Die Klasse F3G

Antrieb

Bezüglich dem Antrieb für F3G sind im Reglement 2 (+1) Rahmenbedingungen gesetzt, welche einerseits Chancengleichheit zwischen den Piloten garantiert und andererseits die Möglichkeit schafft unterschiedlichste Konfigurationen (Motor-Luftschraube-Akku) einzusetzen.

Im Einzelnen sind diese Rahmenbedingungen:
  1. Maximal Energie von 350 +1 Wmin
  2. Maximale Motorlaufzeit 30 +0,1 Sekunden

Die dritte Rahmenbedingung ist aktuell noch eine Durchschnittsleistung von 800 Watt. Wobei bei Überschreitung je Watt 2 Punkte abgezogen werden. Diese Bedingung wird aber ab 2022 nicht mehr angewendet und soll mit der nächsten Aktualisierung des FAI Reglements gestrichen werden.

Diese zwei Rahmenbedingungen definieren grundsätzlich die Auslegung des Antriebs, bestehend aus Motor, Akku und Luftschraube.

Daneben enthält das Reglement noch weitere Details den Antrieb betreffend.

Die Spitze des Spinners muss aus Sicherheitsgründen einen Radius von mindestens 7,5 mm besitzen.

Zuletzt erfordert das Reglement noch den Einsatz eine von der EDIC (FAI) zertifizierten Loggers. Der Logger sitzt im Antriebsstrang und zwischen Regler und Empfänger. Er kontrolliert:

  1. Die Einhaltung des 350 +1 Wmin Energie Limits und schaltet den Regler/Antrieb bei Erreichen dieser Grenze automatisch ab.
  2. Die Einhaltung der Motorlaufzeit von 30 +0,1 Sekunden und schaltet den Regler/Antrieb bei Erreichen der Grenze automatisch ab.
  3. Es kontrolliert und unterbindet das der Antrieb/Motor erneut - nach dem initialen Steigflug - eingeschaltet werden kann.
  4. Er misst (Zeitflug) die maximale Höhe welche während des Motorlaufs (Start) und 10 Sekunden nach Abschalten (manuell oder automatisch) erreicht wurde. Wie bei der Beschreibung der Aufgabe "Zeitflug" ausgeführt geht diese Höhe (F5J Höhe) in die Zeitflug-Leistung ein.

Der Logger muss 4mm Steckern/Buchsen haben, damit dieser vom Veranstalter kontrolliert werden kann. Es reicht ein Adapter von dem eingesetzten Steckersystem auf 4 mm um dem Reglement Rechnung zu tragen.

Dazu muss der Logger im Modell zugänglich sein und über eine Anzeige verfügen auf der die oben genannten Parameter nach dem Flug abgelesen werden können. Das Display muss nicht permanent am Logger angebracht sein, aber einfach über ein Kabel an den Logger angesteckt werden können.

Die Zertifizierung der Logger durch die EDIC (FAI) ist, zumindest für einen Hersteller und Typ (Aerobtec Altis V4+) aktuelle in Arbeit und sollte bis zum ersten Wettbewerb 2022 abgeschlossen sein.

Schematisch sehen die Antriebskomponenten wie folgt aus.
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In der Praxis haben sich eine Reihe von Antriebs-Konfigurationen herausgebildet welche das Reglement erfüllen und über einen hohen Gesamtwirkungsgrad verfügen und vergleichbare Start Höhen ergeben.
Als grobe Referenz für einen guten Antrieb gilt allgemein eine Höhe von ungefähr 370 Metern bei 3 kg Modellgewicht.

Die verschiedenen Auslegungen sind auf eine Durchschnittsleistung von ca. 700-750W optimiert. Dieser Wert ergibt sich bei Ausschöpfung der 350 Wmin und 30 Sekunden Motorlaufzeit. Er schwankt etwas je nach Ballastierung und Wetter.
Beim Start werden kurzzeitig Spitzenleistungen von 900-950 Watt erreicht, welche dann im Laufe des Steigfluges stark sinken. Der Regler muss daher in der Lage sein diese Spitzenlast zu bewältigen.

Leistungsverlauf F3G Start (Exemplarisch)
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Hinsichtlich dem eingesetzten Regler gibt es vom Reglement keine spezifischen Anforderungen. In der Vergangenheit wurden sehr häufig die Regler von YGE und bei 4S/5S der YGE 65LVT eingesetzt. Er funktioniert problemlos und verfügt, was nicht unerheblich ist, über ein starkes und zuverlässiges BEC über die das Modell - Empfänger, Servos - versorgt wird.

