Empfehlungen für Komponenten-Einbau im Jet

In größeren und komplexen Modellen wie z.B. Turbinenjets, werden viele Komponenten benötigt, die sich gegenseitig stören können. Jede Komponente kann einzeln oder in Verbindung mit anderen Komponenten den Empfang und Betrieb grundsätzlich stören oder erschweren.

Außerdem ist bekannt, dass sich viele Turbinenschläuche, vor allem die Schläuche von und zu der Kerosinpumpe, statisch aufladen können. Die Entladung dieser Energie auf den (die) Empfänger muss soweit als möglich verhindert werden.

Durch alle Einbauten schwinden die notwendigen Sicherheitsreserven für den Empfang. Daher ist es wichtig, beim Einbau aller Komponenten systematisch vorzugehen und alle bisherigen Erfahrungen zu nutzen, um den Betrieb unter allen Umständen sicher zu gestalten und den Empfang so wenig wie möglich zu stören.

Vor allem dem Ziel der Verbesserung bzw. der Optimierung der HF-Funkstrecke dienen die folgenden Hinweise aus der Praxis.

Empfangsanlage
Die Funkumweltbelastung durch alle Arten von FUNK ist , unabhängig ob 35MHz oder 2,4 GHz, erheblich größer geworden. Von daher arbeiten Fernsteuerungen heute schon unter erschwerten Bedingungen gegenüber früher. Aussagen zu manchen Tips wie: Ich habe das noch nie gemacht und hatte noch nie Probleme, dann mache ich das auch in Zukunft nicht,  sind da sehr mit Vorsicht zu geniessen. Kommt noch dazu, dass je komplexer ein Modell ist (viele Komponenten mit vielen Kabeln), es um so wichtiger wird, die Empfangsanlage von Störungen oder Betriebsproblemen aller Art soweit als irgend möglich zu entlasten.

Das geht nun leider nicht immer so wie man will, z.B. bei Betrieb eines Jets. Deshalb empfehlen wir für Jets ausschließlich Diversity-Empfangsanlagen und/oder 2,4GHz. Diese sind, systembedingt, in der Lage, eine erhebliche Verbesserung des Rauschabstandes (Verhältnis zwischen Störsignalen und Nutzsignalen) zu erzielen. Damit wird der negative Einfluss der ganzen zusätzlichen Komponenten, die zum Betrieb eines Jets ins Modell eingebaut werden müssen, stark reduziert. Die Sicherheitsreserve steigt erheblich, Störungen durch Richtwirkungen sind praktisch nicht mehr möglich.

PCM/PPM
Hier muss die frühere Grundsatz-Entscheidung “PCM“ oder nicht, also PPM, heute nicht mehr getroffen werden. Moderne PPM Empfänger mit Fail Safe-Funktion sind ebenso in der Lage, Störungen zu erkennen und weitest gehend auszufiltern.

Der Vorteil von PPM liegt dabei darin, dass wenn tatsächlich eine Störung anliegt und der Empfänger in den „ Fail Safe "Zustand" geht, jedes verwertbare (Zwischen)Signal sofort wieder zu den Servos weitergeleitet wird. So kommt zumindest die Tendenz einer Steuerbewegung noch bei den Rudern an.

Bei PCM wird im gleichen Fall der Fail Safe Zustand deutlich länger andauern, denn die PCM-Systeme warten auf eine größere Anzahl völlig ungestörter, kompletter Signalzyklen, bis wieder auf „ungestörten" Betrieb“ geschaltet und die Servos wieder angesteuert werden können. Das kann dauern ......

Daher gilt, bis zum Fail Safe Zustand hat PCM einige Vorteile, denn u.U. hat man etwas größere Reichweite und einen besseren Störabstand, das System wirkt „ruhiger“. Tritt der Fail Safe Fall ein, hat PPM Vorteile gegenüber PCM durch die schnellere Rückkehrzeit in den Empfangs- und Betriebszustand.

