Frage:
Kann ein Flugzeug mit Ein-Aus-Steuerflächen fliegen?
student1
2017-12-04 02:01:08 UTC
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Ich verstehe, dass die Steuerflächen zumindest für ferngesteuerte Modellebenen auf einen Bereich von Winkeln zeigen können, beispielsweise von $ -30 ^ \ circ $ Grad bis $ 30 ^ \ circ $. Meine Fragen sind:

  1. Würde dasselbe Flugzeug funktionieren, wenn die Bedienoberflächen beispielsweise nur auf $ -30 ^ \ circ $, $ 0 ^ \ circ $, $ 30 ^ \ zeigen können circ $.

  2. Wenn ich die Oberfläche wie bei der Pulsweitenmodulation (PWM) schnell ein- ($ 0 ^ \ circ $) und ausschalte ($ 30 ^ \ circ $). Entspricht das, wenn die Bedienoberfläche auf $ 15 ^ \ circ $ zeigt?

  3. ol>
Frühe RC-Modellflugzeuge funktionierten so. Stellen Sie nur sicher, dass Sie die Bedienoberfläche nicht mit einer Flatterfrequenz schalten. Der Effekt ist nicht genau gleichwertig, aber nah genug für eine grobe Fernbedienung.
Interessanterweise werden die Steuerflächen der lasergelenkten Bombe [GBU-12 Paveway II] (https://en.wikipedia.org/wiki/GBU-12_Paveway_II) in einem solchen [Bang-Bang] (https: //) betätigt en.wikipedia.org/wiki/Bang–bang_control) Mode.
Keine vollständige Antwort, aber wenn Sie dies mit dem Ruder eines Airbus A300 tun, bricht der [vertikale Stabilisator ab] (https://en.wikipedia.org/wiki/American_Airlines_Flight_587).
@TomCarpenter On / Off bedeutet nicht unbedingt eine sofortige maximale Auslenkung. Eine langsame Auslenkung des Ruders bricht den vertikalen Stabilisator nicht.
Die minimale Kontrolle, die zum Fliegen benötigt wird, ist: Aus = neutral Ein = nur links (oder nur rechts)
@qqjkztd Ähnlich wie die meisten Flugzeuge, wenn sie [in Sioux City landen] (https://en.wikipedia.org/wiki/United_Airlines_Flight_232)?
@MichaelKjörling genauso, auch wenn in diesem Fall das Ruder durch eine zweimotorige (Rip Third Engine) unabhängige Drosselklappensteuerung ersetzt wird.
@PeterKämpf - es ist schön zu wissen, dass sich jemand anderes auch an die guten / schlechten alten Zeiten erinnert. :-)
@PeterKämpf - Ja, es wurde "galoppierender Geist" genannt. https://youtu.be/xBSRmlIGSWQ
Obwohl kein Flugzeug, aber Raumschiff ist so ziemlich Ein / Aus-Kontrolle.
Ich denke, es heißt "Bang-Zero-Bang" -Kontrolle.
@TomCarpenter: Nur wenn Sie dies mehrmals hintereinander in wechselnder Richtung tun.
Sechs antworten:
fooot
2017-12-04 02:45:37 UTC
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Theoretisch könnte es so funktionieren. Ein Manöver, das für eine bestimmte Zeit eine bestimmte Durchbiegung der Steuerfläche benötigt, könnte mit einer vollständigen Durchbiegung von 30 Grad in kürzerer Zeit durchgeführt werden.

Feinsteuerung und Trimmen wären schwieriger. Kleine Anpassungen würden bei voller Auslenkung eine sehr kurze Zeit erfordern. Steuergesetze müssten die Sprungantwort des Systems berücksichtigen, um zu bestimmen, wie schnell die Oberfläche die volle Durchbiegung erreichen kann. Durch Pulsieren eines Ablenkungsbefehls wie bei PWM können Sie eine Modulation bestimmen, die die Oberfläche in der Nähe einer nominellen Ablenkung hält.

Für Systeme einer RC-Ebene kann dies in Ordnung sein. Bei größeren Flugzeugen müssten Sie die Auswirkungen dieser großen Eingaben in das Steuerungssystem und die strukturellen Auswirkungen berücksichtigen, einschließlich der Frage, ob unter den aktuellen Flugbedingungen eine Auslenkung von 30 Grad möglich ist.

Sehr frühe Modellfernbedienungen in den 1940er und 50er Jahren funktionierten so. Später würden verbesserte Modelle ihre "proportionale" Kontrolle betonen, um sich von den früheren Modellen zu unterscheiden. Genau wie [zeitliches Dithering] (http://graphics.cs.cmu.edu/projects/dlp-dithering/) für Pixel verwendet wird, können kurze Impulse mit voller Ablenkung zur Steuerung verwendet werden. Hierfür gibt es sogar ein [spezielles Gebiet der Steuerungstheorie] (https://en.wikipedia.org/wiki/Irmgard_Flügge-Lotz).
Außerdem: Aus Sicht der Passagiere wäre das wahrscheinlich sehr unangenehm!
Ein weiteres Problem ist, dass die Reaktion auf die Steuerauslenkung nicht linear ist. Die Reaktion auf eine plötzliche große Auslenkung einer Steuerfläche ist nicht nur größer als die Reaktion auf eine kleine. Turbulenzen und nicht-Newtonsche Dynamik können es sehr unterschiedlich machen.
Verwenden Sie eine Tastatur als primären Controller. KEYDOWN = Steuerung ein. KEYUP = Steuerung aus. Und ja, es ist keine reibungslose Fahrt.
slomobile
2017-12-04 04:41:06 UTC
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Ich hatte einmal ein sehr billiges Styropor-RC-Flugzeug mit elektrischem Abluftventilator, das ich irgendwann in den 90er Jahren bei Woolworths zum Verkauf fand und das Flugsteuerflächen und Gas gab. Anstelle von Servos hatte es einen sehr leichten, schwachen Magneten mit der Steuerstange als Kern.

