Mittenstellung beim Yoke

[hercules123]

Hallo zusammen,

 

da ich zur Zeit dabei bin meinen Yoke neu zu gestalten, mir aber eine Sache nicht ganz klar ist, wollte ich mal die Real-Life-Pilots fragen.

 

Wie verhält sich das Steuerhorn für die Seitenruder in Bezug auf Neutralstellung.

Bei Höhenruder ist es mir klar, da hier die Steuersäule in der Trimmposition verharrt. Wenn ich an ihr ziehe, oder sie nach vorne drücke, habe ich den Widerstand der Steuerflächen, die u.a. vom Speed abhängig sind.

 

Aber wie ist das bei den Seitenruder, wenn ich dieses z.B. nach links drehe und dann los lasse? Ich könnte mir vorstellen, dass durch den Wind, der auf den Seitenruderflächen wirkt, diese in die Neutralstellung zurückgedrückt werden und somit auch das Steuerhorn in die Mittenstellung!?!?

 

Das würde bedeuten, dass die Steuerflächen mit den Zügen wie eine Art Feder auf das Steuerhorn wirken (will man das ganze mit nen simplen Sim-Yoke vergleichen), oder?

 

In den ganzen Filmen, die ich bisher sah, war nie recht zu erkennen, ob der Yoke das Bestreben hat in den MIttenstellung zurückzukehren.

 

 

Was mich weiter beschäftigt ist das Rollverhalten der Flugzeuge. Ich meine in den Filmen zu erkennen, dass das Steuerhorn bis zum gewünschten Bang Angle gedreht wird, dort aber nicht gehalten werden muss, damit das Flugzeug weiter rollt, sondern in die Neutralstellung zurückgedreht werden kann, ohne das der Kurvenflug abbricht. Will man dieses beenden, muss man das Steuerhorn in die entgegen gesetzte Richtung drehen. Dieses würde aber meiner Theorie oben widersprechen..?

 

Kann mich mal jemand aufkklären?

 

 

Danke euch und frohe OStern

 

 

Thomas

[Flying-Andy]

Hallo Thomas,

 

Steuerhorn für die Seitenruder

:confused:

 

Sorry, aber diese Aussage irritiert mich etwas, ich denke wir sprechen schon vom gleichen, wenn ich Dein "Seitenruder" jetzt in das Querruder umbenenne ! :009:

 

Mit dem Yoke bedienen wir Piloten (in den meissten Flugzeugen :005:) die Querruder, welche an den "Flügel-Enden" vorhanden sein sollten.

 

Richtig erkannt hast Du das Höhenruder, welches wir ebenfals via Yoke bedienen.

 

Das Seitenruder wird mit unseren Füssen "getreten", die Fusspedalen sollten das uns ermöglichen. Gleichzeitig können wir bei vielen Flugzeugen damit auch das Bugrad steuern, um beim Taxy auf den Rollwegen bleiben zu können.

 

Um nun ganz einfach gesagt ein Kurve zu fliegen, hast Du das bereits richtig verstanden. Du drehst die Yoke in die Richtung, in welche Du fliegen möchtest. Wenn das Flugzeug die erwünschte Neigung (Bank) erreicht hat, lassen wir den Yoke wieder in die Neutralstellung zurück drehen. Gleichzeitig müssen wir aber unser Flugzeugheck mit dem Seitenruder etwas nachführen (koordinierter Kurvenflug) und zu allem hinzu müssen wir an der Yoke sogar leicht zurückziehen, um nicht an Flughöhe zu verlieren.

Um nun die Kurve wieder ausleiten zu können, drehen wir die Yoke in entgegen gesetzter Richtung bis sich unser Flugzeug wieder waagerecht auf gerichtet hat, dabei lassen wir die Zugkraft auf das Höhenruder auch kontinuierlich nach, um dann nicht plötzlich in einen Steigflug über zu gehen.

Das Seitenruder müsste jetzt eigentlicht auch wieder in der neutralen Position (Mitte) sein, sofern das Flugzeug sauber ausgtrimmt ist und wir uns im Reiseflug befinden.

 

Ich hoffe, ich konnte ein klein wenig zur Aufklärung beitragen, ansonsten gerne weiter fragen.

 

Beste Grüsse

Andy :)

[hercules123]

Hallo Thomas,

 

 

Sorry, aber diese Aussage irritiert mich etwas, ich denke wir sprechen schon vom gleichen, wenn ich Dein "Seitenruder" jetzt in das Querruder umbenenne !

 

Autsch.....naklar...Peinlich. Die Ruder sind mir tatsächlich bekannt, auch wenn man das hier nicht vermuten würde :o

 

Wenn das Flugzeug die erwünschte Neigung (Bank) erreicht hat, lassen wir den Yoke wieder in die Neutralstellung zurück drehen.