Hinsichtlich der Verwendung des BEC durch den Regler ist zu berücksichtigen, das die Leistung welche zur Versorgung des Empfängers und der Servos benötigt wird, systembedingt in der gemessenen Antriebsenergie enthalten ist. Das heißt dass sich die Energie von 350 Wmin in den Anteil der dem Motor/Luftschraube zur Verfügung steht und dem Anteil der durch die BEC an den Empfänger geht aufteilen.
Alternativ müsste der Empfänger/Servos über einen getrennten Akku versorgt werden.

Die Tendenz geht aktuell Richtung höhere Spannung - mehr Zellen, 5+S - mit folgenden Ursachen
  • Bei höhere Spannung können kleiner Akkus eingesetzt werden welche sich leichter in die schmalen F3G Rümpfe unterbringen lassen.
  • Durch die niedrigen Ströme lassen sich “kleinere” Regler einsetzen welche leichter sind und weniger Platz benötigen.

Hinsichtlich Akku-Marke werden verschiedenste Marken/Typen eingesetzt. Eine guter Anhaltspunkt ist zu schauen welche Typen sich bei F5B bewährt haben.

Die Kapazität der Akkus sollte so ausgelegt werden, dass mindestens 2 Steigflüge - Start und Restart - mit entsprechender Reserve möglich ist. Ein Wechsel des Akkus bei einem Restart dürfte zeitlich schwierig realisierbar sein.

Die Akkus (LiPo) sollten vor dem Start aufgewärmt werden um direkt beim Einschalten die maximale Leistung abrufen zu können. Als Nebeneffekt danken sie es einem auch mit einer höheren Lebenserwartung.

Weitere Details mit genauer Dokumentation der eingesetzten und bewährten Komponenten sind in folgenden Beiträge im RC-Network diskutiert worden.


Diese dort beschriebenen Konfigurationen und Komponenten bilden eine sehr gute Basis für Piloten welche einen wettbewerbsfähigen Antrieb direkt “von der Stange” haben wollen.

Im nächsten Beitrag werde ich detaillierter auf die Funktion und Bedeutung des Loggers eingehen, da dieser für viele Piloten Neuland bedeutet.
 
Hallo Harry,

mal ne "dumme Frage" (vielleicht hab ich's ja auch überlesen). Stehen die 350Wmin pro Runde (also für alle 3 Teilaufgaben) oder pro Teilaufgabe einer Runde zur Verfügung.

Danke
Peter
 

Tk7

User
Pro Aufgabe
Sonst kämst Du bei der Aufgabe nur 100+x m hoch
Allerdings heißt das auch, für jede Aufgabe einen neu geladenen Akku
 
Hallo Peter,

wie TK7 schon geschrieben hat stehen die 350WMin pro Start zur Verfügung.
Das heist wenn Du z.B. einen Restart durchführst stehen Dir für diesen ebenfalls wieder die 350WMin Energie zur Verfügung.

Bei mir - 5S 1000mAh Lipo - reicht der Akku für 2 Starts a 350WMin plus mehr als genug Reserve um 45 Min zu fliegen.
Der Akku - wie TK7 geschrieben hat - sollte natürlich vor jeder Aufgabe geladen (und vorgewärmt) werden.

In Colmar 2021 - wo wir in 2 Tagen 6 komplette Runden (18 Starts) geflogen sind - bin ich mit 3 Akku Sätzen ohne Hektik über die Runden gekommen.
BTW: Bevor Kritik kommt das man für F3G mehrere Akkus Sätze benötigt - Der Akku (5S 1000mAH SLS 50/100C) ist mit rund €30,- nicht wirklich kostenintensiv.

Harry
 

Tk7

User
Etwas anders formuliert:
Innerhalb einer Aufgabe darfst Du beliebige Restarts (der letzte zählt) machen, jeder ist aber für sich auf 350 Wmin begrenzt
Den Akku kannst innerhalb der Aufgabe nicht wechseln
 
Sind die 5S Akkus am Stück oder auf zwei Packs verteilt? Bei meinem Pike 1 Elektro ist die Rumpföffnung lediglich 27 mm breit.

Viele Grüße Thomas
 
Hallo Thomas,

sind zwei Akkupacks (3s und 2s), die hintereinander in den Rumpf geschoben werden. Ein einzelner 5s Pack wäre zu breit für die aktuellen F3G Rümpfe. Harald hat das auch im Elektro Device Thread beschrieben.

