Flächenkreisel, Info

Geschichte
Seit langem schon gibt es Kreisel im Modellhubschrauber, und auch für Flugmodelle gibt es seit Mitte der 90er Jahre Kreisel von der Firma ACT. Siehe Kreisel Museum

Diese Flächenkreisel sind immer für 2 Querruderservos ausgeführt und immer für eine Achse des Flugmodells.

Dann in 2003 hat ACT auch einen 3-Achsenkreisel vorgestellt, und auch Futaba folgte mit einem 2-Achsenkreisel. Diese Kreisel gibt es heute nicht mehr.

Diese Kreisel waren zunächst mit Piezo-Sensoren ausgestattet, seit 2002 die teuren Systeme auch mit sog. SMM-Sensoren.

Nun, vor allem seit es Smartphones gibt, gibt es auch billige und kleine Sensoren für bis zu 3 Dreh-Achsen in einem Gehäuse. Im Smartphone wird damit das Display gedreht, oder es werden Bewegungen gemessen. Eine große Genauigkeit ist dabei nicht erforderlich.

Diese Sensoren werden in den letzten Jahren für Modellhubschrauber in den sog. Flybarless-Systemen eingesetzt.

Nun schwappt diese Welle der „3-Lagenstabilsierung“ über und es werden 3-Achsenkreisel für Flugmodelle angeboten.  Als 3-Achsen-Sensoren werden die sog. MEMs Sensoren aus den Smartphones eingesetzt..

Wir bei ACT unterscheiden nach wie vor generell zwischen Kreiseln und Stabilisierungs-Systemen und im Einzelnen dann zwischen Kreiseln für Flächenmodelle und für Modellhubschrauber. Selbst innerhalb der Flugmodell-Anwendungen gibt es bei uns noch unterschiedliche Produkte. Aus gutem Grund. Lesen Sie dazu hier.

Um dem Porschfahrer unter den Modellpiloten die richtigen Leistungen mit den Kreiseln zu bieten, muss z.B. im Flächenmodell der Start der Ausgleichsbewegung von Servo und Ruder ganz anders erfolgen als im Modellhubschrauber, die Dynamik beider Systeme ist prinzipbedingt völlig unterschiedlich.

Genauso muss die Abbrems-Steuerung am Ende der Gegensteuerbewegung bei Hubis, aber auch bei Stabisystemen, völlig anders erfolgen als bei Kreiseln für Flächenmodellen.

Der Trend zu Stabis im Flächenmodell ist da, ausgelöst von Produkten, die ursprünglich entweder für Modellhubis oder für Quattro-Kopter konzipiert wurden. Meist sind diese aufgebaut auf einfachen Mems-Sensoren mit 3 Bewegungsachsen, welche für Smartphones konstruiert wurden. Damit lassen sich auch Modelle “stabilisieren” .

Der Ansatz ist keineswegs falsch, bekommt man doch zu sehr, sehr günstigen Produktionspreisen ein relativ gutes „Stabilisierungs-Ergebnis“, auch bei Flugmodellen und  zumindest für Einsteiger in den Modellflug.

Diese neuen Produkte sind aber eben auch “Stabilisierungs-Systeme”, und nicht wirklich “Kreisel”.

Stabilisierungs-Systeme sollen das Flugmodell steuern und in die gesteuerte Richtung weiter führen. Hier wird ausschließlich mit der Heading-Funktion (s.u.) gearbeitet. Der Pilot steuert dann das Stabi-System, nicht mehr das Modell. Das lässt sich tatsächlich auch erreichen. Das Fluggefühl ist dann abhängig vom Stabi-System, nicht mehr vom Modell.

Kreisel sollen nach unserer Ansicht dem Piloten helfen das Modell zu steuern, der Pilot steuert aber weiter das Modell und behält das für jedes Modell unterschiedliche, spezifische Fluggefühl. Einem Einsteiger hilft das wahrscheinlich weniger.

Was tatsächlich für den jeweiligen Kunden besser ist muss der Kunde selber entscheiden. Wir wollen hier nicht bewerten was besser oder schlechter ist. Beide Systeme, Kreisel oder Stabi, können ganz gut arbeiten und Spaß machen.

Für ACT aber ist klar: Wir bauen Kreisel, keine Stabilisierungs-Systeme

und das aus gutem Grund. ACT-Kreisel sind so gebaut, dass ein normaler Pilot mit Flugerfahrung damit gut zurecht kommt und schon erhebliche Vorteile für ihn entstehen. Das ist schon dadurch möglich, weil ACT Kreisel immer nur eine Flug-Achse eines Flugmodells bedienen und alleine dadurch die Komplexität in der Anwendung erheblich geringer ist. Einstellungen für eine Achse sind eben viel optimaler und einfacher vorzunehmen als für 3 Achsen gleichzeitig.

Wir haben gelernt, dass für die Mehrzahl der Kunden nicht immer die technisch maximale Lösung von Vorteil ist, sondern ein breites Anwendungsspektrum viel wichtiger ist für den erfolgreichen Einsatz beim Kunden.

Wenn man dann auf Grund der fast 20 jährigen Erfahrungen bei Flächenkreiseln für Flugmodelle beides in den SMM-Kreiseln vereinen kann, ist das um so besser für ACT-Kunden.

