, die man über die 35/37 im netz findet. das gleiche hab ich mir schon für meine 37er mal vorgestellt, falls die irgendwann mal in arbeit genommen wird:D. interessant in diesem zusammenhang, den du beschrieben hast, ist ja auch die stellung der vorflügel, die bei den entsprechenden manövern auch "mitarbeiten".
was mir aber bei der 34er fehlt, ist das rote licht oben hinter der kanzel, falls das klo mal besetzt ist:D
 
Hey Okke,

Das mit den Canards bei der Su34 ist eine wirklich sehr interessante aerodynamische Auslegung. Man nennt das auch "close coupled wing". Soll heißen man kann die Strömung am Canard nicht mehr trennen von der Strömung am Hauptflügel. Ich hab mich damit noch nicht sehr intensiv beschäftigt aber ich hatte bis jetzt den Eindruck, dass man die Wirkungsweise dieser Canards eher mit der Wirkung von Vorflügeln vergleichen kann als mit der eines vorne liegenden Höhenruders. Wenn man nach "close coupled wing" googeld, findet man auch etliche paper der NASA zu diesem Thema. Die hab ich mir noch nicht alle durchgelesen. :D Aber ich vermute, dass die Canards nicht durch eine Drehrate (so wie von einem Kreisel geliefert) angesteuert werden, sondern eher vom Anstellwinkel des ganzen Flugzeugs. Folglich solltest du auch den Anstellwinkel messen und den Ausschlag der Canards danach regeln. Wenn du also einen Anstellwinkelsensor für Modellflugzeuge hast, dann hab ich daran auch Interesse (auch dienstlich ;) ). Man kann nun natürlich trefflich darüber streiten, dass zu einer bestimmten Querachsendrehrate auch immer ein bestimmter Anstellwinkel gehört. Aber eben nur für eine Geschwindigkeit. Beim berühmten slow fly by mit gefühlten 45° Anstellwinkel gibts gar keine Drehrate... nur mal so zum nachdenken.

Ich bin sehr gespannt was du dir da überlegt hast!

Viele Grüße
Chris
 
Sehr guter Beitrag, ich habe nach dem Betrachten des Airshowvideos auch gedacht, dass die Entenflügel bei dem Flieger eher sowas wie verstellbare Strakes sind als eine Vorrichtung zur Stabilisierung oder Steuerung um die Querachse. Auch die links und rechts unterschiedlichen Ausschläge bei Rollmanövern sprechen nicht unbedingt dagegen, die Flügel haben beim Rollen ja auch unterschiedliche effektive Anstellwinkel und die Canards könnten ja unabhängig voneinander für ihre jeweiligen Tragflächen arbeiten. Oder sie machen von allem ein bißchen was, wenn Modellflieger das programmiert bekommen dann schaffen die Russen das auch.:)

Gruß Nicolas
 
Mahlzeit Kollegen!

Eure Resonanz freut mich! :)
Und offenbar unterstützt Ihr die Vermutung, daß es sich bei diesen Canards in der Funktion eher um Vorflügel, als um vorgelagerte Höhenruder handelt. Interessant!
Mal schauen, ob noch jemand mit nem Einspruch kommt, gerne übersieht man ja bei Phänomenologie mal was. Nichts anderes als das mache ich ja im Moment: aus der Beobachtung entstand eine These, die durch weitere untermauernde Beobachtungen zur Theorie wurde. Aber wie so oft, Theorien können falsch sein, Thesen erstrecht! ;)

Nichtsdestotrotz, schauen wir uns mal ein paar Situationen an: die 34 in Taxifahrt aufm Vorfeld. Und hier kann ich ganz konkret auf Christians Frage
Man kann nun natürlich trefflich darüber streiten, dass zu einer bestimmten Querachsendrehrate auch immer ein bestimmter Anstellwinkel gehört. Aber eben nur für eine Geschwindigkeit. Beim berühmten slow fly by mit gefühlten 45° Anstellwinkel gibts gar keine Drehrate... nur mal so zum nachdenken.
Ich bin sehr gespannt was du dir da überlegt hast!
schon mal eine Antwort geben: genauso wie das Vorbild. Auch die Russen kochen nur mit Wasser, will sagen, sie müssen irgenwo am Flugzeug eine Sensorik haben, die genau diese Lage der Flugzeuglängsachse relativ zur Strömung erfaßt. Wenn meine Beobachtungen stimmen, ist der Ausschlag der Canards ziemlich proportional zur Stellung der Sensoren!

