Rudder - Pitch coupling

Hans Meij

Hans Meij

De afgelopen weken heb ik voor het eerst met het onderstaande, zelf ontworpen toestel gevlogen.

model.jpg

staartgroep_400x300.jpg


190 cm spanw.
170 cm lengte.
4000 gr gewicht
Selig 8035 symmetrisch profiel (ongeveer naca 0014) 14% wortel 12% tip
Instelhoek 0 graden

Het toestel vliegt de basis zaken bijzonder goed. Elk figuur met alleen maar rollen en loops gaat goed. Ook het landen op ons kleine veld valt erg mee.
Alleen ... als het richtingsroer bediend wordt is het een regelrechte ramp. Neem bijvoorbeeld een gewone wing-over. Als ik links rudder geef in de top, wordt de staart weggeslagen uit het vlak waarin je wilt draaien. De staart slaat weg alsof er tegelijkertijd met links rudder, zowat full up wordt gegeven.
Bij een beetje zoeken op internet lijkt het alsof dat rudder-pitch coupling genoemd wordt. Op een of andere manier zit er dus wat fout in het onwerp van het model. Ik verdenk de staart-geometrie hiervan.

Wat is er mis?
- Plaatsing van het stabilo tov van de vleugel (stabilo zit onder en de vleugel hoog)
- Is zo'n scheproer een probleem-factor
- Moet een kielvak altijd een hoek hebben met de thrustline iets afwijkend van de 90 graden (een gaad of vijf a 10 achterover [was een tip van Dennis, kijk maar naar alle F3A toestellen])

Wie heeft hierin wat technische onderbouwing of kan dat om een andere reden hierin wat duidelijkheid in verschaffen.
 
Hoi, Hans.
De coupling tussen rudder (yaw) en pitch is inderdaad voor een groot deel afhankelijk van de plaatsing van het stabilo in de romp.

Stabilo te laag geeft up effekt bij zowel rechts als links rudder. Stabilo te hoog geeft down effekt bij rudder gebruik.

Als je rudder geeft remt dit de luchtstroom af aan de kant waar het roer uitgeslagen staat. Volgens de wet van Bernouill ontstaat er dan een luchtdruk verhoging voor het uitgeslagen rudder. Omdat bij een laag geplaatst stabilo het grootste deel van je rudder zich boven het stabilo bevindt zal deze luchtdruk het stabilo naar beneden drukken, alsof je up geeft dus. Natuurlijk ontstaat aan de andere kant van het rudder ook wel een onderdruk, maar deze is vaak wat verder naar het midden achter, zeg maar in het "zog", van het rudder geplaatst en heeft geen invloed op het stabilo meer

Prototypen van moderne F3a vliegtuigen zijn altijd te herkennen aan een hele rij gaatjes in de romp waar tijdens het testen verschillende stabilo posities middels een steek verbinding geprobeerd kunnen worden.

Het beschreven effekt werd in de jaren 50 veel gebruikt om met 1 kanaals trainers toch een vorm van hoogte sturing te krijgen. Deze waren meestal voorzien van een extreem laag stabilo, meestal met elastieken onder aan de romp geplaatst. Door nu in een bocht het rudder af en toe heen en weer te sturen kon je toch het model gedurende de bocht op hoogte houden. De komst van meerkanalige radio apparatuur maakte deze eigenschappen overbodig. Hier mee verdween gelijk ook een heleboel basiskennis aerodinamica van modelvliegtuigen. (Toch, Bruno?) :D
 
Ha Bert,
Bedankt voor deze uitleg. Dat van die onder en overdruk is precies wat ik zocht. Ik kon namelijk zelf niet verklaren waarom het stabilo hierin een effect kon hebben.

In RCUniverse werd al ge-uit dat het gaat om de plaats tov de vleugel, maar dat speelt dus eigenlijk geen rol. Als ik dit toestel in een laagdekker variant bouw, moet het stabilo nog steeds omhoog en eventueel dus wat uit lijn met de vleugelkoorde.

Ken jij een boek waarin dit soort valkuilen opgesomd zijn? De boeken die ik op dit gebied heb zijn die twee die ik meegefotografeerd heb in het draadje over 'Permagrit' maar hierin wordt niet ingegaan op dergelijke aspecten.
 
Nee, boeken over dit soort specialistische onderwerpen ken ik ook niet. Het F3a wereldje is op zich al vrij klein en is helaas rijkelijk gevuld met mensen die menen dat het beter is om alle kennis voor zich zelf te houden.....
 
Bert,
Bedankt, in ieder geval voor deze technische uitleg. Wat mij overigens wel verbaast is de mate waarin mijn toestel het doet. De eerste de beste trainer, met vaak zelfs het gehele richtingsroer boven het stabilo doet het op dit gebied nog beter dan mijn model.
 
Trainers hebben natuurlijk meestal niet zo'n fors bemeten richtingsroer. Het effekt van de yaw-pitch coupling is altijd erg lastig te voorspellen, vandaar dat met F3a prototypen de stabilo hoogte in de romp vaak empyrisch vastgesteld moet worden. Andere, geringere, effekten spelen ook nog een rol. De coupling is agressiever bij een achterliggend zwaartepunt. De hinge line hoek van het rudder t.o.v. de nul lijn speelt een beetje mee en de afstand tussen de rudder hinge line en de elevator hinge line kan veel invloed hebben. Bij de Cap 20 t/m 231 is de hinge line van het rudder zo ver naar achteren geplaatst t.o.v. het stabilo dat de druk verschillen op het rudder geen invloed meer hebben op het stabilo. Dat is maar goed ook want met het bijzonder hoog in de romp geplaatste stabilo zou de Cap bij gebruik van rudder direkt voorover duiken. Grappig is wel dat vaak kleinere schaalmodellen van deze Cap's dit effect wel weer vertonen, misschien moeten deze wel relatief veel te snel gevlogen worden.