Durch das breite Anwendungs-Spektrum muss der ACT-Kreisel nicht wirklich optimal und auf den Punkt eingestellt werden. Der Pilot bekommt auch bei weniger genauer Einstellung schon erhebliche Unterstützung vom Kreisel, ohne dass ihm das Steuergefühl für das Modell verloren geht.

Experten können mit den Fein-Einstell-Möglichkeiten der ACT-Kreisel dann noch ein erhebliches, zusätzliches Modell-Potential ausschöpfen.

Unsere Erfahrung mit allen uns bekannten Stabi-Systemen ist die, dass man damit Vieles dann machen kann und auch erstaunliche Ergebnisse erzielen kann, wenn man sich wirklich mit dem System und der Flugphysik seines Modells optimal auskennt.  Da hilft nur viel lesen und ausprobieren.

Es gilt aber für alle unsere Kreisel und für Stabi-Systeme:

  • Beide müssen auf das jeweils verwendete Modell optimal eingestellt werden.
  • Beide erzeugen keinen Effekt, wenn man die Empfindlichkeit nicht auf maximale Werte einstellen kann.
  • In der Praxis hilft gutes Verkaufs- Marketing für ein Produkt relativ wenig  ......

 

Kreisel oder Stabi-Systeme einstellen

Falsche Einstellung des Stabis kann das Modell in der Luft zerstören !!!

Bei ACT-Kreiseln liegt ein sehr breites Anwendungs-Spektrum vor, es muss Nichts programmiert werden. Die Einstellarbeiten, sofern überhaupt nötig, erfolgen mechanisch an 2 Potis. Die Haupteinstellarbeit für die Empfindlichkeit erfolgt über einen Prop-Kanal vom Sender aus. Plug and Fly.

Stabisysteme arbeiten mit der Heading-Funktion und sind so ausgelegt bzw. müssen schon von der Grundfunktionsweise der Heading-Funktion her auf den Punkt eingestellt werden. Ein breites Anwendungsspektrum ist hier nicht möglich.

Das verlangt außerdem, dass jede Achse eines Modells und des Stabis separat und unterschiedlich eingestellt werden muss, und das natürlich im Flug, nicht am Boden. Es gibt aber meist nur eine Einstellmöglichkeit vom Sender aus.

Das maximal mögliche Ergebnis ist dann abhängig von der empfindlichsten Flugachse des jeweiligen Modells. An allen Modell gibt es eine Flugachse, über welche sich das Modell relativ früh aufschaukelt.

Dann muss die Empfindlichkeit des Systems während des Fluges ein klein wenig vom Sender aus zurückgenommen werden, die optimale Einstellung für diese Flugachse und diesen Flugzustand (s.u.) ist damit erreicht.

Muss das Ganze auch noch per Tasten und Display, also quasi abstrakt, eingestellt werden, dann sollte sich der Käufer das vorher ganz genau ansehen.

Ist nur eine Einstellmöglichkeit für alle Achsen vorhanden, können die anderen beiden Achsen nicht mehr weiter und besser eingestellt werden. Das ist dann als ob ein Porsche nur in Fußgängerzonen gefahren werden kann, weil sonst die Gefahr eines Unfalls besteht.....

Heading oder Normal-Betrieb ?

Die Frage lautet eigentlich:

Steuert der Pilot das Modell oder das Stabi-System ?

Normal-Betriebsart/Dämpfer
So arbeiten die meisten Kreisel seit es Kreisel gibt. Die Wirkung entspricht quasi einer Dämpfung der von außen einwirkenden Drehbewegungen. Da der Sensor diese erheblich früher erkennen kann als der Pilot, bleibt das Modell ruhiger, der Pilot muss weniger schnell reagieren.

Sind alle Einstellungen richtig vorgenommen, hält der Kreisel dadurch ein Modell stabil, Böen wirken kaum noch. Der Kreisel lässt keine abrupte Bewegungen über die stabilisierte Achse des Modells zu.

Diese Betriebsart lässt ein breites Anwendungs-Spektrum zu, der Pilot hat schnell ein unterstützende Wirkung und bei der Qualität von SMM Sensoren und mit viel Erfahrung über die Flugphysik von Flugmodellen in der Software lässt sich mit der Normal-Betriebsart bei Flugmodellen (nicht bei Hubschraubern) ein Kreisel-Ergebnis erzielen, welches dem von Heading Kreiseln in keinem Fall nachsteht.

Heading/AVCS
Im Heading-Betrieb bewirkt ein Knüppelausschlag eine Drehung des Modells um die stabilisierte Achse, die Drehgeschwindigkeit ist dabei immer proportional zum Knüppelausschlag und bleibt konstant. Man kann sagen, der Knüppel steuert den Kreisel, der Kreisel die Drehgeschwindigkeit des Modells. Daher benutzt z.B. Futaba lieber den Begriff „Angular velocity control“, also Steuerung der Winkelgeschwindigkeit.

Die konstante Drehgeschwindigkeit proportional zum Steuerknüppelausschlag ist beim Hubifliegen ein erheblicher Vorteil für den Piloten, vor allem beim 3D-Fliegen in Rückwärtsfiguren. Man kann sagen viele heutige 3D-Figuren sind ohne die Heading Funktion gar nicht möglich.