184 - Strömungslagen-Sensor f.jpg
wo isser? Na entdeckt?

184a - Strömungslagen-Sensor da f.jpg
da isser :D

185 - Taxi-Strömung - Sensorstellung - Canardstellung f.jpg
Taxi, langsame Anströmung, Sensor hängt nach unten, die Canards gewissermaßen parallel dazu

186 - Taxi-Strömung - Sensorstellung - Canardstellung f.jpg
eine weitere Aufnahme, bei der das der Fall ist

187 - Taxi-Strömung - Sensorstellung - Canardstellung f.jpg
und noch eine

leider kann man auf den Aufnahmen die Sensorstellung eher nur erahnen, als eindeutig erkennen, aber als Indiz immerhin schon mal brauchbar.

Schaut man sich die Canards beim Beschleunigen in der Startphase an, bleiben sie zunächst relativ waagerecht.
Im Moment des Abhebens des Bugrades, also im Moment wo sich der Flieger in die Strömung stellt und einen Winkel relativ zu dieser einnimmt, nehmen die Strömumgssensoren da vorne das wahr und die Canards neigen sich leicht nach unten. Spannende Sache das! :cool:
Eure Gedanken und Anregungen - oder auch Einwände - sind sehr willkommen! ;)

Wie ich das im Modellmaßstab technisch lösen will, habe ich schon komplett im Kopp, allerdings ob es bei der Umsetzung in dieser Größe sinnvoll zu bewerkstelligen ist, ohne die Optik des Flugzeugs zu versauen, weiß ich noch nicht. Da habe ich noch meine Zweifel. Im Original sind die Dinger ja verschwindend klein. Bei 1:8 ließe es sich aber durchaus schon sauber umsetzen. Naja, werden sehen...


Inzwischen muß dieses lustige Gebilde mal trocknen:

183 - äußere Servoplatten verklebt f.jpg

Ich geh dann mal ein paar Strippen ziehen...

...to be continüüd...

Viele Grüße,
o.d. ;)
 
Das wäre natürlich überedel wenn ein Modell AoA gesteuerte Entenflügel hätte.:) So lange das der Steuerbarkeit nicht schadet natürlich.


Bei Anstellwinkelmessern in mir bekannten Flugzeugen sind die übrigens erst "scharf" wenn das Fahrwerk entlastet ist, d.h. der Flieger in der Luft. Der Grund dafür ist, dass man sonst an windigen Tagen irritierende stall warnings am Boden bekäme wenn das Ding mal hochgeblasen wird.

Gruß Nicolas
 
Hey Okke,

vorsicht bei der Beobachtung von Vorgängen an den Steuerflächen während des rollens. Zumindest beim Eurofighter gelten andere Steuergesetze bei den Flight control computern wenn WOW (= weight on wheel) true ist. Falls das nicht bekannt sein sollte: Jeder Flieger hat am Fahrwerk einen "Schalter" oder besser Sensor der registriert ob es eingefedert ist und damit ob die Mühle gerade auf dem Boden ist oder eben nicht. Abhängig von der Stellung dieses Sensors werden verschiedene Klappen anders geregelt und haben z.B. auch andere Endaussschläge. Beim Eufi kann man erst bei WOW=true die Canards in die Bremsstellung also voll negativ nach unten fahren!

Bei der Su34 könnte es auch sein, dass auf den Canards einfach ein off-set abhängig vom Anstellwinkel gesteuert wird. Überlagert ist aber trotzdem noch eine Regelung von 2-3° und die sieht man auf den Videoaufnahmen vom Boden aus nicht. Nur mal so als Idee.

