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Vor- und Nachteile der Kreiselverwendung im Flächenmodell

© Rudolf Fiala,   Veröffentlicht 1999
Dieser mein Artikel erschien in der  Österr. Aeroclubzeitschrift "Prop" und "MFI" 1999.
 
Der Kreisel im Flächen-Flugmodell,
die Vor- und Nachteile seiner Verwendung.


Kritische Anmerkungen ergänzend zu den vielen euphorischen Gyro-Fachartikeln
des
Jahres 1998.

Vorwort: Der Autor ist selbst experimentierfreudiger Kreiselverwender (97-2000) in
Flächenmodellen, veröffentlichte in einem MFI-Leserbrief die von ihm gefundene und
erprobte Kaskadenmethode für den Seitenrudereinsatz des WINGO von ACT und ist somit fern
jedes Verdachtes auf modellfliegerischen Puritanismus und/oder Neuheitenfeindlichkeit.
Das wäre ja nach 40 Jahren Fernsteuererfahrung ziemlich absurd. Allerdings führte
diese lange Zeit, auch als Fluglehrer in der Großfliegerei, zu einem geschärften
Bewußtsein für Fehlermöglichkeiten und potentielle Absturzursachen.
In Übereinstimmung mit dem folgenden Artikel wird konsequenterweise ein eventueller
Kreisel allerdings nur mehr auf dem Seitenruder als Seitenwindhilfe (bis 2000) eingesetzt.

Die Vorteile der Verwendung von Piezogyros in Flächenmodellen wurden glaubhaft
in diversen Artikeln der Fachzeitschriften, besonders im Jahr 1998, dargelegt.
Ausführlich wurden die das Flugerlebnis aufwertenden Kreiselauswirkungen, von der
vereinfachten Anfängerschulung bis zur Wetterentschärfung einerseits, andererseits
von einem generell ruhigeren, großmodellähnlicheren Flugeindruck bis zum T.O.C.-Stil
unterstützenden Einsatz, beschrieben. Das ist somit nicht Inhalt dieses Artikels !

In diesen Zeilen geht es ausschließlich um die Tatsache, daß Vorteile immer
durch Nachteile erkauft werden müssen.

Die unmittelbaren Nachteile sind trivial, wie Kreisel-Preis, Einbauaufwand,
Unterbringungsprobleme im Modell, Ruder- und/oder Senderkorrekturen etc. etc.,
bis zu den überraschenden Wortspenden mancher Kollegen. Als "Gyronautiker" muß
und kann man damit leben. Oder die Kreiselei vergessen.

Leider nicht offensichtlich sind die versteckten Nachteile der Kreiselverwendung,
mit denen der Kreiselfan bewußt, oder vermutlich eher nicht bewußt, fliegen muß.
Die folgende Beschreibung der Risiken dient aber nicht der wirkungsvollen Abschreckung,
sondern ausschließlich als Hilfestellung zur Bewußtmachung und Risikobeurteilung.

Wenn Sie PCM-Anhänger sind, versichern Sie sich, daß Ihr vorgesehener Kreisel
PCM-geeignet ist !

Folgende potentielle Fehlermöglichkeiten und leider die, auch gegenüber der
Normalkonfiguration ohne zusätzliche Bordgeräte, dadurch erhöhten Absturzrisiken
müssen vom Kreiselpiloten akzeptiert werden:


Problemkreis ELEKTRIK:

Eine der bekanntesten Fehlergruppen ist die Gruppe der Stecker- und Kabelfehler.
Jeder eingesetzte Kreisel verdoppelt mindestens in seinem Kanal die Anzahl der Stecker
und erhöht die Kabellänge (und den Kabelsalat) bis um 200%. Außerdem werden dünne
ca. 0.15 qmm Kabel anstelle der jetzt schon fast allgemein üblichen 0.25 qmm
Kabel verwendet, um die Vibrationsübertragung auf den Piezo möglichst gering
zu halten.

Aus dem selben Grund fehlen oftmals auch ausreichende Kabel-Zugentlastungen
und Stecker-Abziehsicherungen, wie sie bei den Empfängern der Marktführer üblich
und erprobt sind.

Es empfiehlt sich, die zum und vom Kreisel führenden Kabel in einer lockeren
Schlaufe mittels Textilklebeband am Gehäuse oder am Schrumpfschlauch (Vorsicht,
nicht zu viel Spannung auf das Band, der Schrumpfschlauch überträgt natürlich
jede Kraft auf die darunterliegenden erhabensten Bauteile !) zugzuentlasten.