Die meisten Flugmodelle mit Tragflügeln fliegen nicht rückwärts, haben eine völlig andere Flugphysik und viel mehr zu berücksichtigende Variablen als Hubimodelle.

Diese Betriebsart empfehlen wir bei Flächenmodellen daher nur dann, wenn der Pilot selber und der Sender in der Lage ist, den Kreisel oder Stabi-System für den Heading-Betrieb adaptiv, also situatons-bedingt, einzusetzen oder zu aktivieren.

Mit dieser Betriebsart ist das Steuergefühl u.U. komplett ungewohnt. Grund dafür ist, dass der Knüppel nicht mehr das Modell steuert, sondern den Kreisel bzw. die Drehgeschwindigkeit des Modells.

Mit Heading wird das Kreiselsignal so ausgewertet, dass der rückführende Servoausschlag solange anhält, bis die ursprüngliche Position wieder eingenommen wird (HEADING=Kurs halten). Solange keine Steuerbewegung des Piloten anliegt, wird auch keine Drehung gesteuert, das Modell hält (theoretisch) die Position/Richtung, als ob es links und rechts vom Heck je eine harte Feder angebracht hätte und Einflüsse (Drehungen) von außen werden „zurück gefedert“.

Wegdrehen ist (fast) nicht mehr möglich, es liegt eine Lageregelung der stabilisierten Achse vor. Als ursprüngliche Lageposition wird immer die Lage angenommen, die beim Einschalten des Kreisels, beim Einschalten der HEADING-Funktion (Umschaltung von NORMAL auf HEADING-Betrieb) vorlag, oder die Lage des Modells, die nach Loslassen des Steuerknüppels neu eingenommen wurde.

Ob Normalbetrieb oder Heading besser ist bleibt aber letztlich eine Philosophiefrage:

Steuert der Pilot das Modell - Oder - Steuert das Stabi-System das Modell?

Der Pilot muss sich einfach fragen: Was soll der Vorteil für den Piloten sein, was will der Pilot durch den Einsatz eines Kreisels oder Stabi-Systems erreichen?

Normal-Betrieb:
Soll der Kreisel oder das Stabisystem  den Piloten unterstützen, das Steuergefühl für das Modell soll erhalten bleiben, das Modell soll sich gleich „anfühlen“, so als ob ohne Kreisel geflogen werden soll, dann ist die NORMAL-Betriebsart richtig.  Hier ist der Kreisel vor allem als Böendämpfer für von außen einwirkende Drehbewegungen, und daher für Flugmodelle einsetzbar.

Heading:
Mit Heading soll der Pilot den Kreisel oder das Stabisystem steuern, das Modell dann vom Stabisystem, der Pilot gibt dann nur noch die Richtung und die Drehgeschwindigkeit dem Stabisystem vor, der Kreisel fliegt eigentlich das Modell und hält es in Position oder Richtung. Und zwar so lange, bis der Pilot wieder steuert und damit die nächste Position oder Richtung vorgibt. Hier geht es nicht um den Ausgleich äußerer Einflüsse, hier geht es um „Richtung halten“. Das Steuergefühlt ändert sich zum Teil gravierend.

Beide Möglichkeiten können sinnvoll sein. Voraussetzung ist allerdings, dass der Kreisel oder Stabisystem so programmiert ist, dass die Regelkreise (s.o.) auch in der Praxis optimale Ergebnisse erreichen. So ganz billig geht das nicht, und mit einfachen Sensoren auch nicht wirklich gut..

Richtiges Fliegen mit Kreisel oder Stabisystem, und nur dann ist ein Kreisel oder Stabisystem  eine sinnvolle Geld-Ausgabe, bedeutet immer mit der maximal möglichen Wirkung (Empfindlichkeit) des Kreisels oder Stabisystems  zu fliegen, von daher müssen alle Komponenten im Regelkreis optimal gestaltet sein.

Flugmodelle, die mit Stabilisierungs-Systemen gesteuert werden, sind für erfahrene Modellflieger oft schon von “Weitem” erkennbar. Die mit solchen Systemen ausgerüsteten Modelle fliegen bei weniger geübten Piloten fast immer mit hängenden Flügeln oder schräger Rumpflage, weil der “Stabi” die zuletzt gesteuerte Lage versucht am Modell einzuhalten und der ungeübte Pilot das nicht erkennt.

Stabi-Systeme können sehr wohl Flugbereiche erweitern und sogar neue erschließen, erfordern aber durch die hohe Komplexität für die optimale Einstellung auch sehr viel Erfahrung und Wissen.

Das kann je nach Wunsch des Piloten vorteilhaft sein, verändert aber in jedem Fall das Fluggefühl für das Modell. Ein Einsteiger bekommt mit Stabisystemen im Heading-Betrieb dadurch im Grunde kein richtiges Gefühl für das Modellfliegen an sich.

Mit einem Stabi-System fühlt sich für geübte Piloten jedes Modell irgendwie gleich an. 

Ein optimaler Kreisel mit breitem Anwendungs-Spektrum ist in jedem Fall eine sinnvolle Erweiterung für jedes Modell. Der Pilot wird unterstützt, der Anwendungsbereich des Modells erweitert, und oft ist es auch möglich, vor allem bei Segelflugmodellen, die mögliche Flugleistung zu erhöhen.

