Theorie und Praxis

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    • Theorie und Praxis

      Hi,

      da ich zu den meisten Dingen bezüglich Quadcopter irgendwelche Theorien habe, jedoch mir vielerorts vieles an Praxis fehlt würde mich mal interessieren ob ihr diese Theorien aus eurer Erfahrung so bestätigen könnt:

      Motoren und Propeller:
      Grundsätzlich kann hier der LiPo der limitierende Faktor sein. Liefert dieser nicht ausreichend Leistung (und das ist oft der Fall), dann sind alle folgenden Annahmen irrelevant.
      Ich denke, dass ein hoher Stator ein besseres Drehmoment im oberen Drehzahlbereich hat, ein breiterer Stator ein besseres Drehmoment im niedrigeren Drehzahlbereich. Natürlich kann man hier dann immer einfach groß bauen, jedoch wird entsprechend mehr Leistung benötigt und es würde mich nicht wundern wenn der Wirkungsgrad darunter leidet.
      Bei Propellern dürfte es so sein, dass wenige Blades eine bessere Effizienz haben aber weniger Luftvolumen bewegen. Die Strahlgeschwindigkeit sollte von der Anzahl der Blades unabhängig sein. Insgesamt würde ich 2-Blatt für schnellen Horizontalflug mit hohem VMax und ohne enge Kurven nutzen. Mehr Blades im Gegensatz sind ineffizienter, bewegen aber mehr Luft. So werden engere Kurven und besserer vertikalflug möglich, jedoch die VMax niedriger.
      Bei der Anzahl der Blades ist es außerdem so, dass Props mit einer ungeraden Anzahl an Blades ruhiger laufen.
      Um eine höhere Strahlgeschwindigkeit durch Props zu erziehlen müssen die Blades steiler sein. So werden höhere Endgeschwindigkeiten Möglich. Eine Erfahrung die ich hier gemacht habe ist, dass die Propeller mit mehr Steigung 'instabiler' werden und teilweise bestimmte Props dadurch auf bestimmten Frames kaum effektiv funktioneren.
      Um viel Luft zu bewegen kann man entweder die eine hohe Steigung oder viele Blades wählen. Bei hoher Steigung benötigen die Motoren im oberen Drehzahlbereich ungleich mehr Drehmoment. Bei vielen Blades vor allem im Unteren.
      Interessieren würde mich auch, wie sich die Härte der Props auf Propwash auswirken. Ich denke, dass ein weicherer Prop Ähnlichkeiten mit Motor-Softmounting hat. Sehr harte Props machen auf jedenfall bei Crashes schneller die Motorwelle kaputt.

      Gewicht der Komponenten:
      Ein schwerer Copter braucht kräftige Motoren um ein gewisses Maß an Agilität zu behalten. Ich glaube, dass ein 100g leichterer Copter mit alten Motoren so agil und schnell performen kann wie ein schwerer mit aktueller Maximalleistung. Bei einem leichten Copter fällt die Position der Schwerpunkts kräftiger ins Gewicht. Da ein leichter Copter so viel agiler bei Drehungen ist, ist es auch schwerer ein smoothen Freestyle mit ihnen zu fliegen. Hier helfen keine Rates oder Expo sondern ausschließlich Erfahrung und gute Beherrschung der Sticks. Was bei dieser Bewertung stört ist die Tatsache, dass quasi alle schweren Frames den LiPo oben haben und die leichten den LiPo unten. So ist es schwer ein bestimmtes Verhalten einem bestimmten Unterschied zuzuschreiben.
      Ausschließlich in der Mitte von Nix zu schweben macht mich depressiv!
      ...meine Rechtschreibprüfung funktioniert zum Glück nur bei kurzen Wörtern. Korrekte Wörter werden da immer durch unsinnige andere ersetzt.
    • Wie gut der Kopter für Freestyle fliegt, liegt nicht am Kopter, sondern am Piloten. Leichtere kopter beschleunigen mejr und sind wendiger. Fettere werden in z.b. in Kurven weiter rausgedrückt, deswegen nicht ganz so wendig. Ich bevorzuge trotzdem relativ schwerer Kopter 500-600g eher für Freestyle und leichtere mit max 500g für races. Muss aber jeder selber wissen was einem gefällt. Hast schon mal drl geschaut? Mit ihren fetten 7? Zoll bombern. Mit Erfahrung kommt dann auch Geschwindigkeit

