Aerodynamik für RaceCopter

[maulwurfpauli]

...Bei normalem Speedflug ist alles okay, aber wenn man in den Kurven Gas rausnimmt, dann wirken die Arme natürlich wie riesige Bremsflächen (da der Einfluss des Propeller-Jets wegfällt). Leider wirken diese Bremsflächen mal wieder nicht symmetrisch, und der Copter giert nach außen...

das ist aber echt schade zu hören. auf den ersten blick fand ich die senkrecht stehenden ausleger wirklich perfekt: der propellerabwind wird fast gar nicht behindert, im schnellen vorwärtsflug erzeugen sie auftrieb und beim geradestellen bremsen sie ordentlich ab...
eventuell lässt sich das von dir beschriebene problem mit ausfräsungen in den armen lösen oder wenigstens so weit reduzieren dass es nicht mehr störend wirkt?

mit dem hohen "krieger"-aufbau kann ich mich optisch irgendwie nicht so recht anfreuden auch wenn die stirnfläche schon sehr kompakt wirkt. für den crashfall ist so ein turm-aufbau jedenfalls auch nicht sonderlich praktisch...

viele grüße, gerald.

 

[SGU]

Moin,
habe mit dem DERBE erst einen Flug machen können und habe dabei folgendes beobachtet...: Bei normalem Speedflug ist alles okay, aber wenn man in den Kurven Gas rausnimmt, dann wirken die Arme natürlich wie riesige Bremsflächen (da der Einfluss des Propeller-Jets wegfällt). Leider wirken diese Bremsflächen mal wieder nicht symmetrisch, und der Copter giert nach außen...

Der Derbe ist in jedem Fall ein Erfolg, schon allein weil du ein paar neue Ideen aufzeigst .

Meinst du, dass das Problem ein generelles ist, welches die Hochkant-Arme mit sich bringen?

Wenn sich der Rumpf horizontal vorwärts bewegt (nur die Anströmung aus der Vorwärtsfahrt betrachtet, kein Propeller-Downwash) sollte bei 45° Arm-Winkel die angeströmte Fläche doch eigentlich gleich groß sein egal ob man hochkant- oder flache Arme verbaut... die Richtung ist natürlich eine Andere.

 

[der-Frickler]

@Ferdl: Gibts was neues von deiner Konstruktion?

 

[FerdinandK]

Mechanisch fertig, war nur bis jetzt zu faul zum Verkabeln.

man könnte auch ein super einfaches Frame aus 2 10mm Alurohen (vierkant) und 4 1mm (oder weniger) CFK-Dreiecken bauen (muss man biegen konnen). Das wäre super torsionssteif, aerodynamisch wertvoll, man hätte innen etwas Platz ... hab es versucht zu fotografieren.

lg Ferdl

 

[maulwurfpauli]

ferdl, zu deinem aufbau kann ich mir echt noch nichts genaues vorstellen bzw wie das ganze dann im flug aussehen soll aber es wäre ja wirklich nicht das erste mal dass du uns mit etwas neuem überraschst...

wer sich mit einem x-copter und hohem aufbau anfreunden kann sollte sich auch mal die verschiedenen fpv-aufsätze von warthox anschauen: http://www.thingiverse.com/quadmovr/designs
eventuell versuch ich das mal mit einen 4" copter und 1306 motoren, bei dem sehr geringen abfluggewicht sollte sich die crashanfälligkeit in grenzen halten.

grüße, gerald.

 

[s.nase]

man könnte auch ein super einfaches Frame aus 2 10mm Alurohen (vierkant) und 4 1mm (oder weniger) CFK-Dreiecken bauen (muss man biegen konnen). Das wäre super torsionssteif, aerodynamisch wertvoll, man hätte innen etwas Platz ... hab es versucht zu fotografieren.

lg Ferdl

Wieso vier CFK-Dreiecke? Zwei in einander gesteckte Dreiecke ergeben doch schon die verdehte H-Rahmen Form.

STart und landen stell ich mir aber mit so einem Rahmen etwa stressig vor. Oder landet man das DIng dann nur mit zwei Motoren?

