ROTATIONFLUGKOERPER
Was fuer ein komplizierter Anspruch - Bau eines Rotationsflugkoerpers, der ohne stabilisierende 'Hilfselektronik' in allen Ebenen steuerbar ist.
Ausgangspunkt waren Ueberlegungen, einen vertikalen Rotationsfluegel mit 2 drehmomentneutralen BL-Antrieben zu versehen und über eine -von der Rotationsachse entkoppelte - 3D-Zugvektorsteuerung in allen Ebenen zu steuern:
Die Flugerprobung dieses 6-Flueglers zeigte recht bald, das die Komponenten (folienkaschierte Schaumfluegel, leichteste Micro-Servos mit Kunststoffgetriebe) den Belastungen nicht standhielten: Die Labilität der Einzelteile fuehrte zu unerwuenschtem 'Aufschaukeln' und zu Bruchrissen. Ausserdem quittierten die Micro-Servos der 3D-Zugvektorsteuerung mit ihrem Plastikgetriebe ihren Dienst, sobald haerterer Bodenkontakt stattfand. Wegen der mit dem 'Aufschaukeln' verbundenen Unwuchten war ein stabiler und in allen Ebenen steuerbarer Schwebeflug nur ansatzweise und nur fuer kurze Zeit moeglich. Als Hauptdefizit dieser Konstruktion erwies sich jedoch die in der Rotationsmittenachse angebrachte rumpfaehnliche Aufhaengung fuer die 3D-Zugvektorsteuerung. Eine praezise Ausrichtung war fast unmoeglich, da der hierfuer erforderliche entsprechende Zug des BL-Motors zugleich unerwuenschte Nebensteuerungseffekte hervorrief.
Die 'Pendelstabilisierte 3D-Zugvektorsteuerung', entwickelt fuer den Einsatz in Rotationsdrachen, ermoeglicht es hingegen, fast beliebig geformte, horizontal rotierende Flugkoerper ohne Steuerruder in die Luft zu befoerdern.
Aus DEPRON lassen sich z. B. Ringfluegel
bauen, die durch aussenliegende Tragflaechen stabilisiert und in ihrer
Auftriebswirksamkeit unterstuetzt werden. Die Anzahl der Tragflaechen,
deren Anstellwinkel und deren Formgebung bestimmen massgeblich die
Silhoutte des rotierenden Flugobjektes: So sind Anordnungen denkbar, die
vorne einen kleineren, hinten einen groesseren Ringfluegeltragen, und so
als 'Ringfluegel-Ente' fliegen. Oder zwei gleichgroße Ringfluegel, einmal
mit symmetrischer Fluegelform, ein andermal mit asymetrischer
Formgebung.
Der erste gebaute Prototyp aus Depron ist ein rotierender
Doppel-Ringfluegel, die durch 4 aussenliegende, asymetrisch
geformten Fluegel spiralfoermig verbunden sind:
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Video
vom Erstflug des 'SPIRAL-ROTOWING' am 25. Januar 2009 |
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| Die hellen Depronflaechen des SPIRAL-ROTOWING verlangen geradezu nach einer dynamischen Farbgebung, die das Design des Fliegers aufwertet und sein sprektakulaeres Flugbild optisch verstaerkt. Um herauszufinden, welches Farbdesign dieser Wirkung am naechsten kommt, wurden erste Versuche mit Edding-bemalten Farblaechen gestartet: | |||
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| Bei den naechsten Testfluegen zeigte sich, dass die spiralfoermig verlaufenden Farbfelder (2 x schwarz, 1 x blau, 1 x rot) imstande sind, die rotierende Flugbewegung optisch zu verstaerken. | |||
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Video
vom Flug des bunten'SPIRAL-ROTOWING' am 18. Februar 2009 |
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| Um herauszufinden, inwieweit 2 verschieden grosse Ringfluegel bei erhoehter Rotationsgeschwindigkeit Einfluss auf das Flugverhalten des Rotationsfliegers nehmen, wurde -basierend auf den Erkenntnissen, die mit dem 'SPIRAL-ROTOWING' und der 'FLIEGENDEN KUGEL' gesammelt wurden, eine besonders kleine und feste Flugzelle konzipiert. Mit ihrem eifoermigen Erscheinungsbild erinnert sie an Haartrockenhauben aus einem Damensalon der 50er Jahre. | |||
| Die ' HAIR DRYING HOOD ' verfuegt ueber einen Aussendurchmesser von 60cm und eine Laenge von ebenfalls 65cm. Sie wird mit dergleichen steckbaren Vektoreinheit geflogen, mit der bereits der 'SPIRAL-ROTOWING' in der Luft bewegt wird. | |||
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Der Groessenvergleich mit der kleinen 'V-BOX'
zeigt, dass es sich bei der 'Fliegenden Trockenhaube' um einen kleineren vektorgesteuerten
Rotationsfluegelflieger handelt. Da sich die Mattweiße Depronoberflaeche
mit herkoemmlichen Acryl-Malerfarben sehr gut vertraegt, stand einer
farblichen Gestaltung des 'Eis' nichts mehr im Wege.