      Edit: Jeder fliegt das was ihm persönlich gefällt. Dem einen Busse(lisam), dem anderen Pods(blitz), andere bauen und entwerfen selber... Da hat jeder seine eigene Richtung.
    • >Bei Propellern dürfte es so sein, dass wenige Blades eine bessere Effizienz haben aber weniger Luftvolumen bewegen. Die Strahlgeschwindigkeit sollte von der Anzahl der Blades unabhängig sein. Insgesamt würde ich 2-Blatt für schnellen Horizontalflug mit hohem VMax und ohne enge Kurven nutzen. Mehr Blades im Gegensatz sind ineffizienter, bewegen aber mehr Luft. So werden engere Kurven und besserer vertikalflug möglich, jedoch die VMax niedriger.

      alles richtig würde ich sagen.

      >Bei der Anzahl der Blades ist es außerdem so, dass Props mit einer ungeraden Anzahl an Blades ruhiger laufen.

      Huch, wie kommst Du darauf? Und rein akkustisch sind meine 4 Blatt und die 6 Blatte die leisesten, letztere flüstern geradezu (und verbraten dabei den Strom extrem sinnlos...).

      >Um eine höhere Strahlgeschwindigkeit durch Props zu erzielen müssen die Blades steiler sein. So werden höhere Endgeschwindigkeiten Möglich.

      Vereinfacht kann man glaube ich sagen bzw. sich als Eselbrücke vorstellen, so lange die Pitch Speed (was der Prop an Weg pro Zeiteinheit in Richtung seiner Achse zurücklegt, also bei einer Umdrehung genau sein Steigung) größer ist als die Fluggeschwindigkeit, wird beschleunigt, sobald die Fluggeschwindigkeit die Pitch Speed erreicht hat (ohne Luftwiderstand uvm.), erhöht sich die Fluggeschwindigkeit nicht weiter.
      Bei geringer Propsteigung ist die Pitch Speed geringer, bei hoher Steigung größer, aber wenn die Steigung zu groß wird, bricht der Motor zu stark in der Drehzahl ein und VMax wird irgendwann kleiner als mit geringerer Steigung. Umgekehrt kommt bei zu geringer Steigung/bei zu wenig Last wenn der Motor immer nähe seiner nominalen kV dreht irgendwann keine Temposteigerung mehr. Was sich aber wieder mit mehr Volt (also Zellen) und damit Drehzahl ausgleichen ließe.

      >Eine Erfahrung die ich hier gemacht habe ist, dass die Propeller mit mehr Steigung 'instabiler' werden und teilweise bestimmte Props dadurch auf bestimmten Frames kaum effektiv funktioneren.

      Hmm, kann ich nicht bestätigen. Aber auch nicht widerlegen...

      >Um viel Luft zu bewegen kann man entweder die eine hohe Steigung oder viele Blades wählen. Bei hoher Steigung benötigen die Motoren im oberen Drehzahlbereich ungleich mehr Drehmoment. Bei vielen Blades vor allem im Unteren.

      Was versprichst Du Dir denn von "viel Luft bewegen"? ;) Ich will viel Grip in Kurven habe und Power. In der Regel nimmt man dafür 3 Blatt mit einer Steigung, die der Motor noch packt. Mit 4-6 Blatt aber wenig Steigung ist VMax gering und mit 2 Blatt und Monstersteigung ist's in den Kurven nicht so gut.

      > Ein schwerer Copter braucht kräftige Motoren um ein gewisses Maß an Agilität zu behalten. Ich glaube, dass ein 100g leichterer Copter mit alten Motoren so agil und schnell performen kann wie ein schwerer mit aktueller Maximalleistung.