Leider treten Fail Safes nicht nur am Rande der Reichweite, sondern durch Richtwirkungen und Komplexität der Modelle immer häufiger auch im normalen Flugbereich und sogar ganz in der Nähe auf. Da ist dann PPM bei Verwendung von nur einem Empfänger eigentlich sicherer, denn PCM Fail Safes dauern länger.

Werden 2-Diversity-Empfänger verwendet, findet „Fail Safe“ im normalen Flug- und Sichtbereich nicht mehr statt, da Richtwirkungen unterdrückt sind und der Rauschabstand des Systems erheblich größer ist.

Daher empfehlen wir, sollte tatsächlich nur ein Empfänger im Jet eingesetzt werden, diesen in PPM zu betreiben und zumindest einen Empfänger mit Doppelsupertechnik zu verwenden. Außerdem sollte es ein moderner PPM-Empfänger sein, der Fail Safe oder HOLD „kann“.

Werden 2 Empfänger im Diversity-Betrieb benutzt, empfehlen wir für Jets die Verwendung von PCM-Empfängern und PCM-Betrieb, denn dann treten Probleme, die im normalen Flugbereich schon zu Fail Safes führen, nicht mehr auf und die PCM-Systeme können ihre z.T. besseren Eigenschaften ohne Gefahr ausspielen. Mögliche PCM-Probleme sind in einen Bereich verschoben, in dem aus Sichtgründen kein Flugbetrieb von Modellen möglich ist.

Verkabelung (s. Zeichnungen)
Am besten ist es, schon beim Einbau der Komponenten eine Strategie für die Verkabelung zu verfolgen.

Die Verkabelung von Turbine- und Turbinen-Elektronik (ECU, Turbinenakku, Pumpe, Zusatz- Elektronik) und Fernsteuer-Elektronik (Empfänger, Empfänger-Akku, Servos, Servokabel, Antennenlitze) in unterschiedlichen Ebenen verlegen und komplett in unterschiedliche Stränge trennen.

Dazu die Servokabel und Akkukabel für den Empfänger und die Servos auf einer Seite des Rumpfes verlegen, Zuführung der Kabel zu den Servos als Stichleitung (s.u.).
 

Kabel und Schläuche von Turbinen-Elektronik und Stromversorgung für die Turbine/Pumpe und Ventile auf der anderen Seite des Rumpfes verlegen.

Die Druck-Schläuche für die Fahrwerke können entweder dem Turbinenstrang oder dem Empfänger/Servo-Strang zugeordnet werden. Immer da, wo die geringst mögliche Überschneidung zum anderen Verkabelungsstrang stattfindet. Meist ist das der Empfängerstrang, da die Ventile über Servoansteurung oder Ventilansteuerung im Empfänger gesteckt sind.

Um die spätere Antennenverlegung zu erleichtern, empfiehlt es sich, die Kabelstränge auch noch in der Höhe im Rumpf unterschiedlich zu verlegen.

Servokabel im hinteren Bereich des Rumpfes vor Hitze schützen, Verlegung der Servokabel daher dort eher am Rumpfboden (Wärme steigt nach oben) als oben an den Seitenwänden.

Empfänger entweder am Rumpfboden oder im oberen Bereich des Rumpfes verlegen, das erleichtert die Verlegung der Antenne(n).
 

Alle Kabel generell so kurz wie möglich halten.

All e Kabel und Steckverbindungen gegen unbeabsichtigte Trennung sichern, Zugentlastungen anbringen.

Je größer der Abstand der beiden Versorgungsstränge, je besser.

Trennfilter (nicht bei 2,4GHz)
Wir sagen: Müssen immer verwendet werden, diese verringern die negative Wirkung von langen Kabeln auf den Empfang.  Dabei sollte jede Servo- und Akkuleitung, die länger ist als 50cm, 3 bis 4x durch einen Ringkern gewickelt werden. 3 Windungen sollten es mindestens sein, mehr als 5 Windungen ergeben keine Verbesserung mehr.