Hintergrundwissen zu Kreiseln und Stabi-Systemen

Wie wirkt ein Kreisel ?
Ist ein Kreisel im Modell eingebaut, steuert dieser bei einer Drehbewegung des Modells um eine Achse einen Ruderausschlag, der das Modell in eine Gegendrehrichtung steuert.

Es geht also um Dreh-Bewegungen des Modells

Drehbewegungen, die von außen auf das Modell einwirken, z.B. Böen, sollen soweit wie irgend möglich gedämpft werden. Da Kreiselsysteme die einwirkenden Böen erheblich früher erkennen als der Pilot, ergibt sich im Idealfall eine optimale Dämpfung, der Pilot hat das Gefühl dass das Modell sich viel leichter steuern lässt. Das gilt für den NORMAL-Betrieb.

Im Heading-Betrieb steuert der Kreisel oder Stabi-System das Modell, man bekommt, wenn alles richtig eingestellt ist, sogar eine Rückführung in die ursprüngliche Position, zumindest theoretisch.

Die Verwendung eines Kreisels oder Stabisystems bringt aber nicht automatisch nur Vorteile, ja kann für ein Modell sogar gefährlich sein, daher muss ein Kreisel oder Stabisystem optimal eingestellt sein bzw. muss geeignet sein ein Modell gefahrlos zu stabilisieren.

Die Drehachsen eines Modells
Jedes Modell hat 3 Bewegungs- bzw. Drehachsen, um die es sich drehen kann. Jede Achse kann mittels Kreisel oder Stabisystem stabilisiert oder gehalten werden. Da wäre doch sicher eine 3-Lagenstabilsierung optimal...... ?

Aber wer kann das optimal einstellen? Ist das überhaupt einstellbar?

Was soll der Kreisel oder Stabisystem überhaupt ändern? Was erwartet der Pilot von den Geräten ?

Klar ist, ein Kreisel oder Stabisystem, richtig eingesetzt, kann den Piloten unterstützen, wenn ein Modell sehr kritisch zu fliegen ist. Man kann sogar ein Modell damit fliegen mit weit zurück liegendem Schwerpunkt, weil der Kreisel so ein Art künstliche Stabilität erzeugen kann.

In vielen Flugzuständen kann ein richtig eingestellter Kreisel oder Stabisystem sehr wohl ein Sicherheitsgewinn sein, z.B. bei der Landung bei starkem Windböen....

Alles das bei richtig eingestelltem Kreisel oder Stabisystem .....

Hier muss der Pilot zunächst über die Philosophie für den Einsatz eines Kreisel oder Stabisystems entscheiden (s.o.).

Regelkreis
Der Kreisel oder das Stabisystem alleine können gar nichts bewirken, die sind im Grunde nur die Sensoren für ein- oder mehrere Drehbewegungen. Dass damit eine Wirkung erzielt werden kann, müssen andere Komponenten im Modell mitarbeiten, diese müssen die Kreiselsteuerung umsetzen. Alle beteiligten Komponenten nennt man die Teilnehmer in einem Regelkreis.

Die Teilnehmer im Regelkreis sind die „Variablen“
 

Servos
Da ist zunächst das Servo, welches die jeweiligen Systeme ansteuern. Dieses muss schnell sein, denn die von außen einwirkenden Böen wirken auch sehr schnell. Da die Systeme ihre Wirkung schon im Ansatz einer Drehbewegung oder Steuerbewegung entfalten, wäre daher ein langsames Servo sinnlos. Es gilt der Grundsatz je schneller das Servo desto besser die Systemwirkung

Ruder
Kreisel und Stabisysteme steuern über das Servo die Ruder an. Sind diese zu klein, haben diese keine Wirkung hilft auch das schnellste Servo nicht.

Anlenkungen
Diese müssen leichtgängig sein, den sonst kann das Servo die Ruder nicht schnell ansteuern. Außerdem müssen die Anlenkungen spielfrei arbeiten.

Modell-Gewicht
Auch dieses hat großen Einfluss auf die Kreiselwirkung und ist Bestandteil des Regelkreises.

Kreisel-Charakteristik/Software
Wie ein Sensorsignal ausgewertet und an die Rudermaschinen weitergeleitet wird, entscheidet die Software des Kreisels. Ist die Software in der Lage, alle Variablen des Regelkreises und die Flugphysik eines Flugmodells optimal zu berücksichtigen, erhält man das beste Kreiselergebnis.

Auch ob das Anwendungs-Spektrum breit, also für viele Anwender vorteilhaft ist, oder spitz und kaum erreichbar, entscheidet die Software. 

Auch wenn heutige Sensoren mit ein wenig Software schon einen Servoausschlag erzeugen können, hier ist vor allem Erfahrung des Softwareherstellers notwendig, denn es gibt zwar viele theoretische Rechenmodelle, aber hier unterscheidet sich eben Theorie und Praxis am meisten.

In der Software liegt das eigentliche Geheimnis eines optimal wirkenden, den Piloten unterstützenden Systems.

Pilot
Ja, auch der Pilot ist Teilnehmer im Regelkreis...... Viele Piloten erwarten von einem Kreiselsystem, dass damit Flugfiguren geflogen werden können, die man aus mangelndem „Talent“ bisher nicht steuern konnte.