Gruß
Chris
 
Das wäre natürlich überedel wenn ein Modell AoA gesteuerte Entenflügel hätte.:) So lange das der Steuerbarkeit nicht schadet natürlich.
genau das hab ich vor :D

Danke Euch beiden für die Anführung des Scharfschaltens beim Rollen. Das ist ein guter Punkt, der berücksichtigt werden sollte. Im einfachsten Fall könnte man das ja durch eine Schaltfunktion am Sender realisieren.
Andererseits, solange der Flieger noch nicht genügend Fahrt hat, daß die Sensoren hinreichend ausschlagen würden, sind die aerodynamischen Kräfte auf die Flächen und Ruder ebenfalls noch zu gering, um die Fuhre "außer Kontrolle" zu bringen, erst wenn der Flieger schnell genug ist, um aerodynamisch wirksam umströmt werden zu können... mal so als Gedanke in den Raum gestellt.

Welches Szenario also könnte diese Konstellation stören? Ein Böe evtl...? Was würde die anrichten?
Meine Vermutung wäre, daß sie die Strömung um den Flieger "irgendwie" verändert, was nicht nur von den Flächen "bemerkt" würde, was in einer Krafteinleitung auf die Zelle resultiert, sondern auch von den Sensoren. Ob das in einer Bewegung endet, hängt davon ab, wie "satt" die Kiste noch auf der Fahrbahn liegt. Die Sensoren würden die Canards lediglich dem veränderten Strömungsverlauf anpassen, wodurch sich wiederum die Strömung über die Flächen anpassen würde. Fragt sich nun, ob das eher kompensierend wirkt, oder eher kontraproduktiv? Meine Annahme wäre, eher kompensierend. Im Prinzip sind sie ja zu klein, um als Ruderflächen eine brauchbare Wirkung zu haben, oder gar Auftrieb zu liefern - gewolltermaßen?

Was müßte also passieren, das im vorliegenden Fall einer flug-/boden-zustandsunabhängigen Canardregelung ein Problem am Boden hervorrufen könnte? Beim Landen? Machtma Vorschläge, das wird jetzt abgeklopft! :cool:
Trotzdem, natürlich wird es für den "Wohlfühlfaktor" auf älle Fälle eine Schaltbarkeit geben ;)


Ich geh ma weiter Strippen ziehen... :rolleyes:
 
was ist, wenn man den canards einen regulierten heading-hold-kreisel aufschalten würde, auf einem freien kanal, der nicht mit den "normalen" steuerflächen steuertechnisch verbunden ist, ausschlaglimitiert und evtl. auch flugzustandgekoppelt?
 
hmm ja an nem HH-Gyro hab ich zuerst auch rumüberlegt, aber bei Gyros isses eben so, daß sie auf Drehbewegegungen bzw Winkelbeschleunigungen reagieren, weil sie einer solchen Bewegenung entgegenwirken sollen.
Wenn ich die Sukhois (Gesundheit! :D) aber richtig verstehe, wollen die das gar nicht. Sie wollen, daß die Dinger der anliegenden Strömung folgen und dafür sorgen, daß diese, wenn auch in geordneten "Bügelfalten", aber über die Flächen weiterströmt. Sie wollen damit nicht der Winkelbewegung entgegenwirken.
Oder?
 
Richtig.

In meiner ehemaligen Jetwelt SU 35 (siehe Baubericht Brosi) hatte ich die Enten ohne Kreisel, gemischt mit dem Höhenruder programmiert.

Ich habe experimentiert um einfach zu sehen "was machen die Dinger eigentlich".

Dazu habe die Wirkrichtung umschaltbar zum Höhenruder gemacht. ( und auch ganz abschaltbar)

Ganz ehrlich...... Egal ob an, aus, hoch, runter, viel oder wenig Ausschlag. Einfluss hat es auf das Modell in KEINSTER Weise genommen.
Sieht eigentlich nur geil aus wie die sich bewegen.

Grüsse

Florian
 
ja jörg, die wirkungsweise ist mir schon klar. die frage, die sich mir dahingehend schon seit einer weile stellt, ist, wie ein hh-kreisel auf den canards die "eselsbrücke" darstellen kann, ohne einen aoa-sensor/-geber entwickeln zu müssen. die hh-funktion eines solchen kreisels will ja das fluggerät in eine einmal festgelegte "normalfluglage" zwingen, vorausgesetzt, die canards sind nicht auf die eigentlichen steuerflächen für höhe (und quer) aufgeschaltet. die anzustrebende wirkung der canards wird ja meines erachtens vor allem bei den high-alpha-manövern benötigt. korrigiert mich bitte bei falschen denkansätzen.
eigentlich wart ich ja schon lange bei der fragestellung auf witalis kommentar, denn er müßte es ja genau darstellen können:).

p.s. natürlich wäre so ein aoa-geber ne tolle sache, piezo-basiert ja sicherlich machbar.

pps. und da grau alle theorie ist (nicht nur das wetter momentan:D), müßte der zugang zu nem passenden windkanal her;).
 
