Stabilizace


Cestou ze soutěže ze Staňkova mne napadlo, že v klidném vzduchu klesá RESka z 90 metrů třeba 4 minuty. Ve větru a turbulencích je to třeba polovina. Otázkou tedy je, zda může model v turbulenci stabilizovaný elektronicky letět déle než bez stabilizace.

(15.7.2024: přidal jsem ještě pár odstavců dojmů)

Obecná část pravidel FAI pro elektrolety stabilizaci povoluje. Tradičně se tvrdí, že pro termické létání se stabilizace nehodí. Podle mě je to do značné míry pravda, ale jsou situace, kdy se může reakce rychlejší, než co zvládne pilot, hodit. Jak jsem přečetl v jedné diskusi, pilot potřebuje vidět, co model dělá, pohyb vyhodnotit a páčkou vykompenzovat. Celé to zabere třeba půl sekundy (spíše více), za tu dobu elektronika provede korekcí dvacet.

První zkušenost se stabilizací mám s Baby Gullem, ale ten je tak malý a lehký, že se s ním stejně za turbulence létat nedá. Nicméně vliv stabilizace patrný na letu je. Pro další pokusy jsem reaktivoval Zlína X.


Prvním krokem byla náhrada serv, původní 5g Turnigy byly hrozně „měkké“ a nepřesné, pořád jsem trimoval. Do trupu přišly Hitec HS-55…


… křidélky hýbají Dualsky DS3101. Je zajímavé, jaký rozdíl v pocitech z letu udělají jen „blbá“ serva 🙂 .


Původní regulátor má BEC jen na 1 A. stabilizace může vrtět servy pořád, navíc jsem v modelu vozil olovo, tak jsem připájel konektory na větší regulátor. Motor zůstal Dualsky 2221.


Poslední prací na draku byla výroba nových „poliček“ pro baterku a přijímač z překližky (nahoře je původní balzové lože s baterií s krabičkou pro kus olova).


Se stabilizací jsem se zase vyvztekal. O FC120 už jsem psal několikrát (naposledy tady), ani tentokrát se mi nepodařilo ho do větroně naroubovat. Prvním problémem bylo určení, které křidélko je první a které druhé. Spektrum považuje za první pravé, stabilizace levé. Ale to vyřešilo pár kliků v programovacím menu vysílače. Horší bylo, že při zapnutí stabilizace „zmizelo“ veškeré nastavení naprogramované ve vysílači. Protože Zlín má křidélka i ve funkci brzd, je maximální výchylka nahoru asi 60 stupňů, stabilizace je využívala.


Vyzkoušel jsem to i mimo model a potvrzuji, že FC120 zruší při přepnutí do stabilizačního režimu všechna nastavení z vysílače. Divné, ale nejsem schopen posoudit, jestli je to chyba nebo záměr. Rozumím tomu, že pokud gyro pracuje samo o sobě, nemůže vědět, jak je nastavený vysílač, a může ke stabilizaci využívat celý rozsah serva. Na druhé straně by ale při pokynu z vysílače krabička měla předat řídicí pokyn nezměněný.

Nezdar s FC120 ale mou zvídavost nezastavil. Dlouho jsem se rozhodoval, zda si pořídit stabilizovaný přijímač od Lemonu (mám s přijímači této firmy jen ty nejlepší zkušenosti) nebo jít do originálu Spektrum.


Nakonec vyhrál AR630. Má totiž následující výhody:

  • nezáleží na orientaci přijímače, může klidně ležet na boku
  • má anténu na plošném spoji (zde připomínám, že v RESce mám AR410 s podobnou anténou, se kterým jsem za 4 roky nalétal více než 100 letových hodin bez sebemenších problémů s dosahem), mě ty drátové trochu rozčilují
  • má nejen gyra, ale i akcelerometry, tj. model se dá nastavit i na kroužení nebo přímý let
  • programování se provádí přes vysílač, v přijímači lze nastavit až 10 letových fází pro stabilizaci, tyto letové fáze přísluší pouze přijímači, jsou nezávislé na nastavení letových fází ve vysílači, navíc pro ovládání těchto fází lze použít volné kanály vysílače, přijímač má sice jen 6 výstupů pro serva, ale uvnitř má kanálů 20

Naproti tomu přijímač Lemon má vestavěný výškoměr a stojí méně než polovinu 😉 .