Diese Annahme ist falsch !!!

Wer keinen Messerflug steuern kann, kann das auch NICHT mit einem Stabi oder Kreisel.........

Die Systeme können lediglich helfen besser zu steuern, der Pilot muss das trotzdem selber richtig einleiten und aussteuern können. Wer z.B. diese Figur selber nicht fliegen kann, kann sie schon gar nicht einleiten.

Hier ist es sinnvoll zwischen Marketing für Kreiselprodukte und Praxis zu unterscheiden.

 

Anpassung an das Modell/Empfindlichkeit einstellen
Ein Kreisel muss an die spezifischen Eigenschaften des Modells angepasst werden können, während des Fluges. Das erfolgt mit der Einstellung der Empfindlichkeit. Diese regelt, wie stark die Kreiselwirkung oder Stabisystem-Wirkung auf die von außen einwirkenden Drehbewegungen, z.B. durch Böen, reagiert.

Die Empfindlichkeitsregelung erfolgt mit einem zusätzlichen, freien Kanal am Sender, zunächst möglichst mit einem Schieberegler. Je breiter hier das Anwendungs-Spektrum des Kreisel/Stabi-Systems ist, desto weniger muss hier eine optimale Anpassung erfolgen. Das macht das Ganze dann auch in diesem Bereich wieder einfacher.

Die maximal mögliche Empfindlichkeit
Richtiges Fliegen mit Kreisel - und nur dann ist ein Kreisel eine sinnvolle Unterstützung für den Piloten - , bedeutet immer: Mit der maximal möglichen Wirkung (Empfindlichkeit) des Kreisel zu fliegen. Dann unterstützt das System den Piloten optimal, dann hat das System die größte Effizienz.

Um das zu erreichen, müssen alle beteiligten Komponenten im Regelkreis des Kreisels (s.o.) optimal gestaltet sein und der Kreisel im Flug einstellbar sein:

Anpassung an Flugzustände
Neben der Anpassung der Regelcharakteristik an die unterschiedlichen Drehachsen eines Modells ist es vor allem bei Systemen mit engem Wirkungsbereich ein schwieriges und aufwändiges Feld, die optimale Wirkungsweise eines Kreisels für jeden Flugzustand einzustellen.

Ist das Modell langsam (z.B. im Motor-Leerlauf), die Ruderwirksamkeit entsprechend schlecht, muss der Kreisel oder das Stabisystem ganz anders arbeiten als wenn das Modell schnell ist (Vollgas). Das bedeutet entweder flugzustands-abhängige Programmierung der Kreiselempfindlichkeit im Sender, oder eine geschwindigkeits-abhängige Kreiselempfindlichkeits-Einstellung (s.u.).

Dafür gibt es bei ACT einen Staudruck-Speed-Sensor und eine kleine Zusatz-Elektronik FMB, welche die Kreiselempfindlichkeit in Abhängigkeit der Fluggeschwindigkeit optimal regelt.

Sind die Ruder klein, die Servos langsam, die Anlenkungen schwergängig, muss der Kreisel ganz anders arbeiten, wie wenn alle diese Punkte genau das Gegenteil aufweisen oder einzeln anders sind. Das ist ein Punkt, den nur ein ausgeklügelter Regelkreis mit breitem Anwendungsspektrum lösen kann.

  • Je größer die Masse des Modells, desto höher die notwendige Empfindlichkeit.
  • Je schneller das Modell, desto geringer die notwendige Empfindlichkeit
  • Je langsamer das Modell, desto höher die notwendige Empfindlichkeit
  • Je schneller die Servos, desto präziser die Stabilisierung
  • Je leichtgängiger die Anlenkung, desto präziser die Stabilisierung
  • Je größer die Ruder(wirkung), desto präziser die Stabilisierung

AUS und EINschalten im Flug
Es ist sinnvoll einen Kreisel oder Stabisystem nur bei best. Flugzuständen einzusetzen, z.B. im Segelfugmodell. Sucht man Thermik, muss der Kreisel oder Stabisystem abgeschaltet sein, sonst ist die Thermik schwer zu finden. In die Thermik eingekreist muss man den Kreisel dann schnell einschalten können, dann lässt sich das Modell besser in der Thermik kurbeln.

Oder beim Motormodell, wo der Kreisel nur für die Torque-Rolle eingesetzt werden soll, da muss der Anflug ohne Kreisel erfolgen, um dann in der Torque Position den Kreisel zu aktivieren.

Daher ist es unbedingt erforderlich eine Möglichkeit zu haben, den Kreisel im Flug AN und AB-zuschalten und zwar für jede Achse unabhängig voneinander. Nur dann kann der Kreisel oder das Stabis-System den Piloten unterstützen.

Ist dies Alles nicht möglich oder der Kreisel in seiner Regel-Charakteristik nicht optimal, usw., kann der Kreisel sogar gefährlich sein für das Modell, denn stimmt eine der Einstellungen nicht, schaukelt sich u.U. das Modell in der Luft auf, bis hin zum Zerlegen in der Luft.

Alle diese Punkte müssen daher optimal berücksichtigt werden in der Software und in den Bedien- und Einstellmöglichkeiten, und das so, dass jeder Kunde damit zurecht kommt und der Kreisel dem Kunden einen Vorteil beim Steuern des Modells verschafft.