Hoi, ich glaube Christian hatte schon geschrieben dass die Kreiselvariante ja bei einem Manöver ohne Drehung um die Querachse, z.B. bei einem langsamen Vorbeiflug mit hohem Anstellwinkel, nicht funktionieren würde. Der Kreisel weiß ja dann nicht ob der Flieger gerade langsam fliegt mit hohem AoA oder schnell mit geringem AoA und um die Zuordnung der Stellung der Canards zu einem bestimmten Anstellwinkel geht es ja (glaube ich verstanden zu haben).

Gruß Nicolas
 
:D hab ich mir auch schon überlegt, denke mal diese lösung wird einfach in anbetracht der "kleine" des potigebers zu schwergängig und damit zu unpräzise sein.
 
Mahlzeit Kollegen und danke für Eure Beiträge!! :)

In meiner ehemaligen Jetwelt SU 35 (siehe Baubericht Brosi) hatte ich die Enten ohne Kreisel, gemischt mit dem Höhenruder programmiert.
Ich habe experimentiert um einfach zu sehen "was machen die Dinger eigentlich".
Dazu habe die Wirkrichtung umschaltbar zum Höhenruder gemacht. ( und auch ganz abschaltbar)

Ganz ehrlich...... Egal ob an, aus, hoch, runter, viel oder wenig Ausschlag. Einfluss hat es auf das Modell in KEINSTER Weise genommen.
Sieht eigentlich nur geil aus wie die sich bewegen.

Grüsse
Florian
Danke Florian, endlich mal eine Erkenntnis aus der Praxis! --> q.e.d. :)


die hh-funktion eines solchen kreisels will ja das fluggerät in eine einmal festgelegte "normalfluglage" zwingen, vorausgesetzt, die canards sind nicht auf die eigentlichen steuerflächen für höhe (und quer) aufgeschaltet. die anzustrebende wirkung der canards wird ja meines erachtens vor allem bei den high-alpha-manövern benötigt. korrigiert mich bitte bei falschen denkansätzen.
eigentlich wart ich ja schon lange bei der fragestellung auf witalis kommentar, denn er müßte es ja genau darstellen können
smile.gif
.

p.s. natürlich wäre so ein aoa-geber ne tolle sache, piezo-basiert ja sicherlich machbar.
die Sache mit der "normalen Fluglage" ist eben so eine Sache.... wie erkläre ich dem Kreisel den Zustand "normal". Mir fällt keine Referenz ein, die man einem Gyro anbieten könnte.

Witali sitzt bestimmt im Hintergrund und grinst :D

Piezo: nope, wegen der Rückstellkraft und der lästigen Hysterese von den Dingern. Der "Flattermann" (=Sensorfahne) muß sich kraftfrei bewegen können. Deswegen ist auch das hier:
Könnte man den AoA Geber aus einen Servopoti basteln?
leider zu reibungsbehaftet und nur durch vieeeeel Fläche zu "übertönen".
Die hab ich nicht zur Verfügung.

Aber, es gibt den perfekten Sensor für den Zweck: Hall! Das machts möglich! Lastfrei, reibungsfrei, störungsarm - zumindest bei der Feldstärke, die ich einzusetzen gedenke :D

