Dynamisches Anti-Rolling System

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    • Dynamisches Anti-Rolling System

      1. Kurzzusammenfassung

      Mit einfachen handelsüblichen Bauelementen wird hier ein System vorgestellt, dass die Rollbewegung von Booten jeder Art dynamisch minimiert.
      Dabei kommen steuerbare Stabilisatoren in Rumpfmitte zum Einsatz, die bei zügiger Fahrt einem Rollen um die Längsachse des Bootes entgegenwirken.
      Die so geregelten Finnen können durch Mischen mit dem Rudersignal ein "in die Kurve neigen" unterstützen
      und so zusätzlich das Fahrbild des Bootes positiv beeinflussen.

      Ein Teil dieses Berichtes ist in meinem Baubericht des Forenmodells 2018 Fast Crew Supplier enthalten,
      hier möchte ich nach den erfolgreichen Testläufen die Technik in den wesentlichen Teilen und ohne die Rückschläge nochmals kompakt und verständlich darstellen.

      Dazu werde ich zuerst den
      2. Aufbau mit allen Bauteilen und Komponenten
      beschreiben um anschliessend
      3. Ergebnisse zu präsentieren.

      Viel Spaß beim Lesen
      Georg
    • Ich habe vor einigen Jahren einen Standard Flächenkreisel für Flieger dafür adaptiert.

      Das hat hervorragend funktioniert, meine Erkennnis war: Schneller (und empfindlicher) Kreisel, schnelle Servos.
      Mit hoher Empfindlichkeit des Kreisels und einem schnellen Servo waren keine Probleme mehr da.
      Das funktionierte auch bei schlechtesten Wetterbedingungen ohne Einschränkungen.
      Gruß
      Hermann
    • Nessy schrieb:

      Moin Hermann!

      Das heisst

      Kreisel im Rumpf eingebaut mit feststehenden Stabilisatorflossen am Rumpf?

      Oder nur Kreisel?

      LG! Stefan
      Flächenkreisel auf Querruder (wie beim Flieger also), es gab keine seitlichen Finnen.
      Einfach nur bewegliche "Ruder" die direkt unter dem Kiel angebracht waren.
      Der Kreisel hat die Position der Ruder bestimmt und er war SEHR effektiv.
      Da wird sozusagen das Wasser nicht dünn und die Wirkung ist effektiver. Nachteil: Mehr Tiefgang.
      Zusätzlich war es durch die Auslegung als "Querruder" auch vom Sender aus zusätzlich zu beeinflussen.

      Der von mir verwendete Kreisel musste einmal "geeicht", also auf Standardposition des Rumpfes gebracht werden.
      Wenn es dann doch nicht funktioniert, hat man was falsch gemacht. Sonst würden auch viele Flieger runterfallen.
      Gruß
      Hermann
    • In „richtigen“ Schiffen/Yachten gibt es ja solche Gyro-Stabilisatoren die ein grosses, schweres Gewicht mit hoher Drehzahl rotieren lassen, und die Schiffsbewegungen dadurch in allen Drehachsen drastisch reduzieren. Das Prinzip des aufrecht fahrenden Fahrrades quasi.

      Hatte vorhin mal überlegt ob das im Modell schon mal versucht wurde.

      LG! Stefan
    • Keine Ahnung, funktioniert aber theoretisch. Und manchmal auch praktisch.

      Nimm ein komplettes Rad aus einem Fahrrad und bring den Reifen richtig in Drehzahl.
      Dann kannst Du dir EIN Achsenende auf den Finger legen und das Teil wird nicht abkippen.
      Ebenso ist es schwierig, wenn man mit BEIDEN Händen das Rad quer zur Drehrichtung bewegen will.

      Nach diesem Prinzip wurden V2 Raketen auf London gefeuert.
      Gruß
      Hermann
    • Nessy schrieb:

      .....In „richtigen“ Schiffen/Yachten gibt es ja solche Gyro-Stabilisatoren die ein grosses, schweres Gewicht mit hoher Drehzahl rotieren lassen, und die Schiffsbewegungen dadurch in allen Drehachsen drastisch reduzieren. ...."
      Nö. Eine rotierende Masse macht nicht alle 3 Achsen...
      mal schnell da
      de.wikipedia.org/wiki/Eulersche_Gleichungen_(Kreiseltheorie)
      nachlesen.. Aber nicht vorm Schlafengehen...
      Grüße Georg
    • Nochmal Sorry:
      ist gar nicht Mathe... sondern Physik.
      Da aber leider gefühlte 2/3 aller Physikleerer (sic!) das Hirn eher leeren statt zu motivieren sind die MINT Fächer in Deutschland
      zum "abgeben können" geworden... und das leider auch für Mädchen.
      Stellt Dir mal einen Crawler im Unterricht auf einer schiefen Ebene (Gleit- und Haftreibung) oder eine Carrerabahn mit Laserlichtschranken zur Speedmessung vor...
      Mein Sohnemann durfte im Untericht Schwarzpulver selber mischen UND unter Aufsicht anzünden. Das begeistert von 3-100 Jahren...
      Herzliche Grüße Georg
    • rüstet Luxusjachten, Sportfischer Boote und Trawler mit Ihren Systemen aus. 60 – 70% des resonanten Rollens werden damit reduziert, vor Anker sogar nahezu an die 100%. Ein Schwungrad bildet die Hauptkomponente des Kreisels, der auf drei Achsen gelagert ist. Durch zwei zusätzliche Hydraulikzylinder werden somit die Wellen aus allen Richtungen ausgeglichen.
    • Beuth schrieb:

      Nochmal Sorry:
      ist gar nicht Mathe... sondern Physik.
      Da aber leider gefühlte 2/3 aller Physikleerer (sic!) das Hirn eher leeren statt zu motivieren
      DAS war jetzt richtig gut! :h:

      @Nessy: Kreisel ist Kreisel, PUNKT! Yachtkreisel, is klar, ne Mark (Euro) extra abstauben?