      Klar kann ein leichterer Copter mit schwächeren Motoren so schnell oder sogar schneller sein als ein schwererer Copter mit stärkeren Motoren. Aber was hat das mit alten oder neuen Motoren zu tun?

      >Bei einem leichten Copter fällt die Position der Schwerpunkts kräftiger ins Gewicht.

      Ist das so? Vielleicht lässt Du Dich davon täuschen, dass leichtere Copter für die gleiche Horizontalgeschwindigkeit mehr Anstellwinkel benötigen als schwere und meinst so, der Schwerpunkt hätte eine andere Bedeutung.

      >Da ein leichter Copter so viel agiler bei Drehungen ist, ist es auch schwerer ein smoothen Freestyle mit ihnen zu fliegen. Hier helfen keine Rates oder Expo sondern ausschließlich Erfahrung und gute Beherrschung der Sticks.

      Ja, die neuen agilen leichten Copter brauchen besonders sensible Finger. Ich finde das aber gerade auf dem Race Track wo man genau durch Gates oder an Hindernissen vorbei muss besonders schwierig und tue mich da mit meinen alten lahmen oder etwas ineffizienteren kleineren Coptern oder schwererem Akku deutlich leichter. Mag bei Freestyle auch so sein, davon hab ich zu wenig Ahnung..
      Privater Fuhrpark: Potzblitz 5DS, Potzblitz 5UX, Potzblitze 4UX, Samurai, QAV-ULX, Flyegg 130
    • @TK_FPV Ich denke du hast da einiges in den falschen Hals bekommen. Ich will nicht die Meinung beeinflussen oder sagen dass ein Racer etwas irgendwie machen muss. Bei Racers sind grundsätzlich immer die Copter am Besten, mit denen der Pilot das Ziel am schnellsten erreicht. Im Freestyle geht es um abwechslungsreiches und spannendes fliegen welches schön anzuschauen ist. All diese Faktoren sind weitgehend subjektiv und auch hier gilt, dass das Beste das ist was funktioniert.

      Vielen Dank @jodi2 für dein Detailiertes Feedback!
      Bezüglich der Flügelzahl und der Laufruhe: Das habe ich hier aufgeschnappt: de.wikipedia.org/wiki/Propeller#Fl%C3%BCgelzahl
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    • simon.bethke schrieb:

      @TK_FPV Ich denke du hast da einiges in den falschen Hals bekommen. Ich will nicht die Meinung beeinflussen oder sagen dass ein Racer etwas irgendwie machen muss. Bei Racers sind grundsätzlich immer die Copter am Besten, mit denen der Pilot das Ziel am schnellsten erreicht.
      Damit war gemeint, das man solange es ein guter Racer ist, alles damit hinbekommt im bereich leicht bis schwer. Das war auf das Gewicht bezogen und nicht auf die einzelnen Komponenten. Klar lassen sich rennen mIT leichten kopter fliegen, aber es kann genausogut jemand Freestyle mit nem auw 250 fliegen. Aber kann sein, das ich da was falsches verstanden habe oder mich falsch ausgedrückt habe. Dann lerne ich weiter dazu, versuche nur mein Wissen weiter zugeben, dann muss halt immernoch ein bisschen mehr wissen dran :D Darfst mich aber gerne korrigieren :P
    • simon.bethke schrieb:

      Gewicht der Komponenten:
      Ein schwerer Copter braucht kräftige Motoren um ein gewisses Maß an Agilität zu behalten. Ich glaube, dass ein 100g leichterer Copter mit alten Motoren so agil und schnell performen kann wie ein schwerer mit aktueller Maximalleistung. Bei einem leichten Copter fällt die Position der Schwerpunkts kräftiger ins Gewicht. Da ein leichter Copter so viel agiler bei Drehungen ist, ist es auch schwerer ein smoothen Freestyle mit ihnen zu fliegen. Hier helfen keine Rates oder Expo sondern ausschließlich Erfahrung und gute Beherrschung der Sticks. Was bei dieser Bewertung stört ist die Tatsache, dass quasi alle schweren Frames den LiPo oben haben und die leichten den LiPo unten. So ist es schwer ein bestimmtes Verhalten einem bestimmten Unterschied zuzuschreiben.
      Grundsätzlich rotieren Körper, die nicht irgendwo fest gemacht sind, was bei unseren Kopter zutrifft, um ihren Schwerpunkt. Jede Kraft deren Richtung nicht durch den Schwerpunkt geht (ein Motor zum Beispiel) verursacht ein Drehmoment, das für eine Drehung sorgt, abhängig vom Trägheitsmoment (das Trägheitsmoment ist zur Rotation wie die Masse zur geradlinigen Bewegung), welches von den einzelnen Massepunkten und dem Abstand vom Rotationspunkt (hier der Schwerpunkt) im Quadrat abhängt, das heißt eine ungeschickte Masseverteilung (sagen wir die Akkuzellen auf die vier Arme verteilen) reduziert die Drehbeschleunigung bei gleichem Drehmoment und gleicher Masse des Kopters. Also umso weniger zentral der Schwerpunkt ist, umso schwerer ist es den Kopter zu drehen, beziehungsweise umso mehr Arbeit müssen die Motoren leisten für die gleiche Drehung.

      Die Drehraten werden von den Reglern (im FC) gut erreicht, unabhängig von der Masse und Trägheitsmoment, zumindest wenn die Motorisierung dafür ausreicht. Was schwere und leichte Kopter hingegen unterscheidet ist deren Masse und die spielt direkt nur bei geradliniger Beschleunigung eine Rolle und die Beschleunigung wird nicht von den FCs geregelt. Somit ist ein schwerer Kopter smoother, da er einfach schwerfälliger ist, also nicht so leicht in eine neue Richtung beschleunigt sondern seine alte Bewegungsrichtung eher beibehält.
    • Schub Mittelpunkt sagt mir nix. Zumindest rotiert der copter nicht um den Punkt in der Mitte zwischen den props, wenn dort nicht auch der Schwerpunkt ist. Im Gegenteil: ein Prop dürfte da er nicht rechtwinklig auf eine Speiche durch den Schwerpunkt dreht, seine Kraft aufteilen in Rotation um den Schwerpunkt und eine Translation des kompletten copters.

      Schwere copter sind einfach schwerfälliger. Das kommt freestyle aber zugute. Außerdem ist ja desweiteren entscheidend wie die Masseverteilung ist. Wenn die Motoren schwerer als der lipo sind, erhöht das immer die rotationsträgheit im Vergleich zu leichteren Motoren.
      Ausschließlich in der Mitte von Nix zu schweben macht mich depressiv!
      ...meine Rechtschreibprüfung funktioniert zum Glück nur bei kurzen Wörtern. Korrekte Wörter werden da immer durch unsinnige andere ersetzt.
    • bind.ing schrieb:

      Der Kopter rotiert aber um den Schubmittelpunkt.
      Das kann doch gar nicht sein.
      Beispiel maximale Rolldrehung Linksrum.
      Korrekten Schwerpunkt vorrausgesetzt laufen die rechten Motoren Vollgas, die linken sind aus.
      Schubmittelpunkt liegt zwischen den rechten Motoren, wenn er um diesen Punkt rotieren würde dann würde er gar nicht rotieren weil kein Hebel zwischen Kraft und Drehpunkt vorhanden ist um ein Moment zu bilden.
      Ich behaupte mal der Copter rotiert um einen recht variablen Drehpunkt und der liegt großenteils aussserhalb der Fluggeräts, teils sogar weit ausserhalb, z.B. wenn die rollseitig inneren Motoren auch laufen um Gier oder Nick zu stabilisieren.