 

Ahja....damit ist die Frage 2 perfekt beantwortet. Heisst also, dass die Hydraulik die Ailerons in der Stellung belässt, bis man in die entgegengesetzte Richtung eine Steuereingabe tätigt. Ich meine gelesen zu haben, dass bei einem Bang-Angle kleiner 5" das Flugzeug automatisch wieder levelt, oder?

 

 

Was mich noch interessiert, ist wie die Ruderkräfte auf den Yoke wirken. Wenn ich an einem Simulator-Yoke drehe, kehrt dieser beim Loslassen, durch die Federn bedingt, wieder in seine Mittenstellung zurück. Aber wie ist das in real, wenn ich den Yoke loslasse? Bleibt der dann in der Stellung, oder wird der irgendwie (Ruderkräft, Hydraulik etc) wieder automatisch in die Mitte gesdreht?

 

 

Ich hoffe, ich konnte ein klein wenig zur Aufklärung beitragen, ansonsten gerne weiter fragen.

 

Na sicher doch :-) Vielen Dank dafür... :)

 

Grüssle

 

Thomas

[Markus Burkhard]

Ahja....damit ist die Frage 2 perfekt beantwortet. Heisst also, dass die Hydraulik die Ailerons in der Stellung belässt, bis man in die entgegengesetzte Richtung eine Steuereingabe tätigt.

Die Ailerons sind immer in der gleichen Stellung wie der Yoke. Das heisst, nach dem Einleiten der Kurve wenn der Yoke wieder zu neutral gedreht wird, dann bewegen sich auch die Ailerons wieder zu neutral.

 

Ich meine gelesen zu haben, dass bei einem Bang-Angle kleiner 5" das Flugzeug automatisch wieder levelt, oder?

Rein aerodynamisch nicht nein, dies kann dann der Fall sein wenn in der Flugsteuerung noch Computer zwischengeschaltet sind die das so machen. Sowas gibt es bei einigen Flugzeugen mit Yoke, mit oder ohne Fly-by-Wire. (z.B. CWS, Control Wheel Steering)

 

Was mich noch interessiert, ist wie die Ruderkräfte auf den Yoke wirken. Wenn ich an einem Simulator-Yoke drehe, kehrt dieser beim Loslassen, durch die Federn bedingt, wieder in seine Mittenstellung zurück. Aber wie ist das in real, wenn ich den Yoke loslasse? Bleibt der dann in der Stellung, oder wird der irgendwie (Ruderkräft, Hydraulik etc) wieder automatisch in die Mitte gesdreht?

Der Yoke und damit auch die Steuerflächen drehen beim Loslassen nach neutral zurück.

 

Ich möchte noch anmerken, dass dies sehr allgemein geschrieben ist. Es gibt ettliche Flugzeuge mit allem Möglichem an Feinheiten der Flugsteuerung welche vom oben geschriebenen abweichen.

 

Gruess

Markus

[hercules123]

Hallo,

 

worin ist denn dann begründet, dass das Flugzeug erst nach einer Gegensteuereingabe wieder aus der Kurve auslenkt? Die Ailerons halten es ja nicht im Kurvenflug, da der Yoke wieder auf Neutral steht.

 

Oder ist das einfach physikalisch bedingt, so dass das Flugzeug eigendlich nicht "weiss" in welcher Fluglage (Rollmodus) es ist und somit einfach wieder einen Gegenimplus benötigt um zu leveln?

 

 

Das es ein Mittenstellung gibt, ist genau das was ich wissen muss um die Steuersäule zu bauen.

 

Ach ja, ich baue seit einigen Jahren an einem B737NG Cockpit und meine Fragen beziehen sich auch auf dieses Muster.

 

Grüsse

 

Thomas

[Hans Tobolla]

Wenn ich mich richtig erinnere, nehmen zumindest die Kleinflugzeuge die Bank langsam wieder zurück, wenn die Querruder neutral stehen. Es macht schon Sinn, wenn das Flugzeug die Tendenz hat, von sich aus zur getrimmten Horizontalfluglage zurück zu kehren. Anders wäre es wirklich scheußlich zu fliegen, und du könntest niemals den Knüppel für eine Weile loslassen, aber genau das kann man.

 

Frage doch einfach mal bei den Modellfliegern und bei den Segelfliegern, um Grundsätzliches über die Stabilität um die Flugzeugachsen zu erfahren. Diese Leute haben Flugzeuge in Reinkultur.

 

Gruß!