Přijímač Spektrum si uloží veškeré nastavení z vysílače (výchylky, trimy apod.), tj. stabilizuje v rámci omezení nastavení vysílače. Z programování jsem zatím učinil jen první dva kroky – naučení orientace přijímače vůči draku a nastavení ovládání zisku gyra (proporcionální pákou), zisky jsem nechal tovární.


Zlín je hrozně mrňavý (rozpětí 1500 g, hmotnost asi 350 g), ale pokud udržím soustředění (zvlášť ve výšce se z modelu nesmí spustit oči), je létání s ním, na danou velikost, poměrně příjemné. Při kroužení vyžaduje řídit křidélka a výškovku (nepoužívám mix, resp. jsem ho zrušil), při přeletech proniká i proti celkem silnému větru (do 5 m/s).

I u Zlínu je vliv stabilizace patrný (čím menší model, tím vhodnější), let je znatelně klidnější. Ale k nastavení je toho v přijímači mnoho, hlavně na autopilota jsem zvědavý 🙂 . Pokračování bude, na otázku položenou v úvodu zatím odpovědět neumím.

Honza
10. 07. 2024

Doplnění 15. 7. 2024
Se stabilizovaným Zlínem mám nalétány asi 4 hodiny. Bohužel, nebo naštěstí, zatím nebylo počasí, ve kterém, jak jsem si představoval, by mohla být stabilizace výhodná. Takže jen popíšu své zkušenosti a zážitky:

AR630 může pracovat ve dvou základních režimech, které Spektrum označuje jako AS3X a SAFE. AS3X je tříosá stabilizace gyroskopy, SAFE je systém založený na akcelerometrech, který umí uvést model do přímého letu, předepsané zatáčky nebo předepsaného stoupání a klesání, případně omezit maximální náklony modelu (tj. zná polohu modelu vůči zemi). Hlavním účelem SAFE se zdá být naučit létat začátečníky, zatím jsem ho nepoužil.

Pro AS3X lze pro každý letový režim nastavit množství parametrů. Nejdůležitějšími hodnotami jsou zisky pro všechny osy. Zisk PID regulátoru určuje, jak velká bude reakce na odchylku. Model něco (turbulence) vychýlí z kurzu a elektronika zareaguje výchylkou kormidla. Zisk právě určuje, jak velká výchylka kormidla bude.

Dalším parametrem je priorita, která určuje, jak moc model poslouchá pilota a jak moc elektroniku.

Poslední položkou je tzv. „heading hold“, česky asi „držení směru“, dále jen HH. V okamžiku zapnutí této funkce si přijímač uloží, kam model míří, a tento směr udržuje, dokud se nesáhne na kniply nebo se HH nepřepne. Zisky pro tento režim se nastavují nezávisle na stabilizaci, pro Zlína jsou potřeba velmi malé hodnoty, s většími kmital jako blázen.

Pro Zlína jsem si na třípolohový přepínač nastavil tři letové fáze (pro přijímač):
– vypnuto
– stabilizace
– heading lock

Na posuvném potenciometru potom mohu měnit zisk od nuly do maxima.

Největším problémem stabilizace je pilot 🙂 . Zlín stabilizaci totiž nepotřebuje. Určitě jsou modely, které jsou bez elektronické stabilizace jen obtížně řiditelné, ale zdá se mi, že větroně jsou aerodynamicky stabilní až až. Elektronika tak podporuje pilota, nikoliv model. Alespoň toto je můj nejsilnější dojem.