Man kann durchaus alle drei Achsen eines Flugmodells mittels Kreisels oder Stabisystems stabilisieren. Betrachtet man aber die Anforderungen in der Praxis, ist es für ein Flugmodell eher fragwürdig, alle drei Achsen zu stabilisieren, und das womöglich noch gleichzeitig.....

Geschwindigkeitsabhängige Kreiselempfindlichkeit per GPS-Speed

Es gibt Stabi-Systeme, bei denen die Kreiselempfindlichkeit mittels der über GPS ermittelten Geschwindigkeit angepasst werden kann. Man hat also erkannt, dass sich die Anforderungen zur optimalen  Einstellung des Systems mit der Flug-Geschwindigkeit ändert.

Schon die Physik beweist: Das kann nicht funktionieren...... Lesen Sie dazu eine ausführliche Info hier

Auszug:
Zur besseren Darstellung der GPS-Ergebnisse ein Vergleich von Airspeed- und gleichzeitig gemessener GPS-Speed im Jet. Es ist deutlich sichtbar, dass die GPS-Speed völlig andere und daher unbrauchbare Werte anzeigt als die tatsächliche Air-Speed. Da gibt es keine Glaubenskriege, da gibt es nur Tatsachen.

Wer mit der GPS-Speed die Empfindlichkeit eines Kreisels steuert, riskiert sein Modell !

Soll der Kreisel oder das Stabisystem über den ganze Flug OHNE Abschaltung aktiv sein und an jeden Flugzustand, an jede Fluggeschwindigkeit angepasst sein, dann geht das nur mit reiner richtig funktionierenden  „Fluggeschwindigkeits-abhängigen“ Empfindlichkeits-Regelung.

Oder, was wir sehr häufig sehen, man fliegt mit ganz wenig Empfindlichkeit, dann kann man nichts falsch einstellen. Man kann nun damit zufrieden sein. Ob man sich dafür aber einen Kreisel leistet, das muss jeder Pilot für sich entscheiden. Das Ergebnis ist jedenfalls sehr sehr gering.......

Sensorvergleiche MEMs und SMM
MEMS-Sensoren aus dem Smart Phone werden in Massen hergestellt und sind sehr günstig zu kaufen. (3 Achsen-Sensoren kosten ca. 3$ bei geringen Mengen). Die teuren SMM Sensoren (1 Achse kostet ca. € 100.- bei mittleren Mengen) sind nur noch dort anzutreffen wo es auf höchste Genauigkeit und Signalstabilität ankommt. Im Modellbau daher praktisch nicht mehr.

Genau gesagt sind SMM-Sensoren eigentlich auch MEMS-Sensoren, aber eben für ganz andere Anforderungen an die Präzision.

Nach rein technischen Vorraussetzungen und entsprechenden Test ist klar, MEMs-Sensoren sind gut für bestimmte Anwendungen wie drehen und kippen von Smartphones, aber nicht wirklich vergleichbar mit SMM-Sensoren nach MIL-Spezifikation der höchsten Anforderungsstufe.

Zusammenfassung der Grundlagen

Natürlich kann man heute mit etwas Software- und Hardwarekenntnissen „Kreisel „ bauen, die bei einer Drehbewegung ein Servo in Gegenrichtung bewegen, so eben halt.

Unsere kleinen gelben Freunde aus Fernost beweisen das, und leider nicht nur diese...... Aber mit welcher Steuercharakteristik eine Gegendrehung gesteuert werden soll, wie die automatische Ausblendung arbeiten soll, wie die automatische Flap-Erkennung arbeiten soll und wie man die Kreiseleinstellung an die unterschiedlichen Flugzustände anpasst, damit das Stabilisierungs-Ergebnis optimal ist, zu jeder dieser Fragen gehört sehr viel Erfahrung und tief gehende Kenntnis der Flugphysik.

Wichtig ist auch, wie stellt man die Anpassung an das Flugmodell, die Kreiselempfindlichkeit, optimal ein, und das während des Fluges? Wir wollen, wenn schon Kreisel, ja auch optimale Ergebnisse.

Gleichzeitig gilt, jede Achse eine Flugmodells muss mit einer anderen Steuer-Charakteristik und mit einer anderen Empfindlichkeit angesteuert werden, denn die Bewegungen des Modells sind um jede der drei Achsen unterschiedlich und die Reaktion des Kreisel muss es dann eben auch sein.

Angebote mit ein und der selben Regelung für alle Achsen sind offensichtlich nicht unbedingt sinnvoll.

Wer also sein Modell mit Kreiseln ausstatten möchte und dabei einen tatsächlichen Vorteil haben will, der sollte sehr genau überlegen, was tatsächlich gewollt ist und mit welchen Mitteln das zu lösen ist.

 

ACT-Kreisel/ ACT Kreisel-Philosophie

Wir bauen Kreisel, weil wir wollen, dass der Pilot das Modell steuert.....

Flugmodell-Kreisel von ACT werden seit fast 20 Jahren immer weiter optimiert und spezialisiert für diese Anwendung. Kein anderer Hersteller hat diese jahrelange Erfahrung bei Flächenkreiseln, von keinem anderen Hersteller sind mehr optimal einstellbare Flugmodellkreisel im Einsatz.