Gruß, Karl Hinsch
 
Danke Karl,

Thomas es ist genauso wie vom Karl beschrieben. Mein Akku-Pack ist ein 3S 1000mAh und 2S 1000mAH welche ich miteinander über die Anschlusskabel verlötet habe. Dadurch sind beide Packs an der Verbindungsstelle flexibel was das Einbringen in den Rumpf erleichtert.

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Harry
 
Logger/Limiter

Der Logger/Limiter spielt eine wichtige Rolle in F3G. Für Piloten, welche nicht bereits Erfahrung mit einem Logger/Limiter in einer anderen Klasse wie F5J oder F5B gemacht haben, ist die Funktion erst einmal ungewohnt.

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Aerobtec AltisV4+
(Quelle Aerobtec)
SM-Modellbau Unilog2
(Quelle: SM-Modellbau)


Deshalb möchte ich, bevor ich auf die F3G Regeln bzgl. dem Logger/Limiter eingehe, die generelle Funktionsweise beschreiben.

Funktion

Der Begriff Logger / Limiter bezeichnet zunächst einmal die unterschiedliche Funktionsweise des “Gerätes”. Wobei beide Funktionen in ein und demselben “Gerät” enthalten und konfiguriert werden können.

Als Logger verhält sich das “Gerät” passiv. D.h. es zeichnet nur spezifische Daten auf greift aber nicht in die Kontrolle des Reglers und damit Motors ein. Ein Beispiel ist die Messung der F5J Höhe im F3G Zeitflug. Der Logger protokolliert dabei nur die währen des Steigfluges und 10 Sekunden nach Abschalten des Motors maximal erreichte Höhe, da diese in die Wertung des Zeitfluges eingeht.

Als Limiter ist das “Gerät” aktiv. D.h. es greift in die Steuerung des Reglers und Motors aktiv beim Erreichen eines konfigurierten Limits ein. Beispiel hierfür wäre in F3G die maximal 30 Sekunden Motorlaufzeit. Wenn diese konfiguriert sind, schaltet der Limiter 30 Sekunden nachdem der Sender/Empfänger den Motor eingeschaltet hat, diesen aus. Der Sender kann immer noch auf “Motor-An” stehen, aber das Signal wird vom Limiter nicht mehr an den Regler weitergegeben sondern übermittelt an den Regler “Motor-Aus”.

Dadurch muss sich der Pilot/Helfer nicht um die maximale Motorlaufzeit bzw. Energie (350Wmin) kümmern. Der Limiter - wenn er so konfiguriert ist - schaltet automatisch den Antrieb beim Erreichen dieser Grenzwerte aus.

Der Limiter kontrolliert auch, das der Motor nur einmal eingeschaltet werden kann und verhindert aktiv ein erneutes - gewolltes oder ungewolltes - Einschalten des Motors. Das kann am Anfang etwas ungewohnt sein, wenn man im Training evtl. noch einmal mit dem Motor steigen will, dieser aber nicht mehr angeht.
Dies erfordert, das für einen Restart der Logger Zurückgesetzt werden muss. D.h. das nach der Landung der Logger kurz vom Akku getrennt oder soweit vorhanden über einen Reset-Schalter zurückgesetzt wird.
Theoretisch und praktisch kann es vorkommen, das der Sender noch auf “Motor-An” steht der Logger diesen aber abgeschaltet (30 Sekunden) hat und der Pilot zum Restart landet. Um zu verhindern das beim Zurücksetzen des Loggers der Motor ungewollt direkt anläuft erlauben die Logger ein Zurücksetzen nur wenn auch am Sender der Motor auf “Aus” steht.
Ich persönlich habe mir angewöhnt ganz bewusst den Motor am Sender auf “Aus” zu schalten auch wenn dieser vom Logger abgeschaltet wurde.

Im folgenden verwende ich nur noch den Begriff Logger und beschreibe damit das Gerät an sich und nicht dessen Funktion.

Anforderungen F3G FAI Reglement

Bezüglich dem Logger sind im FAI F3G Reglement sehr viele und detaillierte Anforderungen definiert. Die wesentlich sind dabei:

  • Der Logger muss den Motor nach spätestens 30 +0,1 Sekunden nach dem Einschalten des Motors automatisch Abschalten, falls der Pilot dies nicht bereits vor Ablauf der Zeit manuell vornimmt.
  • Der Logger muss den Motor bei Erreichen der Energiegrenze von 350 +1 Wmin automatisch Abschalten.
  • Der Logger muss die während dem Steigflug mit Motor und 10 Sekunden nach (automatisch oder manuellen) Abschalten maximal erreichte Höhe speichern.
  • Er muss verhindern, das der Motor öfter als einmal gestartet werden kann.
  • Er muss mindestens alle 0,1 Sekunden die aktuellen Werte für Höhe, Spannung, Strom, akkumulierte Energie und Motorlaufzeit protokollieren.
  • Verboten ist den Logger so zu konfigurieren das die Abschaltung bei einer bestimmten Höhe erfolgt.