Dobrý pilot elektronickou podporu nepotřebuje, zatímco špatný ji ocení. Smiřuji se tedy s tím, že nejsem dobrý pilot. Uvědomuji si to zejména při kroužení. Pokud nejsem plně soustředěný a neřídím model koordinovaně kolem všech tří os, je letový projev neuspořádaný, se zapnutou stabilizací jsou kolečka krásně plynulá.

HH působí až strašidelně. Drží totiž polohu modelu, nejen směr, ale i náklon. Dá se tak přelétnou obloha v náklonu. Funkce se hodí třeba při návratu z dálky proti větru nebo při motorovém letu. Důležité ale je zapnout HH až když model míří tam, kam chceme, aby letěl. Vysledoval jsem dvě zrady, pro které jsem HH zase vypnul. První je potenciální start se zapnutým HH. Držím model křídlem k zemi, druhou rukou si šteluji přepínače, po zvednutí modelu nad hlavu jsou plně vychýlená křidélka, elektronika chce přeci křídlo dolů. Druhým problémem je zásah do řízení při letu na HH. Výchylka kniplu upraví dráhu letu, ale když ho zase pustíme, HH se zapne s novým směrem. Není to úplně příjemné. Domnívám se, že je rozdíl mezi tím, kam model letí, a tím, kam si myslíme, že letí. Ale možná mi jen vadí, že mám najednou obsluhovat další čudlík.

Nejlépe mi zatím vyhovuje jen zisk na „šoupáku“ (v krajní poloze je zisk nula, tj. bez stabilizace), bez dalších přepínačů. Svádím to na svou omezenou mozkovou kapacitu.

Tedy, výsledkem mých pokusů s elektronikou je zatím jen pošramocené sebevědomí 🙂 a prozatímní závěr, že do elektrovětroňů je elektronická stabilizace zbytečná. Mám ovšem i jiné modely pro pokusy.

Ve Zlínu jsem svezl Altis GPS. Domnívám se, že na vlnitosti záznamu výšky je vliv stabilizace vidět, vlny se mi zdají být plošší. Ale asi to není průkazné, protože při různých měřeních nebyl „stejný vzduch“.


Při pohledu na záznam trajektorie mě napadá, že jsem něco podobného uměl už v předškolním věku 🙂 .

Altis zaznamenává souřadnici polohy na šest desetinných míst, tj. např. 15.123456. Protože jeden stupeň (v poledníkovém, severojižním směru) odpovídá asi 111 km, měla by poloha určená s přesností na poslední desetinné místo být přesná asi na 10 cm. Ze zubatosti záznamu se mi zdá, že je to spíše 1 m. Ale i to mi přijde úžasné.
Zlín je malý model, dále než asi 250 m od startu jsem s ním zatím nebyl.

Honza
15. 7. 2024

Komentáře: 3

  1. General rules FAI, str. 17
    Unless specifically allowed in the class rules, any airborne device or function that uses sensors to actuate any control surface is prohibited and must not be installed.

    Na zavadeni pravidla se pamatuji. Dostavalo se do pravidel ruznych kategorii, pak to byro vzalo za sve a vlozilo vyse uvedenou vetu do general rules.

    Ale taky by mne zajimal vliv stabilizace na let vetrone ve smyslu „pitch“, stejne jako Tebe. Stabilizace zjevne spotrebuje spoustu energie.

    1. Ahoj Ivane,

      mně se zdá, že toto použití stabilizace povoluje, minimálně v těch elektroleteckých kategoriích, které to výslovně nezakazují.


      https://www.fai.org/sites/default/files/sc4_vol_f5_electric_23.pdf

      Ale stejně o soutěžním nasazení neuvažuji, spíše mi jde o pochopení principů. Stabilita je „drahá“, nejsem si jistý, jestli lze přirozenou stabilitu nahradit umělou (u termických modelů). Určitě lze ale nahradit pomalou přirozenou reakci pilota rychlou reakcí elektroniky. Včasná malá korekce byla měla být „levnější“ než velký pozdější zásah do řízení. Jestli se mi to podaří prokázat se teprve uvidí 🙂
      H.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Přidejte obrázek (JPEG only)