Ich war ein Neuling, konnte ihn aber dazu bringen, eine maximale Entfernung von 20 Fuß Bank zu "fliegen" entweder links oder rechts, wie befohlen, steil oder etwas weniger steil absteigen, indem Sie den Aufzug klappen, aber niemals klettern, ohne sofort in einen Messerkantentauchgang zu rollen. Eher ein etwas verspäteter Absturz als ein Flug. Aber jemand glaubte genug an das Design, um es zu vermarkten und zu verkaufen.

Harper - Reinstate Monica
2017-12-04 22:05:12 UTC
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Kommt darauf an, wovon du sprichst. Meinen Sie damit, dass die Flugsteuerungen tatsächlich bis zum Anschlag zuschlagen, dann zentrieren, dann zum Anhalten zuschlagen usw. und das Flugzeug gewaltsam herumschlagen? (Übrigens schrecklich für den Kraftstoffverbrauch und alles andere hart).

Oder möchten Sie PWM verwenden, um eine Zwischenposition auszuwählen? Z.B. 50% Einschaltdauer gibt Ihnen ein stabiles 15-Grad-Ruder?

Der Trick besteht darin, Dämpfung in den Betriebsmechanismus und PWM mit einer Frequenz einzufügen, die schnell genug ist, damit die Dämpfung ihre Aufgabe erfüllen kann: Bevor sich die Oberfläche physisch bewegen kann, die PWM kehrt um. Die PWM ist zu schnell, um die Oberflächen zu wackeln.

Fügen Sie dann entweder einen Federwiderstand hinzu, damit die Durchbiegung für einen bestimmten Arbeitszyklus vorhersehbar ist, oder lassen Sie die PWM von einem analogen Positionssensor über ihre Auswirkungen informieren. Der Luftwiderstand variiert mit der Geschwindigkeit, und ohne dass dies ausgeglichen werden kann, lenken Oberflächen bei einem bestimmten Arbeitszyklus unterschiedliche Beträge für unterschiedliche Geschwindigkeiten ab. Das könnte natürlich zu einem "Feature" gemacht werden: Wie DJ319 betont, möchten Sie weniger Durchbiegung bei höheren Geschwindigkeiten.

DJ319
2017-12-04 15:41:13 UTC
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Wie viele Leute haben Beispiele dafür erwähnt, wo es verwendet wurde. Ich möchte nur erwähnen, dass bei Flugzeugen in Originalgröße die Belastungen, die mit dem Umlenken der Steuerflächen auf die maximale Durchbiegung bei Reisegeschwindigkeiten (sogar für den Bruchteil einer Sekunde) verbunden sind, wahrscheinlich zu einem strukturellen Versagen führen würden. Darüber hinaus würden solche Ablenkungen zu enormen G-Kräften für die Besatzung und alle Passagiere führen, die möglicherweise zu Stromausfällen oder Rotausfällen führen könnten.

Ich würde dann vorschlagen, dass so etwas nur verwendet werden könnte unbemanntes Handwerk. Es sei denn, die max min-Werte skalieren mit der Flugzeuggeschwindigkeit. Zum Beispiel hätten Sie bei einer Kreuzfahrt anstelle von + -30 Grad Ablenkung + - 10 bis 15 Grad.

John Dallman
2017-12-04 04:25:08 UTC
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Dies wurde in Gleitbombensystemen des Zweiten Weltkriegs durchgeführt. Da die Idee jedoch nicht weit verbreitet ist, hat sie vermutlich praktische Nachteile.

tj1000
2017-12-19 00:19:33 UTC
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Ja, das könnte es. Die erste geführte Bombe, die deutsche Fritz X, die im Zweiten Weltkrieg entwickelt wurde, verwendete ein solches Setup. Sie haben es ein wenig verfeinert, indem sie die Bedienoberfläche schnell von neutral auf Auslenkung gebracht haben, so dass es sich nicht um einen reinen Ein / Aus-Steuereingang handelte.

Dies war eine clevere Möglichkeit, die Grenzen der damaligen Technologie zu umgehen, da sie keine proportional einstellbare Bedienoberfläche entwickeln konnten. Sie konnten jedoch die Schwingungsrate mit der verfügbaren analogen Elektronik ändern, was praktisch eine proportionale Steuerung ergab. Je schneller die Oberfläche oszillierte, desto größer war der Steuereingang.

Die Fritz X war sehr erfolgreich, versenkte das italienische Schlachtschiff Roma und beschädigte mehrere alliierte Schiffe. Es wurde nicht mehr genutzt, als die Alliierten die volle Kontrolle über die Luft hatten - die Fritz X wurde visuell geführt und erforderte, dass ein Bomber in der Nähe des Ziels blieb, während der Bombenpilot es einführte.



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