 

Hans

[Stefan Burri]

Hallo Zusammen

 

Wenn ich mich richtig erinnere, nehmen zumindest die Kleinflugzeuge die Bank langsam wieder zurück, wenn die Querruder neutral stehen.

 

[...]

 

Frage doch einfach mal bei den Modellfliegern und bei den Segelfliegern, um Grundsätzliches über die Stabilität um die Flugzeugachsen zu erfahren. Diese Leute haben Flugzeuge in Reinkultur.

 

Also zumindest die Segelflieger vergrössern die Querlage definitiv von alleine. Erklären kann ich mir es nur dadurch, dass der Aussere Flügel schneller ist als der innere und somit mehr Auftrieb hat. Auffallend ist auch, dass dieser Effekt bei Langsamen Flugzeugen viel ausgeprägter ist.

 

Bei den motorisierten Kleinflugzuegen habe ich das Gefühl, dass sie die Bank ziemlich stabil halten. Also weder vergrössern noch verkleinern.

 

Gruss

Stefan

[jumbolinopilot]

Hallo Thomas

 

Es ist vielleicht etwas irritierend, weil man sich das ganze etwa so vorstellt wie bei einem Auto. Wenn ich eine Kurve fahren will, muss ich das Lenkrad eindrehen, dann festhalten bis die Kurve zu Ende ist und dann wieder gerade drehen (resp. loslassen). Wenn ich das Lenkrad in der Kurve loslasse, fährt das Auto unweigerlich geradeaus.

 

Beim Flugzeug ist das aber anders. Mit dem Querruder wollen wir lediglich die "Lage" des Flugzeugs ändern, damit es eine Kurve fliegt. Das ist dann in etwa so, wie wenn Du mit dem Auto in einer Steilwandkurve fährst. Demnach müssen wir die Kurve auch wieder ausleiten, indem wir das Flugzeug mit einer Gegenbewegung aufrichten. (Andy hat das ja schon erklärt.) Wir sprechen übrigens von "bank angle" und nicht "bang angle". Bank bedeutet Neigung. Wenn es "bang" macht, hast Du etwas falsch gemacht!

 

Nun zu Deiner Frage betreffend Simulator-Yoke. Wie Du erwähnt hast, haben die handelsüblichen Yokes eine federgehaltene Mittelstellung. Dies ist Kompromiss, Du wirst es aber wahrscheinlich auch so lösen müssen. Etwas Anderes ist mit vernünftigem Aufwand nicht machbar. Die "richtigen" Simulatoren haben eine aufwändige Hydraulik, um die Steuerdrücke 1:1 simulieren zu können. Du müsstest also die federgehaltene Mittelstellung mit der Trimmung verschieben können, damit Du den anfallenden Steuerdruck wegtrimmen kannst. Dies wäre eigentlich mit einem elektrischen Stellmotor relativ einfach lösbar. Das Ganze muss jedoch mit der Trimmung der Simulator-Software exakt korrespondieren. Dazu müssen noch weitere Faktoren berücksichtig werden, die sich auf die Steuerdrücke und auf die Trimmung auswirken (Geschwindigkeit, Fluglage, Wind, Power-Änderungen etc.).

 

Dies alles müsstest Du dann sowohl auf das Höhen-, als auch auf das Querruder anwenden (und dann wären da noch die Rudder pedals)...

 

Vielleicht willst Du ja noch ein paar Jahre (oder Euronen) in dieses Problem investieren. Ansonsten: löse es mit den Federn.

 

Viel Spass beim "basteln" wünscht Dir

 

Urs

[hercules123]

Hallo zusammen,

 

vielen Dank für die vielen hilfreichen Antworten:-) Ja ja.."bang" hat es hin und wieder schon mal gemacht im Sim:-)

 

Es ist also tatsächlich so wie ich es vernutet hat mit dem Querruder und der Neigung. Mein Muster (PMDG ohne Panels da Project Magenat) neigt leider immer dazu automatisch wieder in den Horizontalflug zurückzukehren.

 

@Urs

Ich werde den Aufwand mit der Trimmung ganz sicher auf mich nehmen, da ich schon seit mehreren Monaten am Yoke entwickle und tatsächlich Stellmotoren etc. verwende und Bowdenzüge zur AP-Steuerung des Yokes. Ist aber wegen dem Mischbetrieb zwischen Manuell/ Automatik mechanisch nicht so leicht so lösen, da ich ja bei manueller Betätigung der Steuersäule nicht gegen den Stellmotor arbeiten möchte:-)

 

Bei meinem Autothottlesystem übernehmen diese Aufgabe Servos, die man bei Deaktivierung wunder barmanuell bewegen kann.