Es ist möglich, wenige große Ringkerne zu verwenden und dann mehrere Servokabel gleichzeitig durch EINEN Ringkern zu winden, das vermindert den Aufwand.

Klappferrite haben die Wirkung der Ringkerne nicht, es sei denn, man windet die Kabel 3-4 mal durch den Klappferrit.

Ringkerne als HF-unterstützende Maßnahme sind sicher nicht in jedem Fall notwendig, denn heutige Empfänger sind z.T. soweit möglich geschützt gegen Kabelwirkungen. Aber es macht aus unserer Sicht trotzdem Sinn diese zu verwenden, denn ob ein Empfänger mit den Kabeln im Modell zurecht kommt oder nicht, weiß man erst nach einem Absturz. Es lohnt sich also, diesen Bereich abzusichern. Oder verzichten Sie z.B. auf ABS oder ESP in Ihrem Auto, obwohl Sie diese Sicherheits-Einrichtungen im Normalfall nicht benötigen ?

Reihenfolge der Komponenten:
Von vorne: Empfänger-Akku, Empfänger, Servokabel nach hinten und in den Flügel, Stichleitungen zu den Servos.

Turbine, ECU und Turbinenakku, Pumpe und Ventile, in der Nähe der Turbine, weg von Empfängern, Servos, Servokabeln und Empfängerantenne.

Antennenverlegung
Stabantenne ist immer die beste Lösung, wenn nur eine Antenne verlegt wird. Damit liegt ein Großteil der Empfangsantenne nicht auf der Ebene der Kabel und die Antenne arbeitet mit einem Winkel. Dass vermindert die Richtwirkungen.

Abstand der Antenne zu allen elektrischen Leitern wie Kabel,  Anlenkungen, Steckungsrohr usw. immer so weit als irgend möglich.

Abstand der Empfänger-Antenne zur ECU und Turbine halten, deshalb Antenne nicht in den Rumpf nach hinten verlegen.

Bei Diversity-Einsatz von 2 Diversity-Empfänger eine Antenne als Stabantenne, die andere als Flügelantenne (in der Nasenleiste) verlegen. Dadurch ergibt sich immer ein Winkel der beiden Antennen zueinander. Oder bei gepfeiltem Jet-Flügel beide Antennen in die Nasenleiste verlegen. Solange die Antennen einen Winkel zwischen 60 und 90 Grad bilden, ist das optimal für den Empfang.

Voraussetzung für Flügelantennen oder Antennen innerhalb im Rumpf ist immer: Keine Voll-Kohlekonstruktion des Modells. Bei Kohleanteilen im Flügel- oder Rumpf-Material die Antennen weit weg von den Kohleteilen verlegen.

Bei beiden Antennen grundsätzlich Abstand zu allen Kabeln, daher Servokabel im Flügel im hinteren Bereich des Flügels verlegen.

Je größer der Abstand der Antenne(n) zu den beiden Versorgungssträngen, je geringer der Kabel-Einfluss.  Grundsätzlich daher immer Abstand der Antenne(n) zu jeder Art Kabel oder auch elektrisch leitenden Anlenkungen halten.

Gilt alles sowohl für 35 MHz als auch für 2,4 GHz, mit Ausnahme der Stabantenne für 35MHz.

Bei einfachen 2,4GHz Systemen (1ne Sendeantenne) müssen die Empfängerantennen (die letzten 3cm) aussen ausserhalb des Rumpfes angebracht werden
 

Reichweitentests
Wer Probleme im Flug ausschließen will, muss jeden neuen Empfänger und jedes neue Modell prüfen, da die Einbaubedingungen in jedem Modell anders sind. Tests daher immer VOR dem Erstflug durchführen.