  • Nach der Landung muss es für den Veranstalter möglich sein über eine integrierte oder einfach anzubringende Anzeige die wettbewerbsrelevanten Werte - Energie, Motorlaufzeit, F5J Höhe - abzulesen ohne das der Logger vom Empfänger getrennt oder aus dem Modell ausgebaut werden muss.

Daneben sind noch 2 Anforderungen welche ich direkt kommentieren möchte.

Der Logger (Stromsensor des Loggers) muss auf der Plus-Seite zur Batterie einen 4mm Stecker besitzen. An dem Plus Anschluss zum Regler muss eine 4mm Buchse verwendet werden.
Da jeder Pilot sein eigenes Stecker-System verwendet reicht es entsprechende Adapter auf das geforderte Stecker-Buchsen System zu haben, damit im Bedarfsfall eine Überprüfung des Loggers durch den Veranstalter möglich ist.

Der Logger muss von der EDIC der FAI geprüft und freigegeben sein.
Die aktuelle eingesetzen Logger der Firmen Aerobtec (Altis V4+) und SM-Modellbau (Unilog2) besitzen eine Zulassung der EDIC für F5J. Für F3G ist die Zulassung für den Aerobtec Altis V4+ in Arbeit.
Der Veranstalter kann über eine sogenannte “local rule” Logger für den Wettbewerb zulassen obwohl diese noch nicht vollständig durch die EDIC überprüft sind.


Konfiguration des Loggers

Die Konfiguration des Loggers erfolgt in der Regel über eine graphische Oberfläche einmalig am PC. Der Aerobtec Altis V4+ und SM-Unilog2 können auch über ein externes “Eingabe-Terminal” konfiguriert werden, wobei dies über den PC meist deutlich einfacher und benutzerfreundlicher ist.

Einige Hersteller haben bereits eine vordefinierte Konfiguration für F3G als einfache Menüoption, womit alle für F3G relevanten Parameter so eingestellt werden dass diese für F3G und den Wettbewerbseinsatz passen.

Einmal eingestellt und konfiguriert benötigt der Logger keine weitere, besondere Beachtung oder Pflege.


Einbau des Loggers

Damit der Logger die vom F3G Reglement geforderte Funktion und Kontrolle ausführen kann ist ein bestimmter Einbau und Integration in den Antriebsstrang erforderlich. Dieser ist nachfolgend grafisch dargestellt.

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Der eigentliche Logger sitzt zwischen Empfänger und Regler. Das Empfänger Ausgangssignal geht in den Logger. Der Regler ist mit dem Ausgangssignal des Loggers verbunden. Dadurch kann der Logger den Regler unabhängig vom Empfänger steuern und z.B. beim Erreichen des maximalen Motorlaufzeit von 30 Sekunden unabhängig vom Empfängersignal abschalten.

Zur Messung von Spannung, Strom und damit verbunden Leistung und Energie wird ein sogenannter Stromsensor als Ergänzung zum Logger benötigt. Dieser ist herstellerspezifisch.
Der Sensor sitzt in der Plusleitung zwischen Akku und Regler. Über ein meist dünnes zusätzliches Kabel am Sensor wird über die Minus-Leitung zwischen Akku und Regler die aktuelle Spannung gemessen.
Zur Übermittlung der Messwerte vom Stromsensor wird dieser über ein herstellerspezifisches Kabel mit dem Logger verbunden.


Das kann dann in der Praxis wie folgt aussehen

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Abschließend lässt sich sagen, das der Umgang mit dem Logger anfänglich etwas ungewohnt aber nicht kompliziert ist. Einmal konfiguriert verrichtet er seinen Dienst.

Ich hoffe das ich mit diesen Beiträgen den interessierten Piloten und Pilotinnen die Klasse F3G näher gebracht und erklärt zu haben.

Fragen bitte hier in das Forum stellen, damit Alle daran teilhaben können. Es gibt keine dummen Fragen nur dumme Antworten ;-)
 
Hallo Oelfix,

Du hast ein gutes Auge. Ja der Stromsensor ist direkt am Regler verlötet. Das ist nicht ganz regelkonform. Bis zum ersten Wettbewerb in Colmar werde ich das noch ändern und einen kompakten 3,5mm Goldkontakt Stecker einlöten.

Harry
 
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