      Mal auf einfach für (elektro)mechanische Kreisel: Die rotierende Masse muss eine Gegenkraft zu der zu stabilisierenden Masse ausüben.
      Kraft und Gegenkraft ist der Zaubersatz. Ein Fahrradreifen reicht nichtmal für ein Schlauchboot.
      Ein rotierender Mahlstein aus einer Kornmühle wäre dagegen der Hit.

      Andererseits können schnelle und empfindliche elektronische Kreiselsysteme über entsprechende Mechanik (wie Servos) entsprechende Gegenmaßnahmen einleiten, hier kommt es SEHR auf Schnelligkeit in der Reaktion an.
      Im Wasser sind Maßnahmen wie bei Fliegern eher träge, das ist der Knackpunkt nach meiner Erfahrung.
      Gruß
      Hermann
    • 2. Aufbau


      Das Boot ist das Forenmodell 2018 Fast Crew Supplier, konkret mein Aufbau, an dem ich seit Ende März 2018 jede Menge Harz, Stabilit, Spachtel und viele selbst gelaserte Teile verbaue.
      Der Antrieb besteht aus 2 bürstenlosen Außenläufern mit zwei 35 mm Rennschrauben und entsprechend zwei Rudern.
      Das Orginal hat auf Höhe der Schrauben noch 2 nicht gesteuerte Finnen. Diese habe ich im Modell (noch) nicht realisiert.
      Für mich spannend und letztendlich ausschlaggebend für diesen Bericht aber waren die zwei zusätzlichen Finnen in Schiffsmitte, wie sie bei Booten der italienischen Guardia Finanzia zu finden sind.
      Diese dienen bei Fahrt dazu die Rollbewegung durch aktive Korrektur zu minimieren.
      Die Finnen sind bei dem Forenmodell nicht zwingen Standard, ich finde aber kleine technische Spielereien anregend, vor allem, wenn ich diese mit einfachen Hausmitteln und wenigen Euro für Teile realisieren kann. Konkret bedeutet das hier, das ich neben 2 zusätzlichen Ruderblättern noch einen Servo und ein Gyro von einem RC Auto einbaue.
      Im Auto dient das dazu bei einem Drifter die ausbrechende Bewegung durch Gegenlenken zu kompensieren. Dabei ist die geregelte Drehachse senkrecht, was beim Einbau hinsichtlich der Lage des Gyro- Sensors zu beachten ist.


      Das Boot bei einer Testfahrt


      IMG_E5026.JPG

      Schön erkennbar ist der "schnelle Verdränger" nach dem AXE Design mit dem typischen Fahrbild einer am Bug senkrecht aufsteigenden Bugwelle.
      Die noch anzubauenden Wasserabweiser sind inzwischen "an Bord" und ergänzen das charakteristische Aussehen des Bootes.


      Details:
      IMG_5086.jpg
      Der Sensor mit senkrechter Drehachse x für Lenkbewegungen beim Auto.

      IMG_5090.jpg
      Der gleiche Sensor mit Drehachse = Rollachse im Boot

      IMG_5037.JPGIMG_5039.JPGIMG_5048.JPG

      Die Finnen in der Mitte des Bootes mussten nach ersten Testfahrten vergrößert werden und entsprechen jetzt in Form und Größe mehr dem Orginal.

      Die Drehachse ist nur etwas außermittig, dadurch sind die Servokräfte nicht so hoch.

      IMG_4884.JPGIMG_4885.JPG

      Regelnde Finnen (noch schwarz) in der Wanne. Tip: Bilder öffnen und hin+her zappen




      3. Bauteilliste

      2 Ruderblätter, in Größe & Breite zur Finne vergrößert, ~ 20€
      1 Servo , ~ 10€
      1 freier Kanal einer Fernsteuerung, die Ruder und Finnensignal mischen kann, ~ vorhanden
      1 Gyro , ~6,66€ incl kostenlosem Versand aus China und daher zollfrei.

      2 Drahtgestänge, ~ auch vorhanden

      Total < 40 € für viel Spaß und mal was ganz Anderes..

      4. Fahrverhalten
      Nach anfänglichen Rückschlägen wegen zu kleiner Finnen und zu wenig Regelsignal habe ich die Finnen vergrößert und die Verstärkung (=Gain) des Reglers erhöht.
      Der Regler ist ein einfacher Proportionalregler ohne Integral- und Differentialanteil.
      Folglich ist darauf zu achten, dass die Verstärkung des Reglers vorsichtig durch Ausprobieren gefunden werden muss.
      Bei meinem Modell bedeutete das, dass ich bei sehr hoher Geschwindigkeit und zu starkem Gain das Schiff zum Aufschaukeln der Rollbewegung um seine Längsachse incl. Wassereinbruch gebracht habe..... (= 4cm Wasser im Boot)
      Nach Reduzieren des Regelsignals war das Problem behoben und ich habe jetzt ein Boot, das aufrecht und ohne Rollbewegung durch Wellen pflügen kann und dabei ein sehr schönes Fahrbild erzeugt.

      Sobald ich neue Testläufe mit wasserdichtem Deck, großen Wellen und einem Datenlogger habe, werde ich diese hier wieder einstellen.
      Fragen, Tipps und Anregungen sind herzlich willkommen, alle Interessierten sind ebenso eingeladen dem Baufortschritt zu folgen.

      Grüße in die Runde
      Georg

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