Cyclic Interactie: van servo naar bladhoek

Ik wilde wel eens weten hoe de bladhoek afhankelijkheid is ten opzichte van de servo-uitslag.
Dit werd bij mij getriggerd door een opmerking van Nick Maxwell dat de Bell crank aansturing van de raptor E700 lineair zou zijn ten opzichte van de veel voorkomende CCPM besturing (3 servo's onder 120graden en directe aansturing).
Anders gezegd: hoe verandert de bladhoek (pitch) met de servo-rotatie? Zit er verschil tussen de heli's, en zo ja, hoeveel?

Voorlopig beperk ik me even tot de achterste servo omdat ik dat in 2D makkelijk kan uittekenen en het eenvoudiger te snappen is omdat er daar geen rare hoeken in zitten.
Aanpak: ik teken in CAD een schematische weergave van de hele mechanische overbrenging van servo tot blad. Dan laat ik de servo een bepaalde hoek doorlopen en ik plot de resulterende bladhoek. De swashkogel die om de main shaft zit blijft op zijn plaats, dus in feite is dit het sturen zuiver nick. Collective en roll komen later.
Ik hoop dat de plaatjes te snappen zijn, mochten er verkeerde maten in zitten dan hoor ik het graag.
De servo's (onderaan rechts) hebben in de plaatjes een beetje uitslag (10 en 15 graden) zodat je wat beter kunt herkennen waar draaipunten zitten. Bladhoek meet ik dus aan het bovenste groene streepje, dat is in feite de blade grip.

Nu heb ik gedaan:
-GAUI X7 met standaard kop en 18mm servo hevel. (echte model opgemeten):


Schematisch:


-Raptor E700 (op basis van de Manual waren de maten heel goed te bepalen):


Schematisch:


Uitkomst:


Voorlopige conclusies:
Het is duidelijk dat voor beide heli's de interactie tussen servo en bladhoek behoorlijk lineair is tot ong 20 graden servo uitslag. Bij de X7 wordt beter gebruik gemaakt van de beschikbare servo resolutie: dezelfde servohoek geeft nl minder pitch.
De E700 kan weer veel meer pitch aan de bladen aanbieden, en dat kan juist erg leuk zijn.

Mochten mensen dit ook voor andere heli's willen weten, laat me weten en ik maak er een modelletje van. Ik zou bv de Logo700 ook eens willen zien.

 

Mooi!
Eigenlijk zou je op basis van het eerste en tweede data punt de hellingshoek moeten bepalen, dit beschouw je dan als linear voor die overbrenging en dan gaat het om het verschil tussen de lineare en werkelijke overbrenging om te bepalen hoeveel interactie er is. Nu is het lastiger vergelijken doordat ze beide een andere overbrengverhouding hebben.

 

Vooropgesteld dat ik dit absoluut indrukwekkend vind, vraag ik me toch af wat de relevantie er van is: de lift die een blad levert, is namelijk bepaald al niet lineair t.o.v. de bladhoek, en dan is dat ook nog eens de bladhoek t.o.v. de aanstromende lucht, die al helemaal tamelijk moeilijk te bepalen is.

Daarnaast is de spoed (de theoretische verplaatsing van de rotoras als de bladen in een vaste massa zouden draaien) al niet lineair met de bladhoek, maar volgt de Tangens kromme (al mag je die over de relatief kleine hoeken die heli's gebruiken redelijk als lineair beschouwen).

Het enige "nut" wat ik eigenlijk zie, is de bepaling van de invloed van cyclic op collective bij een driepunts-aansturing, en die is al weer erg lastig te evalueren gezien bladen niet lineair reageren op invalshoekveranderingen.

Groet, Bert

 

Ik denk eerlijk gezegd dat de niet-lineairiteit van het eerste deel zo gering is dat je dat met je vingers niet gaat voelen, daar zullen verschillende bladen meer uitmaken verwacht ik.
Wat wellicht wel handig is:
Bij de X7 staat de slider in de Vbar setup behoorlijk optimaal (100) voor 8 graden cyclic met de 18mm hevels.
Dat betekent dat bij de E700 de setup slider verder naar beneden moet voor dezelfde 8 graden. Ik weet dat bij de E700 verschillende kogelafstanden voor de swash mogelijk zijn. Wat in de manual staat afgebeeld weet ik niet, die heb ik nl gebruikt voor mijn model.
Je kan deze grafieken dus ook gebruiken om de optimale geometrie vast te stellen voor je FBL systeem.
Door de verschillende modellen te tweaken naar optimale Vbar afstelling leg je ook de hellingshoeken over elkaar en zie je de verschillen beter bij grote uitslagen ook beter.

Dit is een begin, geen idee waar het eindigt...

 

Hoi naamgenoot,
Mij gaat het alleen om het pad tussen servo en blad. Juist omdat bladen zoveel extra variabelen introduceren en het vlieggevoel ervan persoonlijk is, vind ik het beter om die juist weg te laten en te zien wat er voor verschillen in de manier van aansturing kan zitten.
Volgens mij is het ook nog eens zo dat niet alle servo's bv 45graden uitslag geven bij 100% zendersignaal. Dat laat ik dus ook buiten beschouwing.

Andere Bert

 

Wat zijn eigenlijk de maximum hoeken die je met die genoemde heli's als bruikbaar kunt beschouwen?

Want zo te zien ben je met die TT700 nagenoeg lineair tot een graad of 13 en dat vind ik (als niet-3d vlieger) eigenlijk al behoorlijk veel...

Groet, Bert

 

Ik denk dat je 40-45graden als max mag beschouwen, helemaal als je bedenkt dat Nick Maxwell 16-18graden pitch (zonder cyclic!!!) vliegt op zijn E700's en er vanaf 16graden binding optreedt (zijn eigen woorden).
Hij gebruikt die grote range alleen voor een betere "feel" rond 0 pitch, en dus nooit tijdens normaal rondvliegen.