Wat ook een rol speelt is de manier waarop je het model graag uitgetrimt vliegt. Als je het model hands off uittrimt voor de normale rechtop vlucht moet je voor rugvlucht altijd een beetje down geven.(Bij een normale positieve stabiliteits marge, wat voor een preciesie aerobatic model wenselijk is.) Trek je het model op in een verticale stijgvucht zal door het ontbreken van de zwaartekracht in horizontale richting het model iets achterover willen draaien, alsof je iets up geeft. Hetzelfde gebeurt ook als je knife edge gaat vliegen. Nog voor je rudder geeft zal het model naar de cockpit toe willen afwijken omdat in deze richting de hoogteroer trimming de zwaartekracht niet meer hoeft te compenseren. Om toch netjes knife edge te kunnen vliegen is dan een lichte coupling van rudder naar down wel handig.

Zelf ben ik pas na mijn F3a wedstijd periode (RC1 eind jaren 70) overgestapt op de "Amerikaanse" methode van uit trimmen zoals vooral gepropageerd werd door de Amerikaanse kampioen Rhett Miller.

Hier bij wordt gestreeft naar een optimale "zero G" trimming. Het model wordt afgetrimt als of er geen zwaartekracht is. Bij hands off rechtop vlucht duikt het model met een lichte sierlijke boog langzaam de grond in en bij rugvlucht met precies de zelfde boog. Is de kromming te sterk dan moet het zwaartepunt wat naar achteren. Het voordeel is dat nu in alle standen haaks op de horizon het model gewoon rechtuit gaat. (Loodrechte duik en klimvlucht en knife edge posities.) Ook kun je nu in een serie rollen het hoogteroer precies evenveel up als down geven zonder te barrelen. Het is misschien iets moeilijker strak rechtuit vliegen, maar de moeilijke dingen worden er makkelijker van. In deze trim setup streef je dus naar een 0 coupling model.

Zo zie je maar dat zelfs de persoonlijke voorkeur van uittrimmen de vorm van het model bepaald.
 
Hans.
Ja, wederom een klasse antwoord van Bert.

Het is helaas triest dat als je een mooi model gebouwd hebt (met het stabilo er vast in verlijmd en mooi vloeiend met de romp geplamuurd..) je weinig opties over houdt om dit te beïnvloeden.
Hetzelfde had ik met mijn F3A-X Wigens, niet zo héél erg, maar toch lelijk. Je zag het natuurlijk bij knife edge en stallturns.
Ik heb toen een tijdlang geëxperimenteerd met electronisch bijmengen van corrigerend hoogteroer. Ik meen me wél te herinneren dat beide figuren een andere ratio van bijmengen vereisten. (geen wonder, het zijn nogal verschillende manouevres..)
Als je deze functie via een schakelaar laat lopen kun je veilig experimenteren en afzetten als je het met een figuur niet wilt hebben.

Eea laat wel zien dat vliegtuigen één groot compromis zijn, het "ideale model" bestaat niet...
 
Dit verklaart ook waarom mijn model niet goed reageert op rudder :
view_preview.asp


Zelfde probleem, niet mijn ontwerp trouwens... Mesvlucht is een ramp met dit ding.
 
Tadango zei:
Dit verklaart ook waarom mijn model niet goed reageert op rudder :
view_preview.asp


Zelfde probleem, niet mijn ontwerp trouwens... Mesvlucht is een ramp met dit ding.
Klik om te vergroten...


Hej Tadango,

Is dat zo, ben er nu ook mee bezig maar denk dat ik dus het stabilo danig nar beneden plaats.
Eens kijken hoe het dan gaat.
 
Hij vliegt echt goed zo. Alleen mes vucht dus niet. Komt ook door de romp, die is er helemaal niet op gebouwd. Hij reageert heerlijk op het hoogteroer dus als je dat wilt houden zou ik er weinig aan veranderen. Hij draait niet echt weg bij een stall turn dus een groot probleem is het niet.
 
Hmmmm, heb het net veranderd. :? :?

Nou ja we zien het wel.
Als je het stabilo lager plaats maakt dat voor het hoogte roer uit??
Qua respons ofzo dan?
 
niet als je mazzel hebt en hij uit de turbulente luchtstrooming blijft van de hoofdvleugel. Daarom zit hij ook iets hoger meestal :) (ja lager kan ook maar niet er meteen achter) en omdat de motor boven de vleugel zit zit het hoogteroer er ook boven, reageert beter bij lagere snelheden (wel nog motor loop natuurlijk).

Stuur eens een paar foto's :) Ben wel benieuwd hoe hij word (al heb ik een aardig vermoeden ;))
 
hahaha , ja een idee heb je wel he.

Zal ik ff de digi cam van me pa moeten lenen.
Ben echter nog met de houtbouw bezig hoor en het gaat ook niet zo hard omdat ik laatste tijd ook veel met me andere hobby bezig ben.

Binnenkort wel een paar fotootjes :lol:
 
You must log in or register to reply here.
Back
Top