So, und da wir damit inzwischen quasi bei "Open-Source" angekommen sind, kann ich ja den Rest des Konzepts auch noch offenlegen:
Also nehmen wir jetzt noch einen Arduino zur Hand und programmieren den mal sinngemäß: moderne Hall-Sensor liefern ein PWM-Signal, dessen Tastverhältnis sich proportional zur Änderung des Feldlinienverlaufs ebenfalls ändert. Es gibt auch noch analoge, dann findet die PWM-Wandlung eben im Arduino statt, das ist generell mal wurschd. Stehen die AoA-Vanes neutral, also parallel zur Rumpfachse, liefert der Hall 1520µs Pulsweite an die Canard-Servos. Werden die Vanes ausgelenkt, ändert sich die Pulsbreite in Richtung 800µs bzw 2200µs. Über einen Steuereingang am Ardu, der mit dem Sender vorgegeben wird, bestimmt man das "Übersetzungsverhältnis", mit dem der Sensorwinkel auf den Canardwinkel übertragen werden soll. Das sollte von 0 bis max bzw auch bis minus-max einstellbar sein. Eine Dämpfung wäre auch sinnvoll, evtl reicht es bereits, eine einstellbare Verzögerung zu programmieren.

Primitv aufgebaut ist das aus einem Sevotester, dessen Poti an die Vanes gekoppelt ist. Fertig. :D
(Achtung: Servotester sind nur bedingt geeignet!! Für einen Demonstrator aber ausreichend ;) )

Ok, wer hat Lust den Ardu zu proggen? Die Idee zur Vorgehensweise habe ich ja komplett geliefert ;)

Grüße o.d. ;)
 
der hh-kreisel initialisiert sich doch nachm einschalten, dann darf doch niemand am flieger wackeln für so 5sec.:D, und "merkt" sich die normalposition. oder?
 
Ja das stimmt schon, er merkt sich die Nulllage. Speist man ihn konstant mit 1520µs (=Knüppel inne midde, Trimmung 0), versucht er bei jeder Auslenkung aus dieser Neutrallage dagegen zu rödeln und, jetzt kommts: er rödelt solange dagegen, bis die Neutrallage wieder hergestellt ist. Er bewegt das Servo also bis zum Anschlag. Im HH-Mode.
Im Dämpfungsmodus rödelt er nur solange dagegen, wie die Winkelbewegung anhält. Endet diese, egal in welchem Winkel zur Neutrallage, enden auch die "Bestrebungen" des Gyros und er kehrt in die Neutrallage zurück... Moment! ... Gyros??? Lecker!!! :D

Mischt man jetzt aber Höhe dazu, wird das für den HH-Modus als Drehratenvorgabe gewertet, also Winkel pro Sekunde. Das Gyros :D versucht also die vorgegebene Drehrate durch Verstellen der Canards einzustellen. Das soll aber die Aufgabe des Höhenruders sein.
Selbst im Dämpfungsmodus kann das Gyros jetzt nur abweichende Bewegungen von der ihm als Gerade "vergegaukelte" Kurvenbahn erwidern und die Canards würden in die Richtung drehen, die man ihnen per Mischer vorgegeben hat.

Beiden Fällen ist gemeinsam, daß sie auf eine Bewegung des Flugzeugs REagieren. Ok, das Gyros reagiert schnell, aber es REagiert auf eine Folge von etwas, das von den Strömungssensoren bereits erfaßt war, bevor die Bewegung des trägen Flugzeugkörpers überhaupt einsetzt - ich denke jetzt an den Einfluß eine Böe oder eben hi-alpha.

Der HH würde die Canards ständig an die Anschläge fahren, außer beim Looping, da gibts ja ne Drehrate des Fliegers.
Im Normalmodus würde bei hi-aplha nix vernünftiges rauskommen.
Bei ner Böe würden beide was helfen, sie können immerhin schneller REagieren als wir Menschen. Insofern ist die Verwendung von "Gyros auf Canards" :D prinzipiell nichts einzuwenden. Bei der 34 sind nur die Canards zu klein, um als Ruder verwendet werden zu können. Hat Florian ja oben geschildert. Bei Vögeln mit größeren Canards sieht das wieder anders aus.

Ich fürchte, Strömungssensoren sind wohl das einzige, was das gewünschte Verhalten korrekt imitieren könnte, vermutlich auch in der Wirkung. Hmm, mal sehn... 5x5mm Ruderfläche des Sensors je Seite sind jetzt nicht so der Brüller... vllt noch 7x7 ... auwaia! die Lagerung dafür!!! :eek: das darf genau 0 komma 0 Reibung haben. Na schaumermal...ich guck mir nochmal andere Bilder an, hab ja nochn paar... :D

Guts Nächtle ;)
 
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