      Gruß Stefan
    • Dr. Spiritula schrieb:

      Ich behaupte mal der Copter rotiert um einen recht variablen Drehpunkt und der liegt großenteils aussserhalb der Fluggeräts, teils sogar weit ausserhalb, z.B. wenn die rollseitig inneren Motoren auch laufen um Gier oder Nick zu stabilisieren.
      Rotation erfolgt IMMER entweder um eine Befestigung (Achse einer Schaukel, Hebel etc.), die entsprechende Kräfte umsetzt, oder in deren Abwesenheit um den Schwerpunkt, denn der Schwerpunkt bewegt sich immer geradlinig, ohne Krafteinfluss.Jede einzelne Kraft am Kopter sorgt sowohl für eine Beschleunigung des Schwerpunktes, als auch für ein Drehmoment und somit Winkelbeschleunigung, wobei sich verschiedene Beschleunigungen und Drehbeschleunigungen aufheben können.
      Da meistens sowohl eine Beschleunigung (geradlinig) als auch Drehbeschleunigung übrig ist, gibt es eine kominierte Bewegung: Der Kopter rotiert um seinen Schwerpunkt, der wiederum eine kompilzierte Trajektorie im Raum beschreiben kann, zum Beispiel einen Kreis.

      Beim Rollen/Nicken rotiert der Kopter um seinen Schwerpunkt, aber gleichzeitig wird der Schwerpunkt nach "Kopteroben" (oben aus Sicht des Kopters) beschleunigt, sodass der Schwerpunkt erst nach oben beschleunigt wird, dann ist der Kopter nach links gedreht und der Schwerpunkt wird nach links beschleunigt, anschließend nach unten, nach rechts und wieder nach oben: Der Schwerpunkt war auf einer Kreisbahn. Dies passiert immer, außer man lässt ein Rotorpaar in eine Richtung und das andere in die andere drehen, also keine Nettokraft, nur ein Drehmoment.
    • Wenn der Copter rollt und sich dabei überlagert auf seiner Z-Achse bewegt dreht er doch um einen Punkt ausserhalb der Schwerpunktes, nicht wahr?
      Und wenn die Bewegung nicht gleichförmig ist dann ist der Drehpunkt variabel, oder?
      Und da immer nur eine Seite an der Erzeugung der Momentes beteiligt ist und sich dadurch gezwungenermaßen auch der Auftrieb ändert gibt es kein sauberes Drehen um den Schwerpunkt, ausser vielleicht mit symmetrischen Props, 3D Modus und Knüppelmitte im senkrechten Sturzflug.
      Simon liegt da genau richtig, was auch immer für ein Korkenzieher dabei rauskommen mag.

      Gruß Stefan
    • Also ich habe in der Praxis festgestellt, dass mehr Motorisierung (auch wenn sehr fein durch tolle ESCs/Protokolle/Regelung angesteuert) auf weniger Koptergewicht deutlich schwieriger zu kontrollieren und beherrschen ist. Gerade auf einem Racetrack resultieren "schwere" Kopter mit normaler Motorisierung oftmals in besseren und konstanteren Rundenzeiten als super leichte mit Übermotorisierung. Die Anforderungen an das fliegerische Können potenziert sich in den letzten Gramm echt auf.
      Gerade in den Bereichen ab 270g Trockengewicht abwärts wird es recht schnell kriminell schwierig. Jedes einzelne Gramm wirkt sich immer mehr merklich auf die Flugeigenschaften aus. D.h. alleine das Anstecken von unterschiedlichen Akkus kann das Flugverhalten stark verändern (auf das man sich dann schon wieder einstellen muss). Kamerawinkel müssen viel steiler eingestellt werden, da der Kraftvektor Richtung Erdmittelpunkt so klein ausfällt, dass der schon bei relativ geringen Gasstößen an Höhe gewinnt. Das bedeutet in der Endkonsequenz auch, dass man mit dem Winkel auch einen geringeren Spielraum hat. Ein wenig zu viel Winkel und du semmelst ständig in die Grasnarbe, ein bisschen zu wenig und du hüpfst ständig in die oberen Gatelatten. Bei passendem Winkel ist der Kopter dann eine unendlich schnelle Rakete, bei der YAW nur noch zur Korrektur der Cam genutzt wird... Das Ganze grenzt dann etwas an Throttle on a Switch und erfordert sehr viel Training/Können.

      Mal abgesehen davon, dass tendenziell die super Leichtgewichte etwas Zerbrechlicher sind als die schwereren Kopter.
      Ironie ist wie dieser Smiley:
      °.-/)

      Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von wuzzle ()