Bei freistehend angelöteten Anschlußlitzen, besonders wenn nicht einmal die Kabelisolation
auf der Platine aufliegt oder ansteht, empfiehlt sich die Beigabe von Silikon
oder elastisch bleibenden, praktischerweise tropffreien Alleskleber. Das
dämpft die Vibrationsbelastung der dann eingebetteten Litzendrähtchen gewaltig.
Dieser Trick ist uralt und stammt noch von Phil Kraft; sämtliche Kabeldurchführungen,
die vibrationsbelastet sind und keine Gummitülle haben, sollten mit Alleskleber
vibrationsgeschützt werden ! Gibt es bei Ihrer Anlage nicht ? Na, dann schauen Sie sich
mal Ihr Schalterkabel an, das alle Vibrationen der Rumpfwand an der Austrittsstelle
am Schalter (gilt auch für den hoffentlich vorhandenen 2. Schalter) verkraften muß !

Servokabel in frei stehende gehäuselosen Pfostensteckern ohne jedwede Abziehsicherung
sollten ebenfalls mit Textilklebeband gesichert werden, detto ein vorhandener
Richtungs-Programmierstecker zwecks Verlustsicherung.
Bei den Programmierschaltern müssen wir uns leider auf die Schalterfedern verlassen.
Die Vorflugprüfung der richtigen Stabilisierungsrichtung ist unbedingt notwendig !

Weiters ist zu bedenken, daß sowohl die Servostromversorgung als auch der
Servoimpuls über die Kreiselplatine mit mehreren Bauteilen und vielen Leiterbahnen
geleitet werden, im Gegensatz zu einem kurzen, vollisolierten Servokabel ohne
Kreiselverwendung. Ob die Kreiselplatinen schutzlacküberzogen gegen metallische
Leiterbahnbrücken (Schmutzpartikel aus dem Rumpf !) sind, ist mir nicht bekannt,
ist letzten Endes auch unwesentlich, da alleine schon der Unterschied zwischen
einem einfachen Servokabel und einer komplizierten eingeschliffenen Schaltung
bedenkenswert erscheint.





Problemkreis ELEKTRONIK:
Hier gibt es drei Hauptgesichtspunkte:

Den leicht erhöhten Stromverbrauch, die Temperaturstabilität im Flug und die
möglicherweise minimal verringerte Stellgenauigkeit der Trimmung.
Die verbesserte Trimmgenauigkeit ist allerdings der wesentlichste Gewinn der neueren
10-Bit-Sendertechnologie in Zusammenhang mit den guten Servos.
Sie wird u.U. bei Kreiselverwendung wieder zunichte gemacht.

Bleiben wir somit gleich bei der Stellgenauigkeit, sprich elektronisch, Auflösung:

Aus Gründen der zusätzlichen digitalen Signalverarbeitung im Kreisel kann es zu
einem geringen Stellgenauigkeitsverlust der Trimmung kommen. Die Begründungen
würden den Rahmen dieses Artikels leider überschreiten.

Wenn man vorhat, mit kleinen Ruderausschlägen am Modell bei großen Knüppelausschlägen
zu fliegen, kann man das Problem vergessen. Bei großen, direkten Ruderausschlägen,
bei denen ohnedies während eines Fluges aus Gründen der unterschiedlichen
Temperatur der vorher geparkten und im Fluge gekühlten Flugzeugzelle und des
Servogestänges mit unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten, nachgetrimmt werden
muß, kann eine noch zusätzlich verringerte Trimmgenauigkeit manchmal lästig werden.

Ob Piloten mit großen Ruderflächen oder Ausschlägen überhaupt Kreisel verwenden ?
Sie finden die Antwort in Berichten und Videos vom T.O.C. 1997 und 1998. (2003 bereits überholt!)

Zum Stromverbrauch:

Seit dem Siegeszug der Piezokreisel bewegt sich der zusätzliche Stromverbrauch
pro eingesetztem Kreisel bei ca. 35 mAh. Dazu kommt noch ein eventuell, aber
nicht unbedingt vorhandener Mehrverbrauch des angeschlossenen Servos, der
bei korrekter vibrationsentkoppelter Kreisellagerung und leichtgängigen Ruderanlenkungen
allerdings vernachlässigbar klein ist. Bei böigen Flügen verbraucht die schnelle
Korrektur durch den Kreisel ohne Übersteuern ( ein Kreisel kann systembedingt
gar nicht übersteuern ) auch nicht mehr Strom als die mit ca. 0.3 sec Verzögerung
gegebenen wesentlich gröberen Korrekturausschläge mit Übersteuerungstendenz
des gestressten Piloten.

