Question:
Un avion peut-il voler avec des gouvernes on-off?
student1
2017-12-04 02:01:08 UTC
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Je comprends que, au moins pour les plans modèles télécommandés, les surfaces de contrôle peuvent pointer vers une plage d'angles, disons, de $ -30 ^ \ circ $ degrés à $ 30 ^ \ circ $. Mes questions sont:

  1. Le même avion fonctionnerait-il si les gouvernes ne peuvent pointer que sur, disons, $ -30 ^ \ circ $, $ 0 ^ \ circ $, $ 30 ^ \ circ $.

  2. Si j'active rapidement la surface ($ 0 ^ \ circ $) et la désactive ($ 30 ^ \ circ $) comme dans la modulation de largeur d'impulsion (PWM). Est-ce que cela équivaut à avoir la surface de contrôle pointant sur $ 15 ^ \ circ $?

Les premiers modèles d'avions RC fonctionnaient de cette façon. Assurez-vous simplement de ne pas changer la surface de contrôle avec quoi que ce soit proche d'une fréquence de flottement. L'effet n'est pas exactement équivalent, mais assez proche pour une télécommande grossière.
Fait intéressant, les surfaces de contrôle de la bombe à guidage laser [GBU-12 Paveway II] (https://en.wikipedia.org/wiki/GBU-12_Paveway_II) sont actionnées dans un tel [bang-bang] (https: // fr.wikipedia.org/wiki/Bang–bang_control) mode.
Pas vraiment une réponse complète, mais si vous faites cela au gouvernail d'un Airbus A300, le [stabilisateur vertical se détache] (https://en.wikipedia.org/wiki/American_Airlines_Flight_587).
@TomCarpenter On / Off ne signifie pas nécessairement une déflexion maximale instantanée. Une déflexion lente du gouvernail ne cassera pas le stabilisateur vertical.
le contrôle minimal nécessaire pour voler est: Off = neutre Allumé = seulement à gauche (ou seulement à droite)
@qqjkztd Un peu comme la façon dont la plupart des avions ne se limitent pas lorsqu'ils [atterrissent à Sioux City] (https://en.wikipedia.org/wiki/United_Airlines_Flight_232)?
@MichaelKjörling exactement de la même manière, même si dans ce cas le gouvernail est remplacé par une commande d'accélérateur indépendante bimoteur (troisième moteur rip).
@PeterKämpf - c'est agréable de savoir que quelqu'un d'autre se souvient aussi des bons / mauvais vieux jours. :-)
@PeterKämpf - Oui, cela s'appelait "fantôme au galop". https://youtu.be/xBSRmlIGSWQ
Bien que ce ne soit pas un avion, mais le vaisseau spatial est à peu près le contrôle marche / arrêt.
Je pense que cela s'appelle un contrôle «bang-zero-bang».
@TomCarpenter: Uniquement si vous le faites en sens alterné plusieurs fois de suite.
Six réponses:
fooot
2017-12-04 02:45:37 UTC
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Théoriquement, cela pourrait fonctionner de cette façon. Une manœuvre qui nécessite une certaine déviation de la surface de contrôle pendant un certain temps pourrait être effectuée avec une déviation complète de 30 degrés dans un temps plus court.

Un contrôle précis et un ajustement seraient plus difficiles. De petits ajustements nécessiteraient un temps très court à déviation complète. Les lois de commande devraient prendre en compte la réponse échelonnée du système pour déterminer à quelle vitesse la surface peut atteindre la déviation complète. En pulsant une commande de déviation comme avec PWM, vous pourriez déterminer une modulation qui maintiendrait la surface près d'une certaine déviation nominale.

Pour les systèmes d'un avion RC, cela peut être bien. Avec des avions plus gros, vous devrez tenir compte de l'effet de ces importantes entrées dans le système de commande et des effets structurels, y compris si une déviation de 30 degrés est possible dans les conditions de vol actuelles.

Les tout premiers modèles de télécommandes des années 40 et 50 fonctionnaient de cette façon. Plus tard, des modèles améliorés insisteraient sur leur contrôle «proportionnel» pour se distinguer des modèles précédents. Tout comme le [tramage temporel] (http://graphics.cs.cmu.edu/projects/dlp-dithering/) est utilisé pour les pixels, de courtes impulsions de déviations complètes peuvent être utilisées pour le contrôle. Il existe même un [domaine spécial de la théorie du contrôle] (https://en.wikipedia.org/wiki/Irmgard_Flügge-Lotz) pour cela.
Aussi: du point de vue des passagers, ce serait probablement très inconfortable!
Un autre problème est que la réponse au contrôle de la déviation est non linéaire. La réponse à une déviation soudaine et importante d'une surface de contrôle n'est pas seulement plus grande que la réponse à une petite. La turbulence et la dynamique non newtonienne peuvent le rendre très différent.
Utilisez un clavier comme contrôleur principal. KEYDOWN = contrôle activé. KEYUP = contrôle désactivé. Et oui, ce n'est pas une conduite douce.
slomobile
2017-12-04 04:41:06 UTC
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Une fois, j'ai eu un avion radiocommandé en polystyrène à ventilateur électrique très bon marché que j'ai trouvé en vente chez Woolworths dans les années 90 et qui avait des surfaces de contrôle de vol et un accélérateur "bang bang". Au lieu de servos, il avait un solénoïde très léger et faible avec la tige de commande comme noyau.

