Monday, February 21, 2011

Warum ein Heckservo

Hubschrauber im Allgemeinen haben ein Problem : Drehmoment.

Hätte ein Hubschrauber keinen Heckrotor würde sich die Gondel unter dem Rotor wegdrehen und der Pilot würde ziemlich schnell das Cockpit vollkotzen.

Warum hat aber jetzt ein Tricopter ein Heckservo und ein Quadro- oder Hexacopter nicht?

Ein Quadro oder Hexacopter hat eine Gerade Anzahl von Rotoren, am Quadrocpter kann man das gut erklären:

Ein Rotor der sich im Uhrzeigersinn dreht erzeugt ein Gegenmoment, das Flugobjekt am Rotor will sich gegen den Uhrzeigersinn drehen, ein zweiter Rotor, der sich entgegen des ersten dreht hebt diesen Drehmoment auf, somit wäre das System, ideal gesehen, drehmomentfrei. Ein Quadrocopter hat zwei Rotoren gegen den Uhrzeigersinn und zwei mit ein Hexacopter drei usw.

Bei einem Tricopter geht das so nicht, es ist immer ein Rotor zuviel.
Die beiden vorderen Rotoren drehen sich nun also entgegengesetzt und der hintere fällt aus der Reihe, somit dreht der Tricopter sich entgegen der Richtung des Heckrotors, kippt man den Heckrotor nun so, dass er dieser Bewegung entgegenwirkt steht die ganze Sache still, bis man mehr gas gibt und damit er dann immer noch still steht muss das Heck dynamisch kippbar sein um sich bei jedem Tempo anpassen zu können.

Jetzt kommt die Frage warum ein Quadrocopter überhaupt drehen kann.

Das funktioniert indem man sich das resultierende Drehmoment zunutze macht, man nimmt einfach etwas Schub von einem Weg und schon herrscht ein Ungleichgewicht und es ergibt sich eine Drehung in die jeweils entgegengesetzte Richtung der Drehrichtung dieses Motors usw.

Der Tricopter ist genau deswegen auch viel agiler als ein Quadrocpter, die Drehung kommt nur über den Servo und es braucht nicht der Schub aller Rotoren geregelt werden, sondern nur der des hinteren muss sich an den jeweiligen Winkel anpassen. Dadurch sind sehr agile Flugmanöver möglich, wie Willa hier eindrucksvoll beweist.

Tatsächlich kann man während des Flugs sehen wie der Servo seine Arbeit verrichtet und ständig regelt.

Man könnte das Problem übrigens auch lösen, indem man unter jeden Rotor einen gegenläufigen installiert, das verringert aber die Effizienz eines Rotors und man braucht sechs Motoren.

Diese elegante Lösung nennt sich Y-Copter.

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