Testprogramm
Um richtige Reichweiten- und Funktionstests systematisch vornehmen zu können und damit man Vertrauen in das eigene "Testprogramm" entwickeln kann, hier unsere Vorschläge:

Vergleichbare Bedingungen schaffen
Generell sollte ein Reichweitentest immer unter vergleichbaren Bedingungen vorgenommen werden, damit auch vergleichbare Ergebnisse entstehen. Am besten ist es daher, Tests  an immer der selben Stelle an einem bekannten Platz auf dem Gelände durchzuführen unter gleichen Voraussetzungen. Es sollte auch gewährleistet sein, dass kein anderer Sender eingeschaltet ist.

Aufbau/Vorgehensweise
Bei Sendern mit einem sog. Servotestprogramm kann dieses aktiviert werden, dadurch kann man mit der Empfangsanlage vom Sender weglaufen und hat so die bessere Kontrolle der Servobewegungen.

Bei allen Tests gilt, es sollten keine metallischen Gegenstände wie Tischplatten o.ä. am Sender oder da wo die Empfangsanlage steht, vorhanden sein.

Neuer Empfänger/Neues Modell
Zunächst einen Reichweitentest vornehmen außerhalb bzw. ohne Einbau in einem Modell. Dazu zwei bis drei Servos und den Akku am Empfänger anschließen, Sender mit eingeschobener Antenne einschalten. Am besten ist natürlich, wenn nun die Vergleichswerte vom bewährten Empfängern erreicht werden. Sind diese nicht verfügbar, gilt als Richtwert auf freiem Feld, trockener Boden, Sender und Empfänger mind. 1m  hoch, Antenne nach unten, so sollten min. ca. 80 erreicht werden, 100m wären besser. Das ist aber noch nicht genug an Test, denn durch Einbau ins Modell können sich Bedingungen ändern.

Der so getestete, neue Empfänger wird deshalb nun ins Modell eingebaut und der Test wiederholt. Dazu das Modell wieder min. 1m hoch aufstellen. Bei am Boden stehenden Modell reduziert sich die Reichweite u.U. erheblich und ist auch nicht vergleichbar mit den Tests im ausgebauten Zustand, und Vergleichbarkeit ist für einen vernünftigen Test wichtig.

Nun sollte in etwa der selbe Entfernungswert erreicht werden wie beim Test ohne Modell. 10-20% weniger sind, wenn ohne Modell mind. 80m erreicht wurden, normal. Nun drehen wir das Modell um 90 Grad (Empfängerantenne zeigt in Richtung unserer Teststrecke) und testen die mögliche Entfernung in dieser Richtung. Auch so sollte die mögliche Reichweite nicht viel geringer sein als im ausgebauten Zustand. Um alle Richtungen auszuprobieren, können wir noch die beiden andern 90Grad-Richtungen testen. Und natürlich die Seite, in der man das Modell aus der häufigsten Perspektive sieht, nämlich von unten.

Bei Jets sollte im Lauf des Tests auch die Turbine auf volle Leistung hochgefahren werden und dann sofort dem Gasknüppel folgen, wenn die  Leistung reduziert wird. Sämtliche Verzögerungen von Ruderausschlägen oder Turbinengas sind ein Hinweis auf vorhandene Probleme.

Dabei immer alle Flugzustände durchspielen, z.B. EINschalten von Beleuchtungen oder anderen Zusätzen wie Rauchpumpe o.ä. Das alles könnte zu Einschränkungen von Reichweite führen. Also immer alle Zusatzaggregate und programmierten Flugzustände in den Reichweitentest einbeziehen.

Nie starten, wenn irgend welche Zweifel vorhanden sind oder undefinierte Betriebszustände vorliegen. Nach „Murphy“ passiert was passieren kann, und das auf jeden Fall.

Was macht Fail Safe ?
Man sollte es kaum glauben, aber in letzter Zeit haben wir häufige Fragen nach Fail Safe, auch und gerade von Jet-Piloten und bei 2,4GHz. Dabei stellt sich heraus, dass die Kunden oft gar nicht wissen, was Fail Safe und  “Hold” eigentlich bedeuten.

Deshalb hier die Wiederholung:

Fail-Safe/Hold
Fail Safe stellt Servos und Funktionen im Fall einer Störung auf vorher für diesen Fall programmierte Positionen, solange die Störung anhält.