Und ist bei so einem RahmenAufbau ein angepasster MotorMix in der FC Software nötig?

Ich bin ja mittlerweile fast schon so weit meine aerodynamisch optimierten X-CoperVersuche ruhen zu lassen, und mich mal an so einem verdrehten H-CopterRahmen zu versuchen.

 

[FerdinandK]

Die zwei ineinander gesteckten Dreiecke bieten leider nicht genug Torsionssteiffigkeit.

Starten und Landen ist ganz normal (ist ja ein + copter) nur beim fliegen (wenn schnell genug) fliegst Du mit fast senkrecht stehenden Rotoren, die Kamera sieht also "nach oben" beim Start (außer man montiert sie schwenkbar). FC geht jede, nur (schnell) geflogen wird im "rate-"mode also nur mit den Gyros.

Ein weiterer Vorteil wäre noch, dass man 8" (ev 9") Propeller verwenden kann und man hat immer noch ein 250er Frame.

lg Ferdl

 

[maulwurfpauli]

...Ich bin ja mittlerweile fast schon so weit meine aerodynamisch optimierten X-CoperVersuche ruhen zu lassen...

gibts davon irgendwo anschauungsmaterial?


ruben/schnellmaleben hat mir gestern den link zum bolt xbr geschickt: http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=2454440
sieht zwar erstmal etwas gewöhnungsbedürftig aus und erinnert stark an den flyduino nanoquad aber scheint für racing schon recht gut geeignet zu sein.
durch das sehr geringe framegewicht und die minimale ausstattung sieht die beschleunigung und wendigkeit in den videos echt beeindruckend aus...

grüße, gerald.

 

[der-Frickler]

Jepp, den find ich auch gut, da eben minimalistisch, hatte ich ja vorne in Post #5 schon genannt ;_)

 

[SGU]

Hab mal versucht alles unter einen Hut zu bringen, danke für die ganzen Anregungen:



Ist natürlich noch kein fertiges CAD Modell, die Form wird sich noch ändern.
Das mit den gedrehten vorderen Motoren ist für die Geometrie tatsächlich vorteilhaft, der vertikale Abstand der Arme kann so trotz einem Prop-Ebenenwinkel von 50° einigermaßen klein bleiben.

Ansonsten scheint das Ganze im Vergleich zu Entwürfen wie z.B. dem Krieger aber recht komplex zu werden, was eigentlich nie so gut ist. Und es muß sich dann auch noch zeigen ob die Konstruktion stabil genug wird.

Ich werd ihn wahrscheinlich trotzdem fertig bauen, zumindest im CAD ... einfach mal um zu schauen was rauskommt.

 

[Deleted member 36676]

Wie startest du mit dem? Aus der Hand

 

[schnellmaleben]

Cooler Entwurf! Starten ist noch etwas schwierig aber das wird schon

IMHO ist es nicht so irre wichtig ob die FC da wo sie bei Deinem Entwurf, also wirklich absolut zentral in den Drehachsen, sitzt. Für den Gyroskop-Sensor ist es egal, Drehung mit Offset ist immer noch dieselbe Drehung. Ein Accelerometer das nicht zentral sitzt wird aber bei Drehungen beschleunigt. Da z.B. in Betaflight v2 das Accelerometer ja eh tot geschaltet und gar kein Selfleveling mehr möglich ist und gefühlt 95% der Racer Rate-Mode fliegen, kann man hier noch variieren.

 

[SGU]

Wie startest du mit dem? Aus der Hand

Starten/Landen sollte kein Problem sein, vorne kommt dann noch entweder ein Federstahldraht oder CF Stab hin, der tatsächlich nur einige cm lang sein muss (bei gelevelter Prop Ebene)

IMHO ist es nicht so irre wichtig ob die FC da wo sie bei Deinem Entwurf, also wirklich absolut zentral in den Drehachsen, sitzt. Für den Gyroskop-Sensor ist es egal, Drehung mit Offset ist immer noch dieselbe Drehung. Ein Accelerometer das nicht zentral sitzt wird aber bei Drehungen beschleunigt. Da z.B. in Betaflight v2 das Accelerometer ja eh tot geschaltet und gar kein Selfleveling mehr möglich ist und gefühlt 95% der Racer Rate-Mode fliegen, kann man hier noch variieren.