 

 

Ist aber alles ein wenig OT:-)

 

 

Grüssle

 

Thomas

[wabis]

Ob ein Flugzeug bei der Neutralstellung der Querruder in die Horizontale zurückkehrt hängt nach meinen physikalischen Kenntnissen von der Konstruktion ab: Ist der Massen-Schwerpunkt des Flugzeugs unterhalb des Auftriebs-Schwerpunktes, so hat das Flugzeug die Tendenz, in die Horizontallage zu gelangen. Dies ist wohl bei allen Hochdeckern der Fall. Tiefdecker habe meist leicht nach oben geneigte Flügel, was den Auftriebsschwerpunkt wohl etwas nach oben bringen soll, vermutlich um genau diese Stabilität zu erreichen. Bei Airlinern dürfte die Konstruktion so sein, dass der Auftriebsschwerpunkt sehr genau mit dem Massenschwerpunkt in der Höhe übereinstimmt oder minim darüber ist.

[PeterH]

Wabis hat eine Sache sehr richtig gesehen: Es hängt von der jeweiligen Konstruktion ab, ob eine Maschine stabil in der Kurve bleibt, in den Horizontalflug zurückkehrt oder den Bankangle vergrössert. So muss man z.B. bei manchen kleinen Flugzeugen (z.B. C42 UL) bei grossem Bankangle (so ab 45 Grad) kräftig Gegen-Querruder geben ("abstützen"), um den Bankangle zu halten und nicht irgendwann im Messerflug (oder wo auch immer :D ) zu enden.

 

Aber einen "Auftriebsschwerpunkt" gibt's natürlich nicht. Zudem ist die alte Erklärung zur V-Stellung (Innenflugel habe höheren Auftrieb und wirke daher einer Störung der Lage um die Längsachse entgegen) schlichtweg falsch: Am Schwerpunkt eines Flugzeugs greift die Summe von Schwerkraft und Zentrifugalkraft an: In einer koordinierten Kurve zeigt der Beschleunigungsvektor immer zum Kabinenboden, nicht zum Erdmittelpunkt. Es gibt da z.B. einige Tupuolev's, die Tiefdecker sind und sogar eine leicht negative V-stellung (zur Verringerung der bei gepfeilten Flügeln typischen Instabilität um die Hochachse) haben - sie fliegen trotzdem (weitgehend) stabil um die Längsachse.

 

Für den Flugsimulator kann man leider nur festhalten: Ein für alle Modelle (von C72 bis 747) einheitliches Verhalten gibt es leider nicht - man muss seinen Sim-Yoke also für das spezielle "Lieblingsflugzeug" konfigurieren und sich zudem darauf verlassen, dass die Flugdynamik des Modells vom Designer halbwegs realistisch abgebildt wurde. Das ist leider nur bei wenigen Modellen der Fall.

 

Man muss ja auch in der Realität eine praktische Einweisung auf jedem neuen Flugzteug-Typ machen, insofern ist man am PC-Flugsimulator garnicht so schlecht dran.

 

Viele Grüsse

Peter

[hercules123]

Sehr interessant! Mein Flugmodell sollte eigendlich ganz gute Flugeigenschaften haben, neigt aber sazu vom Bank langsam wieder in den Horizontalflug zurückzukehren.

 

Nun noch eine sehr subjektive Frage an unsere Jetpiloten:

Wie stark muss ich mir den Widerstand beim Yoke vorstellen, wenn ich die Querruder bewege und bei normalen Bedingungen? Ist das mit einem grossen Kraftaufwand verbunden, oder ist der Kraftaufwand in etwa gleichbleibend, da wie in einem PKW eine Unterstützung durch Hydraulik vorhanden ist? Bei den Dokumentationen sieht es so aus, also könne man den Yoke mit 2 Fingern ohne Probleme bewegen.

 

Danke für eure Tips:-)

 

BG

 

Thomas

[jumbolinopilot]

Dieser Widerstand lässt sich nicht so einfach definieren. Ein Beispiel zum Höhenruder:

 

Nehmen wir an, Du möchtest steigen. Wenn Du die Nase ganz langsam hochziehst, ist der Widerstand gering, dann reicht der kleine Finger zum ziehen. Wenn Du die Fluglage allerdings schnell ändern willst, ist der Widerstand viel grösser und Du musst unter Umständen kräftig zupacken. Sobald die Nase oben ist, lässt der Druck allmählich nach (bei der Feder würde er immer gleich bleiben). Beim Querruder verhält es sich gleich, jedoch weniger ausgeprägt.

 

Vielleicht würde sich ein Dämpfer besser eignen als eine Feder (je mehr Du drückst/ziehst, desto grösser wird der Widerstand)?

 

Gruss Urs