ACT Flächenkreisel haben schon immer eine automatische Ausblendung für Steuerausschläge, die Gegendrehung erfolgt nicht linear zum Dreh-Ereignis von außen sondern viel intelligenter, und bei Anwendungen, wo die Querruder auch als Flaps zur Auftriebssteuerung eingesetzt werden, erkennt die Elektronik automatisch den Unterschied zwischen Flap und Querruderausschlägen.

Die meisten “sog. modernen” Kreisel mit Heading-Funktion sind spezialisiert auf einen ganz genauen Anwendungs-Punkt.

ACT-Kreisel folgen einer anderen Logik - das Anwendungsspektrum ist breit, denn mit einem breiten Anwendungsspektrum ist es für den Anwender viel einfacher, die optimale Einstellung zu finden. ACT-Kreisel sind so gebaut. Damit wird ohne viel Einstellerei ein gutes Ergebnis erzielt und das für jeden Anwender.

Trotzdem können ACT-Kreisel immer auch noch in Richtung „spitz“ eingestellt und die Empfindlichkeitseinstellung kann weiter optimiert werden. Dafür sorgt die patentierte Dynamic-Einstellung der ACT-SMM-Kreisel.

Die Regelcharakteristik der ACT-Kreisel ist, wenn tatsächlich Bedarf besteht, einfach per Poti einstellbar auf die unterschiedlichen Achsen, das ist bis heute weltweit einzigartig.

Durch den Zusatzkanal können ACT Kreisel während des Betriebs AN- oder AB-geschaltet bzw. stufenlos in der Empfindlichkeit geregelt werden zwischen 0% und 100%.

Unsere Kreisel sind keine „eierlegende Wollmilchsau“ mit hoher Komplexität. Wir wollen keine Kunden die mit abgeschaltetem oder stark reduzierten Stabi fliegen, unsere Kunden sollen Spaß haben an den Ergebnissen unserer Kreisel und trotzdem noch das  “Gefühl” für das Modell haben.

Wir wollen, dass der Pilot eine optimale Hilfe bekommt, er soll aber immer noch selber fliegen (können) und das ohne dass sich das Steuergefühl für das Modell ändert. Und das Alles nicht nur für den absoluten Elektronik-Experten, sondern für den ganz normalen Anwender.

ACT-Knüppelausblendung (In der Betriebsart Normal)
Beim gewollten Steuern von Drehbewegungen um die stabilisierte Achse wird eine Ausblendung der Kreiselwirkung benötigt. Ohne diese Ausblendung würde der Kreisel auch Drehbewegungen, die durch Steuerausschläge erzeugt werden, entgegensteuern. Bei Querruderausschlag würde sich das Modell sehr träge drehen, das ganze Steuergefühl würde sich vollständig verändern, bis hin zur Unsteuerbarkeit des Modells. ACT Flächenkreisel mit 2 Ausgängen bieten diese Funktionalität.

Intelligente Ausblendung/Mischererkennung
Werden Ruder, die mehrere Funktionen steuern, mit dem Kreisel stabilisiert, muss sichergestellt werden, dass nur beim Steuern der stabilisierten Drehachse die automatische Ausblendung erfolgt. ACT Flächenkreisel mit 2 Ausgängen beherrschen das.

Beispiel:
Querruder werden durch gleichsinniges Absenken nach unten auch als Auftriebshilfe benutzt (Flaps). Die Kreiselwirkung soll bei betätigen der Querruder ausgeblendet werden, bei Betätigen der Flaps soll keine Ausblendung erfolgen.

Dynamikeinstellung:
Mit dem Dynamik-Regler kann die Empfindlichkeitseinstellung weiter optimiert werden. Der Dynamik-Regler ermöglicht den Kreisel in etwa auf die vorhandenen mechanischen Gegebenheiten einzustellen. Wird der Regler aus der Mitte heraus auf die ungünstige Seite verdreht, schwingt sich das Modell noch stärker (früher) auf. Dreht man den Regler zur richtigen Seite (abhängig von den mechanischen Gegebenheiten), kann man die Empfindlichkeit nun weiter aufdrehen und damit das Kreiselergebnis nochmals verbessern. Drehung nach links = weicher, Drehung nach rechts = härter.

Aber auch hier gilt die Ausnahme für die Jets. Hier sind die Geschwindigkeitsunterscheide so groß, dass man bei hohen Ansprüchen an das Kreiselergebnis nicht mit nur einer Regelcharakteristik ein optimales Ergebnis erzielen kann. Deshalb bietet ACT hier immer optimierte Kreisel für Jets an, die sonst alle Vorteile der ACT-SMM Kreise bieten, aber eben mit einer für Jets  optimierten Regelcharakteristik.

Alle diese zusätzlichen Funktionen der ACT-Kreisel dienen ausschließlich dazu, mit der maximal möglichen Empfindlichkeit fliegen zu können, dabei das Steuergefühl für den Piloten nicht zu verändern und/oder die Einstellung eines Kreisel zu vereinfachen.

Alles das sind Voraussetzung für den erfolgreichen Einsatz eines Kreisels/Kreiselsystems.

