INS Verständnisfrage

[ready4takeoff]

Hi

 

Wiedermal ich :-) Ich hoffe meine Fragerei hier nervt niemanden und verfremdet den zweck dieses Forums. Aber ich denke gewisse meiner Fragen interessieren einige Leute hier und nützen vielleicht noch anderen Flugschülern. Sonst einfach sagen :-)

 

Also ich habe jetzt INS durch und nun doch noch ein zwei Fragen. Werde mal kurz mein Verständnis der Sache zusammenfassen, falls was nicht stimmt bitte korrigieren. Die eigentlichen Fragen kommen am Schluss :-)

 

Gehen wir mal von einer einfachen Gyro-stabilisierten Plattform aus. Diese Plattform hat also 3 Accelerometers und 2 Gyros. Vor dem Abflug wird also die Plattform schön ausgerichtet nach Norden und damit sie schön horizontal ist.

 

Die Gyros messen dann im Flug quasi wie die Plattform im Raum steht, denn eigentlich sollte sie ja immer komplett schön horizontal sein, so dass die ganze Plattform ein "Inertial Local Vertical Coordinate System darstellt". Wenn irgendeine Abweichung festgestellt wird gibt es ein Signal an einen von drei Torquern und die Plattform wird dann wieder in die Horizontale gebracht.

Die Accelerometer messen Beschleunigung im Inertial Coordinate System. Da die Erde aber eben nicht Intertial ist muss die gemessene Specific Force um einige Komponenten korrigiert werden um im ECEF (Earth Centered Earth Fixed) Koordinatensystem dargestellt werden.

 

Zusammenfassend kann man also sagen dass der Flieger durch die Gyros immer weiss wie er im Raum steht und durch die Accelerometer kennt man Beschleunigungen in den drei Achsen.

 

Nun, wieso gibt es diesen Schuler Loop nur in der Horizontalen? Und wieso gibt es den überhaupt, denn wenn die Plattform perfekt horizontal ausgerichtet werden würde wäre der doch gar nicht nötig?!

Und bei INS ist doch so dass wenn man von NAV auf ATT Mode umschaltet man nie mehr zurückschalten kann. Wieso?

 

Grüsse

Patrick

[ready4takeoff]

Ah ja gleich noch ne Folgefrage: Kann man also sagen dass die Gyros angular acceleration und die Accelerometers Linear Acceleration messen?

[Hans Tobolla]

Hi Patrick,

 

 

Nun, wieso gibt es diesen Schuler Loop nur in der Horizontalen? Und wieso gibt es den überhaupt, denn wenn die Plattform perfekt horizontal ausgerichtet werden würde wäre der doch gar nicht nötig?!

 

Stimmt, das Problem ist nur, dass die Plattform eben nicht mehr perfekt ausgerichtet ist, sobald man losfliegt.

 

Vor dem Start wurde die Plattform mit Hilfe der Beschleunigungsmesser perfekt ausgerichtet. Da die Plattform nach dem Start durch ihre Kreisel ihre Lage im Raum beibehält, du aber längs einer Kugeloberfläche fliegst und nicht längs einer Ebene, wäre die Plattform nach sehr kurzer Zeit schon nicht mehr perfekt ausgerichtet. Die Plattform muss also nachgedreht werden.

 

Die Winkelgeschwindigkeit, mit der die Plattform nachgedreht werden muss, ergibt sich aus der Fluggeschwindigkeit geteilt durch den Abstand des Flugzeugs zum Erdmittelpunkt. Das ist ziemlich genau der Erdradius.

 

Durch die Rückführung des Geschwindigkeitssignals auf die Plattform entsteht ein geschlossener Regelkreis mit einer kleinen, ungedämpften sinusförmigen Eigenschwingung. In der Differentialgleichung für diesen Regelkreis ist der Erdradius enthalten, und die Lösung ergibt die gleiche Formel wie die für das Schuler-Pendel mit einer Pendellänge gleich dem Erdradius. Die Schwingungsdauer beträgt ca. 84 Minuten.

 

Die Plattform schwingt mit dieser Schwingungsdauer um die zwei Achsen, die im rechten Winkel zur Richtung des Erdradius stehen.

 

Die Plattform pendelt also leicht hin und her. Für die kurze Flugzeit von 21 Minuten (84 :4 =21), erzeugt das einen maximalen prozentualen Fehler bei der geflogenen Flugstrecke. Für längere Flugzeiten wird der prozentuale Fehler durch den Einfluss der Schulerabstimmung aber immer geringer.

 

Gruß!

 

Hans

[Andreas M]

Huch... zum Glück weiss das der Pilot nicht, der dem Ding erfolgreich folgt und mehr oder weniger sanft am richtigen Ort zu Boden kommt...

 

Die Hummel kann ja eigentlich auch nicht fliegen, weiss es aber nicht und brummt fröhlich umher!