Hold stellt Servos und Funktionen im Fall einer Störung immer auf die zuletzt als richtige Steuerposition erkannte Stellung, solange die Störung anhält.

Mit allen DSL Empfängern  können für den Fall einer Störung einstellbare Servopositionen (Fail Safe) programmiert werden. Im Auslieferzustand steht der Empfänger aber auf HOLD, das bedeutet, für den Fall einer Störung werden die letzten als gut erkannten Steuerpositionen eingefroren, bis die Störung beseitigt ist.

Sollen die Servos (oder die ECU und die Turbine)  in eine für eine Störung vordefinierte Stellung laufen, muß “Fail Safe” programmiert werden.

Beim S3D-2,4GHz-System muß Fail Safe im Empfänger programmiert werden, die Programmierung im Sender funktioniert nicht.

Fail Safe programmieren an S3D-Empfängern ohne Programmiergerät
Während des Normalbetriebs am Empfänger die Steckbrücke für Binding setzen oder Binding-Taster drücken und halten. 10sec warten, dann diejenigen Knüppel/Geber auf eine Positionen stellen, die für den Fail Safe-Fall eingenommen werden soll. Dann Steckbrücke abziehen oder Taster loslassen. Es wird damit diejenige Position als Fail Safe Position eingestellt, welche die Knüppel beim abziehen der Steckbrücke/loslassen des Tasters  eingenommen haben. Alle Geber, die während des Vorgangs nicht bewegt wurden, nehmen „ Hold“ als Stellung für den Störungsfall ein. Zum Test Sender aus/einschalten. Diese Einstellung kann auch per PC oder Palm vorgenommen werden (s.u.).

Fail Safe programmieren an Jets
Hier empfehlen wir Fail Safe für die Turbine/ECU, und Hold für alle anderen Ruder und Funktionen. Damit kann die ECU eine Störung erkennen und die Turbine abschalten, z.T. mit einer in der ECU einstellbaren Verzögerung, damit nicht kurzzeitige Störungen gleich einen Absteller der Turbine zur Folge haben.

Für S3D-Empfänger, die ohne Interface per Computer oder Palm eingestellt werden sollen,  bedeutet dies, Fail Safe für den ECU/Turbinenkanal wie im Handbuch auf Seite 4 (s.o) zu programmieren und dabei nur den Gasknüppel zu bewegen innerhalb der 10sec. Alle anderen Ruder sind dann mit “Hold” programmiert.

Da die ECU nur Fail Safes erkennt, die grössere Ausschläge produzieren als der für den Gaskanal eingestellte, normale Servoweg, muß dieser für die Steuerung der Turbine/Gaskanal zunächst  kleiner eingestellt werden.

Vorgang:

• Gastrimmung am Sender immer auf ATL/Leerlauftrimmung einstellen. Damit ist die Gastrimmung nur im Leerlauf wirksam, der Vollgaspunkt wird durch die Trimmung nicht verändert. 
• Servoweg am Sender für Gas reduzieren um 10% auf der Vollgasseite. Dann ECU einlernen mit dieser Servoweg-Einstellung für Gas.
• Nun den Servoweg für Gas wieder auf 100% stellen.
• Damit dann Fail Safe einstellen am Empfänger durch bewegen des Gasknüppels,  nach mehr als 10sec den Gasknüppel in Vollgasstellung stellen und stehen lassen, den Taster oder Steckbrücke am Empfänger losslassen bzw. ziehen, diese Stellung ist damit programmiert und die ECU erkennt auf Fail Safe im Falle einer Störung.
• Nun den Servoweg im Sender wieder um 10% reduzieren auf der Vollgasseite. Das ist dann der normale Steuerweg während des Betriebs, im Falle einer Störung geht der Empfängerausgang auf Vollgas mit 100% und die ECU erkennt die Störung.