 

Ik bedoelde eigenlijk de bladhoeken, niet de servo-deflecties.

Best wel een linke set-up, om tot 18 graden te gaan op collective, als je bij 16 graden al binding kunt krijgen.

Ook een beetje vreemd, de uitslagen juist te gaan vergroten voor een betere "feel".... klinkt mij een beetje in de oren als kunstmatig het gevoel van "veel vermogen" te creëren m.a.w: er gebeurt al veel bij kleine uitslagen, maar mocht je willen doordrukken (wat dus eigenlijk niet kan vanwege binding) dan gebeurt er niet zo heel veel extra meer.

Maar ja, dit gaat dan ook (fors) buiten mijn eigen "vakgebied"...

Groet, Bert

 

De "pro's" houden er nogal van om kortstondig veel pitch inputs te geven voor een harde stop en het geluidseffect. Nu is Nick Maxwell wel een hele vreemde daarin want op zijn x50e (600size) vliegt hij met 2000rpm en 15graden pitch. Dus laag toerental maar wel achterlijk veel pitch.
Zelf houd ik het gewoon bij 12~12.5graden pitch.

Natuurlijk zijn er veel meer significantere invloeden dan dit beetje interactie, maar als je je setup overbouwt van de ene naar de andere heli dan is dat niet meer relevant maar de interactie wel?
Ook scheelt het voor je FBL systeem als de mechanica minder van linear afwijkt. Maar met alle niet lineaire dynamica van je bladen ed, hoeveel maakt het dan inderdaad uit?
Ik weet het (nog) niet

 

Dat je lineairiteit belangrijk is, zeker met FBL, geloof ik volledig: des te scherper kun je een gain kiezen.

Maar inderdaad, hoeveel maakt het uit?

Aan de andere kant van het spectrum (laag vermogen, veel gewicht, en matige vliegeigenschappen, ofwel schaal) gaat die lineariteit over het algemeen alleen maar tegen je werken: de heli wordt "springerig" op pitch in de hoover en het lijkt wel of het ding niet zakken wil als je terug neemt (wat veroorzaakt wordt door de progressieve, ofwel non-lineaire lift opbouw), en daar probeer ik juist met name pitch de curve regressief te maken. Hetzij door de curve in de zender aan te passen, of als dat niet kan (tegenwoordig komt dat eigenlijk alleen nog bij vintage spul voor) met de hoek van de servohevel bij midstick te spelen.

Het blijft hoe dan ook zeker een interessant punt, eventuele (verschillen in non-)lineariteiten zijn denk ik sterk van invloed op of je de ene heli prettiger vind vliegen dan de andere.
En weten waar dat vandaan komt is denk ik de helft van de oplossing van het "probleem".

Groet, Bert

 

In het plaatje van post #1 heb ik de richtingscoëfficiënten vanaf de oorsprong doorgetrokken.
Zo zijn de afwijkingen wat beter te zien.
Nu kan je zien dat de X7 maar tot ~6 graden pitch echt lineair is, waar de E700 doorgaat tot ~9 graden.
Ik vraag me af hoe bv 15% expo deze waardes nog veranderen, iemand een idee hoe die definitie is?

 

Hoi Bert,

Ik ben ondertussen wel in staat wat tekeningen te maken in CAD, maar hoe maak je nou zulke beweegbare constructies? Met name de tekening die je in Walters draadje heb getoond......

Ik gebruik Draftsight trouwens.....

Steven

 

Hoi Steven,

Ik ken Draftsight niet maar de meer professionele tekenpakketten kunnen dit wel, maar die zijn dus niet gratis.

 

Draftsight is 98% identiek aan autocad.....

Is de DXF anders beschikbaar dat ik het zelf eens kan bekijken?

Steven

 

Autocad is ook maar een heel basic tekenpakket hoor....

 

Nee, dit is gewoon een screendump van de sketcher binnen NX. Als je een sketcher hebt die dynamisch slepen ondersteunt moet het geen probleem zijn. Je moet gewoon alle constraints goed hebben aangebracht zodat alleen de vrijheidsgraden overblijven die jij wilt zien.

 

En op deze manier kan het ook binnen inventor.

 

Het lijkt te kloppen wat ik dacht over de Vbar slider:
Mijn X7 heeft voor 8 graden in de setup de slider op 104 staan. 8 graden pitch komt in de grafiek overeen met 25 graden servo uitlag.
Bij die 25 graden zit de E700 al op ~10.3graden.
Dat zou betekenen dat de Vbar slider voor de E700 op 8/10.3 maal 104 --> ~80 moet staan.
En dat is ook de waarde die iemand gisteren op Helifreak meldde na setup van zijn E700 met Vbar.

Dus aan de hand van deze grafieken moet bv heel makkelijk de ideale servo armlengte te bepalen zijn (en/of swash kogelafstanden).
Binnenkort volgen De Logo 700 Xxtreme en de Voodoo.
Het leuke is dat dit ook allemaal kan voor de staartsetup, en dan is het ook mogelijk te kijken wat nu het maximaal haalbare pitchbereik voor de staart is per heli en of het wel handig is die helemaal te gebruiken.

Plaatje uit post #1 nog even met Vbar indicatie:

 

dit is misschien wel en leuke om in de algemene technische kennis als link in te vermelden..

Doen of niet doen?

 

Ik ben onder de indruk van de berekeningen.
Maar de slider.......
Om 8 graden te krijgen staat mijn slider echt op 102
En dat is echt de praktijk waarde na goed meten.
Alles waterpas
Gemeten over de staart
8 graden.