Bei Einbau neuer Stromverbraucher empfiehlt es sich überhaupt, nur wenige Flüge
am ersten Einsatztag zu machen, dann die Akku-Restkapazität zu messen und mit den
hoffentlich vorhandenen periodischen Akku-Aufzeichnungen zu vergleichen.
Das beruhigt im Normalfall ungemein.

Zum Temperaturverhalten im Flug:

Bei Modellen ohne zusätzliche Wärmequellen im Rumpf normalerweise kein Diskussionsthema.
Positiverweise kann man die modernen Kreisel per Empfindlichkeitseinstellung total
ausblenden, früher blieben ca. 10% Restwirkung. Bei Temperaturdrift unangenehm.
Die Möglichkeit der sendergesteuerten Kreiselempfindlichkeitsbeeinflussung sollt
daher unbedingt ausgenutzt werden, der Verzicht darauf ist grober Unfug.

Bei starken Wärmequellen im Rumpf, wie zB. doppelten Resorohrtunneln eines
großvolumigen Boxermotors, erhöht sich die Temperatur innerhalb von ca. 5 min.
um bis zu 20 Grad am in Schaumstoff gekapselten Kreiselgehäuse. Da das trotz
optimaler Rumpfbelüftung inkl. Rumpfansaugung auftritt, ist somit die Strahlungs-
wärme der Auspuffrohre dafür verantwortlich.
Dieser Temperaturanstieg ergibt nach ca. 5 min eine immer größer notwendige
Nachtrimmung, wobei in weiterer Folge der Trimmweg zu klein wird und der Kreisel
ausgeblendet werden muß.
Diese Erscheinung kann fatal sein, wenn ein technikgläubiger Pilot erst im Quer-
oder Endanflug zur Sicherheitserhöhung die Kreiselwirkung voll einblendet und das
Modell sofort zu zB. einer Rolle durch die Temperaturdrift des Kreisels ansetzt.

T.O.C.etc.-Piloten haben das Problem einfach gelöst: Sie fliegen ohne lange Resorohre
mit deren großen Wärmeabstrahlungsflächen, vorzugsweise nur mit Topfdämpfern oder
total ungedämpft (Amerika).

Übrigens: Der Temperaturanstieg wurde im Flug mittels eines Maximumthermometers
gemessen und somit bis zur Landung gespeichert.

Es gibt allerdings bereits teure Kreisel ohne jede Temperaturdrift.
 
Für Querruder NIE 2 Einzelkreisel verwenden, da sie  unsynchronisiert sind, würden sie zu unkontrollierten Aufschaukelungen führen!
Die Verwendung nur eines stabilisierenden Querruders mit einem Normalgyro ist unbefriedigend, da ja die unstabilisierte Flächenhälfte wie eine überdimensionierte Dämpfung - oder Angriffsfläche für Böen - wirkt.

Und somit folgerichtig zum Themenkreis: SEINE DURCHLAUCHT, DER KREISELPILOT !

Der Fehler des zu späten Einblendens im Endanflug ist bereits oberhalb dargelegt.

Ein weiterer, für das Modell wahrscheinlich tödlicher Fehler kann das Verzichten
auf den Vorflugtest (aus Eitelkeit?) sein !
Richtungsprogrammierschalter und -stecker, die glücklicherweise nur beim Einschalten
abgefragt werden, können während des restlichen Fluges mal überraschend kaputt gehen.
Somit würde nach dem neuerlichen Einschalten ein Kreisel u.U. verkehrt steuern,
das heißt den Fluglagenfehler radikal vergrößern. Stress pur garantiert.

Nur der Vollständigkeit halber für den Vorflugtest:
Einfach merkbar: Der Kreisel muß das Ruderblatt, das Sie prüfen, immer in Ihre
Prüf-Bewegungsrichtung ausschlagen. Im Klartext:
Schwanz nach rechts, der Kreisel muß das Seitenruder nach rechts ausschlagen,
Schwanz nach oben, der Kreisel muß das Höhenruder nach oben ausschlagen,
Fläche nach unten, der Kreisel muß das Querruder nach unten ausschlagen,
Fläche nach oben,  der Kreisel muß das Querruder nach oben  ausschlagen.
Bei Flächenkreiseln immer beide Flächenhälften prüfen, die Schalter und Stecker
gehören nur zum jeweiligen Flächenhälfte-Servo !