Fail Safe programmieren mit PC oder Palm oder Bluetooth

• Gastrimmung am Sender immer auf ATL/Leerlauftrimmung einstellen. Damit ist die Gastrimmung nur im Leerlauf wirksam, der Vollgaspunkt wird duch die Trimmung nicht verändert. 
• Hier wird der Servoweg für den Gaskanal zunächst am Empfänger per POSE-Programm auf 90% auf der Vollgasseite reduziert.
• Als Signalschalter in der ersten Ebene wird “SignL OK” eingestellt.
• Dann wird die Turbine/ECU eingelernt mit diesem Servoweg.
• In der 2ten Ebene im Servosdiplay für den Gaskanal wird als Signalschalter “Sgnl lost” eingestellt, als Signalquelle wird “FIX” mit 100% eingestellt.

Damit gibt der Empfänger bei Empfang den eingestellten, reduzierten Servoweg aus, bei einer Störung dann 100%, die ECU erkennt die Störung.

 

Stellkräfte Servos
Bei Jets empfehlen wir grundsätzlich Digital-Servos. Hier werden hohe Stellkräfte gefordert. Die können Analog-Servos zwar auch liefern. Digital-Servos haben aber den System-Vorteil, erheblich bessere Halte- und Anlaufkräfte zu entwickeln. Das ist bei hohen Fluggeschwindigkeiten absolute Vorraussetzung, um die Ruder fest zu halten und damit Flatterwirkungen schon im Ansatz entgegen zu wirken. Bei gleichen Leistungen benötigen Digitalservos keine höheren Ströme, allerdings muss der Strom schlagartig zur Verfügung gestellt werden können s.u. (Akkutyp).

Stromversorgung
Hier gilt bei Jets und allen Großmodellen: Der Akku muss in der Lage sein, hohe Ströme schnell zur Verfügung zu stellen (viele Servos die gleichzeitig mit hohem Leistungsbedarf anlaufen müssen). Vor allem bei den hier verwendeten Digitalservos. Es muss daher ein Akkutyp mit niedrigem Innenwiderstand verwendet werden. Einfacher ausgedrückt, ein Empfänger Akku-Typ, der auch im E-Flugbereich als Antriebsakku für den Elektromotor verwendet wird. (link)

Die Kabelquerschnitte und die Steckverbinder der Empfänger-Stromversorgung müssen ausreichend dimensioniert sein.

Bei Verwendung von ACT S3D oder DDS-Empfängern können die Servos direkt am Empfänger angesteckt und dieser und alle Servos direkt über den zusätzlich vorhandenen Hochstromanschluss versorgt werden. Jegliche zusätzliche Komponenten wie Power-Akkuweichen o.ä. entfallen hier und können daher nicht ausfallen oder den Empfang stören.

Bei anderen Empfängern ohne Hochstromanschluss muss eine Akkuweiche verwendet werden, welche die Servos mit ausreichend hohen Strömen versorgt. Der Nachteil  “Mehr Kabel+Stecker” und mechanischer Mehraufwand muß dann in Kauf genommen werden.

Bei ACT DSL-Empfängern kann der Spannungsverlauf während des Fluges im Empfänger gespeichert und nach der Landung ausgelesen werden. Anhand der grafischen Darstellung ist gut sichtbar, ob der E-Akku ausreichend dimensioniert ist oder ob der E-Akku noch voll ist oder nicht.

Alle diese Hinweise sollen helfen, Probleme zu diesem Thema soweit möglich zu verhindern. Es gibt aber immer noch viele andere Möglichkeiten, die beim Betrieb eines Jets zu Problemen bis hin zum Absturz führen können.

Video zur statischen Aufladung (und Entladung) der Kerosinleitungen im Jet. Das wäre im Flug “tödlich” für den Empfänger. Dieses bestätigt die Wichtigkeit der Abstände der Kerosinleitungen von Kabeln oder Elektronik.
 

Mit freundlicher Genehmigung von Raimund Wehrle

Abhilfe: Kerosinzusatz von JetCat