Servos richtig einsetzen
Jeder kann sich vorstellen, dass man zur Bewegung der Ruderflächen eine bestimmte Kraft benötigt. Die benötigte Kraft steigt mit der Ruderausschlaggröße und der Fluggeschwindigkeit an. Wenn man mit besonders großen Ausschlägen und/oder recht flott fliegen möchte, sollte die Servokraft möglichst optimal genutzt werden. Wieso optimal nutzen, werden sich einige fragen:
Das Servo hat doch immer dieselbe Kraft. Wirklich? Abgesehen von der Tatsache, dass die Kraft eines Servos auch von der Versorgungsspannung abhängt, wird die Servokraft in den technischen Daten als Drehmoment meist in Newton pro Zentimeter angegeben.
Reale Werte
Die Angabe 44 Newton mal Zentimeter heißt nichts anderes, als dass das Servo bei einem Servohebelarm von einen Zentimeter eine Kraft von 44 Newton aufbringen kann. Bei einem Hebelarm von zwei Zentimeter ist die Kraft nur noch halb so groß und beträgt damit 22 Newton; siehe dazu Abbildung 1. Und genau aus diesem Grund sollte man die Anlenkung auf der Servoseite nur soweit außen einhängen, wie unbedingt notwendig ist. So lässt sich dann auch der volle Servoweg ausnutzen und gleichzeitig reduziert sich dabei auch ein mögliches Spiel in der Ruderanlenkung. Denn ein kleines Getriebespiel wirkt sich mit größer werdendem Servohebel immer stärker aus. Wie sich der volle Weg und die ganze Kraft nutzen lässt, soll hier am Beispiel des Modells Tracer gezeigt werden.
Oben und unten
Modelle dieses Typs verlangen nach großen Wölbklappenausschlägen nach unten für eine gute Bremswirkung in der Butterfly-Stellung, aber nur wenig Ausschlag nach oben. Bei den Querrudern ist es genau umgekehrt: Die Querruder sollen in der Regel um zwei Drittel nach oben und zu einem Drittel nach unten ausschlagen. Für die Butterfly-Funktion wird ebenfalls nur ein Ausschlag nach oben notwendig. Die Ausgangsposition sollte immer so sein, dass der Servohebel genau 90 Grad zur Servoseite ausgerichtet ist – siehe Abbildung 2. Idealerweise liegt auch der Anlenkungspunkt des Ruders immer genau auf dessen Scharnierlinie. Wenn man das Ruder in Mittenstellung bringt und eine Anlenkung erstellt, wird das Ruder nach unten und oben exakt gleich ausschlagen. Da aber asymmetrische Ausschläge benötigt werden, ist die Anlenkung sehr weit außen am Servo einzuhängen, um die Wölbklappen-Stellung nach unten hinzubekommen. Nach oben hätte man dann denselben Weg zur Verfügung. Da das aerodynamisch aber keinen Sinn macht, wäre der Servoweg hier verschenkt und somit auch jede Menge Servokraft.
So geht's richtig
Um diesem Problem aus dem Weg zu gehen, gibt es mehrere Ansatzpunkte. Einmal kann man die Ruderhebel vor oder hinter den Drehpunkt des Ruders versetzen und dadurch eine Art mechanische Differenzierung erreichen. Das geht natürlich auch von der Servoseite aus. Wird zum Beispiel der Servohebelarm aus der Mitte nach vorne versetzt, so macht die Anlenkung bei einer Servobewegung nach hinten etwas mehr Weg, als nach vorne. Allerdings kommt es dabei häufig vor, dass der Gabelkopf am Mittenabtrieb des Servos anstößt und dann entsprechend ausgespart werden muss. Eine weitaus elegantere Methode ist es, an dieser Stelle mit einem Servo-Offset zu arbeiten. Der Servohebelarm ist dabei wieder genau auf 90 Grad eingestellt und das Ruderhorn steht senkrecht zur Scharnierlinie. Bevor nun die Anlenkung konfektioniert wird, verstellt man das Servo mittels Servotester zum Beispiel um 50 Prozent aus der Mitte – siehe Abbildung 3. Der Servoweg beträgt normalerweise 45 Grad pro Seite, also 45 Grad pro 100 Prozent Servoweg am Sender. Wird nun die Mittenstellung um 50 Prozent verstellt, so bewegt sich der Servoarm um 22,5 Grad auf die eine Seite und um 67,5 Grad auf die andere. Je nachdem, wie stark die Mittenstellung verdreht wird, ändert sich auch die Differenzierung der Anlenkung. Damit lassen sich die asymmetrischen Servoausschläge exakt einstellen und gleichzeitig der volle Servoweg ausnutzen. Und ganz nebenbei erhalten wir ein spielfreies, rückstellgenaues Ruder und schonen so auch noch das Servogetriebe, da die Ruderkräfte eben weiter innen am Servohebel angreifen.
Servo- bzw. Rudermomentberechnung
Zur Berechnung der auftretenden Rudermomente eignet sich auch das Programm von Dietrich Meissner
Bautipps_Rudermoment_V14
Größe: 173.85 kb Format: ZIP
Vertiefte Informationen zur Lastberechnung und wichtige Formeln findet ihr auch hier bei RC-Network
