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Thema: Fly by Wire in Eigenbauflugzeug Manntragend

  1. #1
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    Fly by Wire in Eigenbauflugzeug Manntragend

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    Wir planen mit mehreren Leuten ein Flugzeug selbst zu konstruieren,zu bauen und zuzulassen. Dieses Flugzeug soll mit einer Fly-by-Wire-Steuerung ausgestattet sein. Diese sollte mehrfach redunant sein und möglichst, ausser den Servos,auf bewegte Teile verzichten da diese doch einer gewissen Beschleunigung ausgesetzt sind welche zu Funktionsstörungen führen könnte. Das Flugzeug ist einsitzig und recht klein. 5Meter Spannweite und etwa 3,2Meter Länge. Es soll mit zwei Jet-Cat Strahltriebwerken angetrieben. Die Instrumente bestehen aus einem Garmin G300 Display für Triebwerke und Moving Map Informationen in einem Split-Screen Format, Garmin SL40 Funkgerät, Garmin GTX327 Mode C Transponder und einem 406 MHz ELT Notsender. Die Steuerung benötigt einen Mischer für Seiten/Höhenruder, einen Mischer für Ladeklappen/Querruder und das ganze sollte in allen drei Achsen durch Kreisel stabilisiert werden. Ein Force Feedback müsste auch für alle drei Achsen vorhanden sein.
    Nun da ich für die technische Umsetzung verantwortlich aber nicht gerade der Informatiker bin, meine Fragen!
    1. Was sollte man für Rechner nehmen? Ich dachte an Pocketcomputer.
    2. Wie kann ich ein Fail-Save hinbekommen?
    3. Welche Software wäre sinnvoll?
    4. In wie weit muss ich das ganze abschirmen um Störungen durch Funk zu verhindern?
    5. Wieviel Strom braucht sowas?
    Insgesammt wäre ich für Tipps zur Steuerelektronik dankbar.

  2. #2
    Benutzer Stammmitglied
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    Inspiriert wurden wir durch die Cri Cri ,das kleinste Zwemotorige Flugzeug der Welt.
    http://www.bredow-web.de/diverse_Flu...ri/cricri.html
    Das Garmin G300 wurde übrigens speziel für das LSA Cessna Skycatcher entwickelt.
    http://www.cessna.com/single-engine/skycatcher.html

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von vohopri
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    Hallo Harald,

    fly by wire in einem manntragenden Kleinstflugzeug, das halte ich für kein vernünftiges Konzept. Es ist aber ein hübsches Plauderthema. Je weniger Fachwissen vorhanden ist, umso leichter ist es, sich grosszügig über reale Notwendigkeiten hinweg zu setzen.

    grüsse,
    Hannes

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von oberallgeier
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    Re: Fly by Wire in Eigenbauflugzeug Manntragend

    Hi Storchenvogl

    huii, ein interessantens Projekt.
    Zitat Zitat von Storchenvogl
    ... Insgesammt wäre ich für Tipps zur Steuerelektronik dankbar ...
    Zu Deinen Fragen kann ich leider selbst nicht helfen. Du hast aber vermutlich schon Kontakte zur OUV geknüpft ! ? Haben die nicht einen Elektronikspezialisten? Der wäre sicher einer der ersten Ansprechpartner.

    Der nächste, professionelle, ist die Fa. Mavionics. Dort kannst Du sicher ein paar Minuten am Telefon bei M. Buschmann ergattern. Vielleicht auch mehr. Schau Dir dazu mal deren Präsentation an, bes. den T200.

    Als dritten, aber nicht letzten Gesprächspartenr frag U. Schäfer von der FH Aachen. Der hat (s)einen Modellflieger letzte Woche in die Luft bekommen. Das ist eigentlich mehr eine Art "kleiner" ATTAS und gespickt mit Elektronik. Zwar nicht flybywire im landläufigen Sinn, aber dann doch, weil er eben per Funk unterwegs ist (lach nicht - schau Dir das Ding erst mal an). Allerdings haben die ihre Homepage in der letzten Zeit kaum gepflegt (Arbeit ging vor). Eine Besonderheit bei Schäfers Flieger ist der Antrieb: zwei Turbinen *ggg*. Aber im Vergleich zur Cricri ist er etwas groß geraten.