J'étais un novice, mais j'ai pu le faire voler à une distance maximale de 20 pieds, inclinaison soit à gauche ou à droite comme commandé, descendez rapidement ou légèrement moins brusquement en faisant sauter l'ascenseur, mais ne montez jamais sans rouler instantanément dans un plongeon en lame de couteau. Plus un accident légèrement retardé qu'un vol. Mais quelqu'un croyait suffisamment au design pour le commercialiser et le vendre.

Harper - Reinstate Monica
2017-12-04 22:05:12 UTC
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Cela dépend de ce dont vous parlez. Voulez-vous dire que les commandes de vol claquent complètement pour s'arrêter, puis se centrent, puis claquent pour s'arrêter, etc. (Terrible pour l'économie de carburant d'ailleurs, et dur pour tout le reste).

Ou voulez-vous utiliser PWM pour sélectionner une position intermédiaire? Par exemple. Un cycle de service de 50% vous donne un gouvernail stable à 15 degrés?

L'astuce consiste à mettre un amortissement dans le mécanisme de commande, et PWM à une fréquence suffisamment rapide pour que l'amortissement fasse son travail: avant que la surface ait physiquement une chance de bouger, le PWM s'inverse. Le PWM est trop rapide pour osciller les surfaces.

Ensuite, ajoutez également une résistance de ressort pour que la déflexion soit prévisible pour un cycle de service donné, ou ayez un capteur de position analogique informant le PWM de ses effets. La résistance de l'air varie avec la vitesse, et sans quelque chose pour l'égaliser, les surfaces à un cycle de service donné dévieront différentes quantités pour différentes vitesses. Bien sûr, cela pourrait devenir une "fonction": comme le souligne DJ319, vous voulez moins de déviation à des vitesses plus élevées.

DJ319
2017-12-04 15:41:13 UTC
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Autant de personnes ont mentionné des exemples d'utilisation. Je voudrais simplement mentionner que sur les avions à grande échelle, les contraintes impliquées dans la déviation des gouvernes à la déviation maximale aux vitesses de croisière (même pendant une fraction de seconde) entraîneraient probablement une défaillance structurelle. En plus de cela, ces types de déviations entraîneraient d'énormes forces g pour l'équipage et les passagers, ce qui pourrait entraîner des pannes ou des rouges.

Je suggérerais alors que quelque chose comme ça ne pourrait être utilisé que engin sans pilote. Sauf si les valeurs min max sont mises à l'échelle avec la vitesse de l'avion. Par exemple, en croisière au lieu de + -30 degrés de déviation, vous auriez + - 10 à 15 degrés.

John Dallman
2017-12-04 04:25:08 UTC
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Cela a été fait dans les systèmes de bombes planées de la Seconde Guerre mondiale. Cependant, comme l'idée n'est pas largement utilisée, elle présente vraisemblablement des inconvénients pratiques.

tj1000
2017-12-19 00:19:33 UTC
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Oui, c'est possible. La première bombe guidée, la Fritz X allemande développée pendant la Seconde Guerre mondiale, utilisait une telle configuration. Ils l'ont raffiné un peu en faisant rapidement osciller la surface de contrôle du neutre à la déviation, de sorte que ce ne soit pas une pure entrée de commande marche / arrêt.

C'était un moyen intelligent de contourner les limites de la technologie de l'époque, à savoir qu'ils n'étaient pas en mesure de développer une surface de contrôle ajustable de manière proportionnelle. Ils pouvaient, cependant, changer la vitesse d'oscillation avec l'électronique analogique dont ils disposaient, ce qui en fait donnait un certain contrôle proportionnel. Plus la surface oscillait rapidement, plus le contrôle était important.

Le Fritz X a eu beaucoup de succès, coulant le cuirassé italien Roma et endommageant plusieurs navires alliés. Il est tombé en désuétude lorsque les alliés ont obtenu le contrôle total de l'air - le Fritz X était guidé visuellement et a obligé un bombardier à rester près de la cible pendant que le pilote de la bombe la guidait.



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