Nächster Fehler: Man fliegt bei böigeren Wetterlagen als bisher im Vertrauen auf
den Kreisel und das in der Werbung vermittelte Leistungsvermögen:

Der Kreisel hat tatsächlich das versprochene Leistungsvermögen, die Wirkung der mit
ihm verbundenen Ruder bei einer starken Bö (zB. Bodenwalze neben hohen Feldern
durch starken Seitenwind) kann schlicht zu gering sein zum vollständigen Gegensteuern
durch den ohnedies optimal reagierenden Kreisel. Auch in diesem Fall ist der Kreisel
eine große Hilfe, da er ja die durch die Bö verursachte Drehgeschwindigkeit
wirksam verringert, nach Ende des Starkböeneinflusses ist das Modell garantiert
in einer vom Piloten leichter korrigierbaren Fluglage als ohne Kreiselunterstützung.

Das vorher Beschriebene ist ein Hauptgrund, warum es bei Kreiselverwendung sinnvoll
ist, den Ruderausschlag mechanisch (nicht per Sender natürlich) zu vergrößern.
Der zweite Grund ist die Tatsache, daß der Kreisel ja gering den vom Piloten
gewollten Ruderausschlägen entgegenwirkt, das könnte man natürlich durch Wegvergrößerung
am Sender kompensieren, besser ist aber, das Gestänge etc. umzuhängen und zwar am
Servo nach außen, so wird das Ruderspiel nicht größer. Leichtgängigkeit prüfen !
Die Ruderwirkung bei gleichem Knüppelausschlag und ausgeblendetem Kreisel ist dann
allerdings größer.

In diesem Zusammenhang sei auch noch ein allfälliger (Böen-)Trainingsverlust
durch das bequemere kreiselunterstützte Fliegen erwähnt.

Konklusion aus den obigen Zeilen:

Auch mit Kreisel(n) gilt die Goldene Maxime der ganzen Fliegerei:
Bei bedenklichen Wetterbedingungen gar nicht starten, da es während des Fluges
möglicherweise noch schlechter wird. Und wenn das Wetter doch besser wird, kann man
mit einem dann noch immer unbeschädigten Flugzeug genußvoll fliegen !

Der Einsatz von Flächenkreiseln hat noch eine besondere Pikanterie auf Lager:
Der Kreisel kompensiert fast alle Böen und täuscht somit eine viel ruhigere
Luftmasse vor. Somit kann er zum zu langsamen Endanflug verleiten.
Die Überraschung kommt dann bei der Landung, garantiert spätestens in der
lästigen Bodenverwirbelung.


Themenkreis SCHULUNG:

Die Vorteile der Kreiselverwendung für den Anfänger sind bereits anderweitig
ausreichend dokumentiert.
Zwecks Schulung der Reflexe und Fluglagenerkennung sollte m.E. aber die Kreiselhilfe
möglichst bald nach den Anfangserfolgen reduziert oder ausgeblendet werden.
Eine dem Anfängerstatus entsprechender EXPO-Wert mit viel offensichtlicherer Reaktion
des Modells, die nicht unnötig große Knüppelbewegungen zur Stabilisierungshilfen-
kompensation braucht, erscheint mir sinnvoller.


Schlußbetrachtung:

Wie schon im Vorwort erwähnt, soll diese unvollständige Argumentesammlung gegen die
Kreiseleuphorie den Spaß an Kreiseln keinesfalls verderben.

Wenn nur ein einziges Modell der Leser dieses Artikels durch entsprechende Maßnahmen
gegen die angeführten, und jetzt bewußt gemachten Risiken vor Schaden bewahrt
wird, hat sich die Arbeit an dieser Veröffentlichung schon gelohnt.

Auf "Heading lock on"-Kreiseln wurde in diesen Zeilen absichtlich nicht eingegangen,
da Vorteile für Flächenmodelle noch nicht erkannt wurden, im Gegenteil, es  kommen
neue Probleme zum Vorschein wie zeitliche Inkonstanz, Trimmungsprobleme etc.,
außer vermutlich bei den teuersten Gyros diverser Anbieter nach deren Werbeaussagen.
Eine fliegerische Anwendung gibt's allerdings schon: Die Torque-Rolle.

 
Rudolf Fiala
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