ACT Kreisel sind so gebaut, dass ein normaler Anwender damit zurecht gut kommt und Experten auch noch ein erhebliches Potential ausschöpfen können. Nach all unserer Erfahrung nutzt es nichts einem Kunden die „eierlegende Wollmilchsau“ zu verkaufen und er kommt nachher nicht damit zurecht oder hat nur Probleme im Einsatz. Wir wollen keine Kunden die glauben, sie kommen nicht mit Kreiseln zurecht, unsere Kunden sollen Spaß haben an den Ergebnissen unserer Kreisel..

Wir wollen, dass der Pilot eine optimale Hilfe bekommt, er muss aber immer noch selber fliegen und das ohne dass sich das Steuergefühl ändert . Und das nicht nur für den absoluten Programmier-Experten, sondern für den ganz normalen Anwender.

Klar ist, für jede Achse ist die optimale Empfindlichkeitseinstellung und die Regelcharakteristik unterschiedlich. Alle Einstellungen im Flug richtig vorzunehmen, das ist bei einem 1-Achsenkreisel schon etwas Aufwand. Von daher bezweifeln wir grundsätzlich, dass einem Normal-Kunden möglich ist ein 3 Lagen-System richtig einzustellen.

Bei einem 3-Lagensystem die Empfindlichkeit einzeln und auch während des Fluges einzeln und unterschiedlich einstellen, das ist in der Praxis einfach zu viel. So wie wir den Bedarf der Piloten verstehen, wollen sie fliegen, nicht am Kreisel spielen.........

Unsere Empfehlung, entstanden aus 20 Jahren Erfahrung mit Flächenkreiseln:

  • Steuern Sie das Höhenruder selber
  • Halten Sie die Kreiselanwendung so wenig komplex wie möglich, stabilisieren Sie daher per Kreisel beim Flugmodell 2 Achsen, max. 3, dann aber besser mit 2(oder 3) Einzelkreiseln.
  • Die Kreiselwirkung sollte grundsätzlich im Betrieb AN oder AB-schaltbar sein. Vor allem wenn ein Kreisel fürs Höhenruder eingesetzt wird, dann in jedem Fall nur An-oder ABschaltbar darstellen.
  • Heading Betrieb ist im Flugmodell gut für jemand, der gerne und viel experimentiert, dafür gibt es dann unendliche Möglichkeiten. Oder wenn man gezielt Anwendungen hat, die genau damit Vorteile bringen. Wer aber nur eine Unterstützung durch den Kreisel haben will, sollte diesen nur im normalen Dämpfermode einsetzen.
  • Flugzustands-Programmierung bringt weitere Vorteile, aber wenn dies fluggeschwindigkeits-abhänig eingestellt werden soll/muss, dann immer nur mit der True-Airspeed, niemals mit GPS-Speed.
  • Achten Sie darauf, dass man einen Kreisel nichts aufwändig programmieren muss, kleine  Displays und Tasten sind sehr komplex zu bedienen.
  • Sparen Sie sich das Geld für Billig-Kreisel, Sie werden damit keine Freude haben. Ein guter Kreisel, richtig eingesetzt, ist bei der ersten verhinderten Bruchlandung amortisiert........

Wer erwartet, dass sich durch die Verwendung eines Kreisel automatisch eine sofortige Verbesserung der eigenen Flug-Künste ergibt, sollte dem Marketing dahinter etwas weniger Prioritäten einräumen.

Egal welcher Kreisel, welche Sensoren, welche Software, ein Kreisel muss auf das Modell vom Piloten eingestellt werden. Nur Einbauen und dadurch automatisch eine Verbesserung des Flugverhaltens erzielen zu wollen ist dem Bereich „Illusion“ zuzuordnen. Es gibt natürlich Ausnahmen, vor allem bei den Piloten, die nach dem Kauf eines Produkts immer total begeistert sind, denn sonst hätten die ja wohl einen Fehlkauf gemacht.....

Am besten für Flugmodelle sind aus unserer Sicht immer noch Kreisel die unterstützend wirken, ein breites Anwendungsspektrum haben und die einfach und ohne Programmierung einstellbar sind.

Hinweis
Kreisel und Stabilsierungs-Systeme können den Horizont nicht erkennen, die Lage im Raum ist einem Kreisel und auch für ein Stabi-System nicht bekannt.  Die jeweiligen Systeme können Drehbewegungen erkennen oder vorhandene Flug-Lagen einhalten und führen daher ein Modell aus schwierigen Fluglagen nicht in die Horizontale zurück.

Warum schreiben wird alles?

Wir sehen ein Produkt nur dann für sinnvoll an, wenn es dem Kunden Vorteile bringt. Das ist vielleicht etwas altmodisch, es werden aber derzeit immer mehr Produkte mit der Aufschrift “Kreisel” angeboten, die den Namen eigentlich nicht verdienen. Zumindest dann nicht, wenn man den Masstab des technischen sinnvollen und Nutzen stiftenden anlegt. Solche Produkte werden nicht nur aus Fernost angeboten.

Da sonst niemand, auch nicht die heute eher anzeigenorientierte Fachpresse, darüber informiert, machen wir das eben. Es gibt u.E. einfach zu viele „Fake-Produkte“ im Modellbau, bei denen der tatsächliche Vorteil sehr einseitig verteilt ist, aber nicht unbedingt beim Käufer liegt.