    Viel Erfolg
    Ciao sagt der JoeamBerg

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Felix G
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    Ein Problem bei fly by wire ist sicherlich der hohe Stromverbrauch der Aktoren (die ja sicherlich auch wieder redundant sein sollten, denn die beste x-fach redundante Steuerung bringt nichts, wenn ein Aktor verreckt)...

    Um sowas sicher zu machen bräuchte man meiner Ansicht nach prinzipiell:

    - 2 Generatoren
    - 2 große Akkus (damit man noch ein paar Minuten für eine Notlandung hat, sollten beide Generatoren ausfallen)
    - jeder Aktor natürlich auch doppelt

    und:

    Mindestens 3 voneinander unabhängige, sowohl Hardware- als auch Softwaretechnisch unterschiedlich realisierte Steuerungen. Ein Befehl dürfte nur dann ausgeführt werden, wenn mindestens 2 dieser Steuerungen sich einig sind.

    Sind alle identisch steigt das Risiko daß sie alle gleichzeitig aufgrund eines Designfehlers ausfallen, oder schlimmer noch: die Aktoren falsch ansteuern (mehrere redundante Rechenfehler machen ein Flugzeug nicht wirklich sicherer).
    So viele Treppen und so wenig Zeit!

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von oberallgeier
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    Zitat Zitat von Felix G
    ... Aktoren ... sicherlich auch wieder redundant ...
    Mehrfache Redundanz bei Steuerungen ist ja nicht ganz problemfrei. Bei unterschiedlichen Kommandos müsste eine Entscheidung getroffen werden . . . . brauche ich für die Entscheidungsfindung auch wieder redundante Systeme? Und wer kontrolliert die Entscheidung? Möglichst sichere, vielfach getestete Steuerungen sind da eher angebracht. Redundanz bei Aktoren und Sensoren ist sinnvoll. Allerdings war ich ziemlich überrascht, als ich das erste Mal in einem Airliner den gewaltigen Schlag spürte beim Umschalten von einem Kompass auf den anderen . . . . Steuerleitungen, also das eigentliche fly by wire, macht man dann eher so, wie es in der Kommunikation beim Fliegen (und anderen Unternehmungen) nicht unüblich ist: read back. Das hilft ziemlich viel um Störungen zu vermeiden.
    Ciao sagt der JoeamBerg

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Hallo
    Ich denke, wer in einem Bastlerforum Bastlerfragen stellt, sollte sich erstmal mit kleineren Projekten versuchen.
    Ansonsten: Fachliteratur studieren, Versuche fahren, Erfahrungen verwerten.
    Oder gleich einen Fachmann oder Ingenieurbüro damit beauftragen.
    Frag doch bei den Modellflugzeugbauern nach, die bauen auch ziemlich große flugfähige Modelle.
    Mit freundlichen Grüßen
    Benno
    Wo man nicht mit Vernunft handelt, da ist auch Eifer nichts nütze; und wer hastig läuft, der tritt fehl.
    Ein König richtet das Land auf durchs Recht; wer aber viel Steuern erhebt, richtet es zugrunde

  8. #8
    Benutzer Stammmitglied
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    Zitat Zitat von vohopri
    Hallo Harald,

    fly by wire in einem manntragenden Kleinstflugzeug, das halte ich für kein vernünftiges Konzept. Es ist aber ein hübsches Plauderthema. Je weniger Fachwissen vorhanden ist, umso leichter ist es, sich grosszügig über reale Notwendigkeiten hinweg zu setzen.

    grüsse,
    Hannes
    Wieso ist das kein vernünftiges Konzept? Uns sind auch die realen Notwendigkeiten bekannt. Finanzielle Mittel, Werkstatt und aerodynamisches Fachwissen sind vorhanden. Beim technischen Fachwissen fehlt uns ein wenig die Computerkenntnis. Deshalb ja meine Frage hier.
    Ach übrigens es gibt ein Modell der CriCri in 1:1 RC-gesteuert. Wir könnten unser Flugzeug ja durchaus mit ner Fernsteuerung bauen und uns mit dem Sender reinsetzen. Ist aber wohl ein wenig zu gefährlich und nicht zulassungsfähig.

  9. #9
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    Re: Fly by Wire in Eigenbauflugzeug Manntragend

    Zitat Zitat von oberallgeier
    Hi Storchenvogl

    huii, ein interessantens Projekt.
    Zitat Zitat von Storchenvogl
    ... Insgesammt wäre ich für Tipps zur Steuerelektronik dankbar ...
    Zu Deinen Fragen kann ich leider selbst nicht helfen. Du hast aber vermutlich schon Kontakte zur OUV geknüpft ! ? Haben die nicht einen Elektronikspezialisten? Der wäre sicher einer der ersten Ansprechpartner.