Danke guter Hinweiß, wollte für den Ausgangspunkt einfach mal die Mittelposition nehmen; wird sich zeigen ob es Sinn macht die FC dort zu lassen ... wahrscheinlich kommt sie eher noch weiter hoch und wird in Richtung der Zelle gedreht.

 

[s.nase]

Die zwei ineinander gesteckten Dreiecke bieten leider nicht genug Torsionssteiffigkeit.

Starten und Landen ist ganz normal (ist ja ein + copter) nur beim fliegen (wenn schnell genug) fliegst Du mit fast senkrecht stehenden Rotoren, die Kamera sieht also "nach oben" beim Start (außer man montiert sie schwenkbar). FC geht jede, nur (schnell) geflogen wird im "rate-"mode also nur mit den Gyros.

Ein weiterer Vorteil wäre noch, dass man 8" (ev 9") Propeller verwenden kann und man hat immer noch ein 250er Frame.

lg Ferdl

Die Kreuzverbindung zwischen den beiden Dreiecken geht ja über die gesamte Länge(Höhe) des Rahmens. Wenn die Dreiecke aus SandwitchMaterial sind und im Kreuzpunkt über die gesamte Länge in jeder Winkelecke eine WinkelLeiste liegt, sollte doch genug Stabilität entstehen. Ne quer liegende Versteifungsplatte zwischen den Dreiecken macht ja nur genau in der Mitte sinn, da sich ja sonst der angeströmte Querschnitt stark vergrößert wenn das ganze noch bespannt wird. Solche großen bespannten Flächen werden dann eh zum flattern neigen, wenn sie nicht nach innen gewölbt werden. ABer ich werde einfach mal ein paar Versuche mit Sperrholz machen. Dann wird sich schon zeigen wo und ob ne Versteifung notwendig ist.

In wie weit wirkt sich ein kürzerer ABstand zwischen den beiden Propellereben aus? Ist ein Verhältnis von 2:1 Motorabstand/Ebenenabstand nötig, oder ginge es auch mit weniger? Würde ja der Stabilität zu gut kommen.

 

[s.nase]

Ich bin ja immer wieder erstaunt, wie ihre eure Ideen so sauber im CAD visualisiert bekommt. Bist mir hoffentlich nicht böse wenn ich drüber skizziere.

So ein 'Rochenschwanz' als Griffpunkt für Start und Landung ist ne elegante Idee.

Den oder die Akkus könnte man auch noch etwas anders platzieren, um die Masse mehr in der RahmenMitte zu konzentrieren.

Knackpunkt werden bestimmt die Übergänge zwischen Arm/MotorPlatte und Arm/Chassieplatten. Man sollte halt Kerbpunkte vermeiden, da sich dort die Kräfte konzentrieren. Ne direkt verschraubte Motorgondel(wie beim Derbe) oder einfach nur zwei Winkel unterm Motor wäre bestimmt stabiler als die aufgesteckte Motorplatte. Die Arme sollten keine scharfen Ecken haben. Mit Rundungen und Geraden verteilen sich die Kräfte gleichmässiger auf den ganzen Arm. Besonders auch beim Übergang zwischen Arm und Chassieplatte.

 

[SGU]

s.nase

Ich bin ja immer wieder erstaunt, wie ihre eure Ideen so sauber im CAD visualisiert bekommt. Bist mir hoffentlich nicht böse wenn ich drüber skizziere.

So ein 'Rochenschwanz' als Griffpunkt für Start und Landung ist ne elegante Idee.

Den oder die Akkus könnte man auch noch etwas anders platzieren, um die Masse mehr in der RahmenMitte zu konzentrieren.