Ziel der Farbgestaltung ist - neben der reinen Verschönerung- die optische Verstaerkung der Rotationsbewegung im Fluge.
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Die
grossflaechige Farbgestaltung der Depronoberflaeche mit Acrylfarbe sollte
sich jedoch als nachteilig erweisen: Nachdem der nasse Farbauftrag ueber
Nacht durchgetrocknet war, zeigte die 'Trockenhaube' am vorderen, vormals
kreisrunden Ringfluegel einen markanten, ovalen Verzug. Trotzdem wurde der
Erstflug gestartet, in der Hoffnung, dass die stetige Rotation dies
auszugleichen vermag. Das Flugverhalten stellte sich jedoch kritisch dar,
nach einem fehlerfreien Start sorgte die Ovalitaet des vorderen
Ringfluegels fuer eine Unwucht, die das Traegheitspendel der
Vektorsteuerung in unerwuenschte Schwingungen versetzte, worunter die
Steuerbarkeit des Flugobjektes erkennbar zu leiden hatte: Ein Absturz nach
ca. 20m Flugstrecke war leider unvermeidbar. Die Rissschaeden hielten sich erstaunlicherweise in Grenzen, so dass sich der Flieger mit etwas UHU-Por wiederherstellen laesst. Danach wird der Versuch unternommen, die Ovalitaet durch den Einsatz eines Heissluftfoehns zu beseitigen. |
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Da die 'Leichtversion' des NTK-Rotationsdrachens mit pendelstabilisierter 3D-Zugvektorsteuerung bereits die Entwicklung des 'Spiralfluegelfliegers' (--> Microkites) initiiert hat, sollten die Rotordrachen mit der 'groesseren' Steuerung ebenfalls ein Pendant aus Depron erhalten. Gedacht war hierbei an ein rotierendes Flugobjekt mit dem Erscheinungsbild einer 'Fliegenden Kugel', mit ca. 1qm. Flächeninhalt bei ca. 500g Fluggewicht. Um dieses Erscheinungsbild durch die Rotation zu erzeugen, wurden 3 Ringfluegel mit 6 spiralfoermig angeordneten, halbkreisfoermigen Fluegeln verbunden:
Der Erstflug dieses Flugobjektes fand am 18. Februar 2009 statt. Es flog auf Anhieb, jedoch mit leichten Pumpbewegungen, da der Schwerpunkt sich vorher nur annaeherungweise bestimmen liess und -wie beim Erstflug erkennbar- etwas zu weit hinten lag.
Das Flugbild zeigte in unvergleichlicher Weise aus einiger Entfernung das, was beabsichtigt war: eine fliegende Kugel. Wie bereits bei den vorhergehenden Rotationsfluegelfliegern war auch hier die vollstaendige Beherrschbarkeit in allen Fluglagen ueber alle 3 Steuerachsen gegeben.
Verblueffend fielen einige 'Areobatics' aus: Der 'Wendekreis' betraegt nur ca. 1,50m, ebenso der Loopingdurchmesser. Am eindrucksvollsten weiss die 'Fliegende Kugel' zu gefallen, wenn sie -etwas langsamer als ihre Vorgaenger- ihre Bahnen am Abendhimmel zieht und von der untergehenden Sonne beschienen wird ...
Um die Reagibilitaet der pendelstabilisierten Vektorsteuerung in kritischen Fluglagen zu erhoehen, wurden das Pendel, die Pendellagerung und die Motorisierung verbessert.
Wie im Video zu sehen ist, laesst sich die Kugel in jeder Fluglage zuverlaessig kontrollieren.
