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Highlights... |
Martin Hepperle
Bereits 1982 hatten wir auf dem Fluglager in Saulgau versucht, die Sinkgeschwindigkeit verschiedener Segelflugmodelle durch trigonometrische Messung der Flughöhe und der Flugdauer vom Boden aus zu bestimmen. Diese Erfolg versprechenden Versuche mündeten schließlich in den Studienarbeiten von Otto Jakob und Werner Würz, die von den Messeinrichtungen her zwar gut funktionierten, jedoch aufgrund der zunächst außer Acht gelassenen Bahnbewegung des Modells (Phygoide) leider keine exakt reproduzierbaren Ergebnisse lieferte.
Wirklichen Aufschluss über die tatsächlichen Leistungen der Modelle kann aber nur eine kontinuierliche Messung von Flughöhe und Fluggeschwindigkeit liefern; die bisherigen Arbeiten ermittelten diese Werte stets durch Messungen in zwei Punkten der Flugbahn.
Daher versuchte ich als ersten Schritt die Messung der aktuellen Fluggeschwindigkeit in Angriff zu nehmen. Um zu einer ausreichenden Genauigkeit zu gelangen, war es notwendig, die Messanlage im Modell selbst zu installieren, da bei einer Messung vom Boden aus nur hochpräzise und damit unerschwinglich teure Geräte in Frage gekommen wären.
Zunächst musste eine geeignete Messsonde gefunden werden; kommerzielle Geräte schieden aus Kostengründen, ein Hitzdraht wegen der problematischen Kalibrierung und zu aufwendiger Auswerte-Elektronik aus.
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Als Lösung blieb schließlich ein Flügelrad-Anemometer übrig, das im Eigenbau mit dem zufällig vorher selbst entwickelten Gebläselaufrad eines Frisierstabs realisiert wurde. Gemessen wird die Drehzahl des Rades über eine Infrarotlichtschranke, was auch die Kalibrierung sehr erleichtert, da hierzu ein präziser Drehzahlmesser für Modellmotoren verwendet werden konnte. Die Drehfrequenz sollte dann per Funkstrecke zum Boden übertragen werden. |  |
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Da ich zu diesem Zeitpunkt glücklicherweise gerade meine Studienarbeit am Modellwindkanal des Instituts für Aero- und Gasdynamik ausführte, konnte die Kalibrierung dort im Kanal mit den vorhandenen genauen Messinstrumenten vorgenommen werden. Nachdem sich dabei eine sehr exakte lineare Abhängigkeit der Drehzahl von der Anblasgeschwindigkeit ergab wurde auch gleich der elektronische Teil der Messwertübertragungs- und Auswerteanlage in Angriff genommen. | 
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Die Technik im Modell |
Die Übertragungsanlage, bestehend aus einem Verstärker, Sender und
Empfänger wurde vom Elektronik-Fuchs Roman Gmünder aufgebaut und abgestimmt.
Für die Auswertung entwickelte ich ein Digitalvoltmeter mit einem Frequenz-Spannungswandler und Parallelschnittstelle, das schließlich mit einem HP-41 Taschenrechnersystem über eine HP-IL-Schnittstelle verbunden wurde. Damit war eine direkte Anzeige der Fluggeschwindigkeit und eine Weiterverarbeitung der Daten möglich. |
Die Bodenstation |
Die Bodenerprobung zeigte nach kleinen Änderungen eine gute Reichweite der Anlage. - Die erste Erprobung im Flug erfolgte schließlich 1985 in Karbach, wo wir in den Abendstunden verschiedene Tests durchführten. Als Modell wurde ein Mosquito mit 4m Spannweite eingesetzt. Dabei wurde die Kabinenhaube durch eine GfK-Haube ersetzt, die den Sender und die Stromversorgung aufnahm und an einem ca. 200mm langen Mast das Anemometer trug. Die Anordnung des Flügelrads vorne über dem Rumpf sollte den Einfluss der Modellzelle auf die Messung reduzieren. Da der Antrieb des Schleppmodells leider immer wieder Schwierigkeiten bereitete, konnten wir nur ca. 10 Messflüge durchführen, die aber sehr ermutigende Ergebnisse lieferten. In Verbindung mit einer trigonometrischen Höhenmessung konnten wir einige Polarenpunkte aufnehmen, die recht glaubwürdig erscheinen (das mag heutzutage lächerlich klingen, aber für unsere damaligen Verhältnisse war das schon ein Fortschritt und Spaß hat es auch gemacht...).
Mit einer solchen Anlage lassen sich sicherlich sehr gute Messergebnisse erzielen, in Kombination mit einer noch zu entwickelnden parallelen Sinkgeschwindigkeitsmessung wäre die Anlage komplett gewesen.
Heute sind verschiedene, teilweise recht brauchbare Anlagen mit Micro-Controllern kommerziell verfügbar, so dass derartige Messvorhaben wesentlich einfacher sind. Besonders Wettbewerbspiloten verwenden solche Datenlogger um Modelle und Flugstil zu optimieren. Um eine brauchbare Qualität der Messwerte zu garantieren sind allerdings mehr als 8 Bit Auflösung der A/D Wandler und viel Geduld bei den Messflügen erforderlich.
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Last modification of this page: 21.05.18
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