Knackpunkt werden bestimmt die Übergänge zwischen Arm/MotorPlatte und Arm/Chassieplatten. Man sollte halt Kerbpunkte vermeiden, da sich dort die Kräfte konzentrieren. Ne direkt verschraubte Motorgondel(wie beim Derbe) oder einfach nur zwei Winkel unterm Motor wäre bestimmt stabiler als die aufgesteckte Motorplatte. Die Arme sollten keine scharfen Ecken haben. Mit Rundungen und Geraden verteilen sich die Kräfte gleichmässiger auf den ganzen Arm. Besonders auch beim Übergang zwischen Arm und Chassieplatte.

Kein Problem zeichne rein so viel du magst, bin für jede Anregung offen

Bis jetzt ist das Ganze natürlich nur ein Modell für die Form, die Details der Befestigungen sind hier noch nicht mit drin. Es bleibt auch nicht bei einer einfachen Steckverbindung für die Motorträger, hab ein paar Ideen aber wie genau es gemacht wird muß ich dann noch ausprobieren.
Die Verrundungen (schon allein wegen dem Fräsen besser) werd ich erst ziemlich zum Schluß hinzufügen, da sich mit den Ecken beim Zeichnen leichter arbeiten lässt.

Akkuposition: hast du recht, muß mal schauen ob es noch nen andern günstigen Platz gibt und was die restlichen Komponenten mit dem Schwerpunkt machen.

Der Rochenschwanz ist ne nette Idee und passt auch irgendwie zur Form, aber ich will den Copter eigentlich ungern jedesmal fangen müssen.


Stelle mir das eher so vor (auch noch nicht final):

 

[maulwurfpauli]

...Ansonsten scheint das Ganze im Vergleich zu Entwürfen wie z.B. dem Krieger aber recht komplex zu werden, was eigentlich nie so gut ist...

genau das wird ein sehr interessanter und vielleicht auch der ausschlaggebende punkt: wieviel konstruktiver aufwand und damit verbundenes mehrgewicht macht wirklich sinn auf dem racetrack?
der maximale topspeed ist schon sehr reizvoll aber taugt letztendlich nur für rekordversuche. bei einem rennen oder auch nur beim spaßfliegen ist beschleunigung und wendigkeit mindestens genau so wichtig und entscheidend wie die geschwindigkeit...

kannst du von deinem entwurf bitte mal eine geneigte frontansicht zeigen damit man die größe der widerstandsfläche einschätzen kann.

grüße, gerald.

 

[der-Frickler]

Gefällt mir der Entwurf!

Im Prinzip wäre es ja nicht extrem viel Änderung einfach 10er CFK Quadratrohr durch die beiden senkrechten CPs laufen zu lassen als Ausleger. Würde das ganze deutlich vereinfachen und stabiler machen - Man müsste die CPs an den Stellen halt etwas höher/Tiefer ziehen da die Ausleger ja gerade sind. Ist halt dann nicht mehr ganz so schick.

 

[georgiev.s]

ferdl, zu deinem aufbau kann ich mir echt noch nichts genaues vorstellen bzw wie das ganze dann im flug aussehen soll aber es wäre ja wirklich nicht das erste mal dass du uns mit etwas neuem überraschst...

wer sich mit einem x-copter und hohem aufbau anfreunden kann sollte sich auch mal die verschiedenen fpv-aufsätze von warthox anschauen: http://www.thingiverse.com/quadmovr/designs
eventuell versuch ich das mal mit einen 4" copter und 1306 motoren, bei dem sehr geringen abfluggewicht sollte sich die crashanfälligkeit in grenzen halten.

grüße, gerald.

Super thread! Gerade diese Lösung finde ich als sehr gut durchdacht. In einer Ebene haben wir Cam, FC und unter die Platte auch die Akku. Und nicht wir bei den meisten Racer relativ flach aber größere Fläche.

p.s. Kann mir jemand sagen wo im Rhein-Main Region diese 3D-Teile fertigen lassen kann? Würde diese gern auf meinen typischen X Akro testen :=) gern auch als PN, damit der Thread sauber bleibt.

 

[Big M!]

Hab ne ähnliche Lösung nur aus Carbon, falls du auf ne HD Cam verzichten kannst.
Bin damit bisher sehr zufrieden.
Die Dxf stammt aus rcgroups, und das Fräsen hat mich 10€ gekostet.