    Der nächste, professionelle, ist die Fa. Mavionics. Dort kannst Du sicher ein paar Minuten am Telefon bei M. Buschmann ergattern. Vielleicht auch mehr. Schau Dir dazu mal deren Präsentation an, bes. den T200.

    Als dritten, aber nicht letzten Gesprächspartenr frag U. Schäfer von der FH Aachen. Der hat (s)einen Modellflieger letzte Woche in die Luft bekommen. Das ist eigentlich mehr eine Art "kleiner" ATTAS und gespickt mit Elektronik. Zwar nicht flybywire im landläufigen Sinn, aber dann doch, weil er eben per Funk unterwegs ist (lach nicht - schau Dir das Ding erst mal an). Allerdings haben die ihre Homepage in der letzten Zeit kaum gepflegt (Arbeit ging vor). Eine Besonderheit bei Schäfers Flieger ist der Antrieb: zwei Turbinen *ggg*. Aber im Vergleich zur Cricri ist er etwas groß geraten.

    Viel Erfolg
    Zur OUV haben wir schon Kontakt gehabt. Um die kommt man kaum vorbei wenn man Amateurflugzeuge bauen will. Die haben einen Elektroniker. Dem muss man aber schon etwas vorlegen was Hand und Fuss hat. Wir werden um ihn nicht herumkommen wenn es um den Antrag beim LBA geht. Er kostet richtig Kohle und deshalb wollen wir ihm schon etwas vorlegen was Hand und Fuss hat.
    Danke dir aber für die Kontaktadressen. Das könnte helfen!

  10. #10
    Benutzer Stammmitglied
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    Zitat Zitat von Felix G
    Ein Problem bei fly by wire ist sicherlich der hohe Stromverbrauch der Aktoren (die ja sicherlich auch wieder redundant sein sollten, denn die beste x-fach redundante Steuerung bringt nichts, wenn ein Aktor verreckt)...

    Um sowas sicher zu machen bräuchte man meiner Ansicht nach prinzipiell:

    - 2 Generatoren
    - 2 große Akkus (damit man noch ein paar Minuten für eine Notlandung hat, sollten beide Generatoren ausfallen)
    - jeder Aktor natürlich auch doppelt

    und:

    Mindestens 3 voneinander unabhängige, sowohl Hardware- als auch Softwaretechnisch unterschiedlich realisierte Steuerungen. Ein Befehl dürfte nur dann ausgeführt werden, wenn mindestens 2 dieser Steuerungen sich einig sind.

    Sind alle identisch steigt das Risiko daß sie alle gleichzeitig aufgrund eines Designfehlers ausfallen, oder schlimmer noch: die Aktoren falsch ansteuern (mehrere redundante Rechenfehler machen ein Flugzeug nicht wirklich sicherer).
    Mit der Stromversorgung haben wir tatsächlich ein Problem da die
    Jet-Cat-Turbinen keinen Generator haben. Wir tragen uns jedoch mit dem Gedanken einen Generator durch den Luftstrom anzutreiben. Dazu sind Versuche notwendig. Wir sind noch in der Phase Zeichnungen zu erstellen. Danach werden wir ein Modell bauen um die Auslegungen zu prüfen.
    Wir haben tatsächlich an drei unabhängige Systeme gedacht. Eines davon jedoch nicht auf elektronischem Weg. Es soll hydraulisch angetrieben werden. Dieses System habe ich schon mit Simprop-Servos getestet. Es funktioniert aussreichend. Die gegenseitige Kontrolle ist ja ein Fail-Save. Mir geht es hauptsächlich um die eigentlichen Rechner. Die müssen leicht, klein und zuverlässige Leistung bringen. Dazu dann entprechende Programme deren Offsetwerte beim Einfliegen aktualisiert werden können.
    Ausserdem sollte es die Möglichkeit geben in verschiedenen Situationen (Start, Reiseflug, Kunstflug und Landeanflug) verschiedene Einstellungen abrufen zu können.
    Bei den Aktoren werden wir auf Servos aus dem Modellbau zugreifen. Die sind erprobt und zuverlässig. Trotzdem kommen auf jedes Ruder zwei Servos.

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