Flugsimulation: Katapult-, Roboter- oder 2-Stab-Lösung

[Yuri]

Was haltet ihr von einer Kopplung:

Das flugzeug fliegt durch ein kleines Bergtal (zuwischen 2 gipfel durch) zuwischen denen sich Nebel befindet.

1. Sehr anturgetreu und 2. wird keine großartige Meachnik gebraucht. Im nebel kann dann das flugzeug auf einer Rampe landen oder abgesenkt werden.

[Gast]

Nebel / Wolken hatten wir die Tage schon angedacht, war ja eine meiner Ausgangsideen, sind aber von der Nebelmaschine eigentlich wieder weggekommen.

Das Tal ist ein Platzproblem: Es ist keiner da! Und um Platz für eine A380 zu haben müsste das Tal mindestens 1,2 Meter Breit sein (dann wären etwa 17 cm an jeder Seite Luft - entsetzlich eng).

Kannst ja auch nicht direkt hinter der Startbahn eine Felswand machen.
Ausserdem ist es eben nicht sehr nauturgetreu wenn ein A380 oder eine 747 im Tiefflug zwischen Berggipfeln im Nebel fliegt.
Das wäre nichtmal mit einem Hubschrauber der Bergwacht realistisch.

[Yuri]

ok war ne plöde idee. ^^ auch nur so ein ausgesprochener gedanke.

Das mit dem Platz ist wohl war.

[Peter Müller]

Helft mir auf die Sprünge: ich sehe so im Halbdunkel meiner Erinnerungen eine Möglichkeit, eine undurchsichtige Wand darzustellen, sieht aus wie ein ganz dünner Wasserfall, aber man kann hindurchgehen, ohne nass zu werden. Meine ich, irgendwann mal im Fernsehn gesehen zu haben. War irgendwie ein physikalischer Trick dabei. Wäre eine Projektionsfläche, durch die jedes Flugzeug ungehindert hindurch kann. Oder hab' ich das nur geträumt?

[Yuri]

nein solche dinge gibt es.

Ein Pysikalisches phänomen oder ein Beamer der eine wand in den raum hinen projekziert.

[Peter Müller]

Ich habe selber dazu eine Seite im Internet gefunden, aber ist wohl doch nass, also nicht geeignet.

Hier ein Link: Mehr Informationen über Wasserleinwände (Modell Indoor).

[ssilk]

Man kann das auch noch mit Sand machen.

Aber es ist ist wie es ist: Man kann das Flugzeug nicht einfach wegtarnen. Das ist komplex.

Daher mein Vorschlag: Verzicht auf alle Finessen! Das Flugzeug hebt ab, steigt und dann - am äußersten Ende - bleibt es stehen. Vielleicht steigt es noch ein kleines bischen, damit nicht der Eindruck eines Absturzes entsteht. Wir lassen das Flugzeug eine Weile so stehen, sagen wir 10 Sekunden. Dann wird es herunter gefahren.

Man kann ja den Flug zum Ende hin auch allmählich langsamer machen. Da man von schräg hinten drauf schaut sieht man das nicht so stark.

Beim Landeanflug kan man das genauso machen: Man lässt das Flugzeug auftauchen, dann erst setzen allmählich die Geräusche ein.


Ich erinnere hier auch noch mal an die Zielsetzung: Wir wollen einen möglichst realistischen Start/Landung. Das heißt aber auch, dass die Illusion irgendwo enden muss.

Wenn wir doppelt so viel Platz hätten und eine 6 Meter hohe Decke - ja, dann würde man sicherlich einen ziemlich realistischen Flugbetrieb hinbekommen, aber wenn man es zu eng macht, dann sieht das alles kindisch aus. Daher sollte man dem Besucher einfach klar machen, dass er sich jetzt den Flug selber vorstellen muss und das geht, indem man es entweder möglichst gut kaschiert, oder einfach einen apprupten Wechsel macht, der jedem klar macht, dass er ab jetzt seine Phantasie einsetzen muss.

[genius]

ein kleines Rolltor wäre noch denkbar: Die gehen extrem schnell auf und zu und werden gern in Lagern und Betrieben eingesetzt, wo besonders oft auf und zu gemacht werden muß, aber nicht offenbleiben darf. Das Tor ist Kunsstoff der eingerollt wird.

Es ist aber die Frage, ob der Flughafen damit nicht zu eng wirkt. Andererseits bliebe die Abwärtsbewegung vollständig verborgen.

genius

[Peter Müller]

Vielleicht ein Rolltor von unten. Oder besser zwei, eines links vom Schlitz und eines rechts vom Schlitz. Weil die Stäbe ja an dem eingerollten Tor vorbei müssen. Und wenn der ganze Apperat (Schlitten, Stäbe, Flugzeug) passiert hat, werden die Führungsschienen aufgeklappt und die Rolltore von unten hochgerollt. Bei den kleinen Flugzeugen nicht ganz so hoch wie bei den großen Flugzeugen.

[ssilk]

Hm. Man könnte das "Rolltor" ja "umdrehen". Also einfach als nach oben verschiebbarer Sichtschutz.

Oder wir machen es wie in Japa: Wir nehmen einfach einen großen Fächer. Sehr elegant...

Aber ehrlichgesagt: Man sollte da finde ich nicht zu viel Hirnschmalz investieren, weil es ist finde ich eher untergeordnet. Man kann auch damit leben, dass das Flugzeug einfach stehen bleibt...

[Felipe]

@Peter:
Zwei Rollos nebeneinander hätten die Nachteile, dass stets mittig ein Schlitz bliebe und insgesamt die Technik doppelt nötig ist.

Folgende Lösung ließe sich mit nur einem Rollo umsetzen:


Das ganze natürlich nur schematisch, der Abstand zwischen "Leinwand" (oben) und Durchflugzone stimmt so sicherlich nicht...

@genius:
Ja,genau so war mein erster Gedanke. Wie vorhin erst im Lidl und in der RATIO gesehen...

[Peter Müller]

Roboter- und 2-Stab-Lösung:

Bei aller Vorstellungskraft: so richtig einschätzen, was gut aussehen könnte und was nicht, fällt mir schwer. Deshalb habe ich nochmal mein Papiermodell bemüht und mir erst einmal angeschaut, welcher Bereich denn getarnt werden soll:



Es geht hier um den hellblau gestrichenen Bereitstellungsraum, in dem die Flugzeuge die Bewegungssimulation verlassen bzw. berollen und den rechtwinklig abknickenden Weg in den Berg, an dessen Ende sich ein Aufzug in die Schattenwelt befindet.

Der Aufzug ist gut getarnt durch den Berg, darüber brauchen wir uns nicht den Kopf zu zerbrechen. Um aber einiger Maßen plausibel an der Realität zu bleiben, muss der Berg zur verlängerten Start- und Landebahn sehr flach werden. Dass bedeutet, über der Anfluggrundlinie ist sehr viel freier Raum, genau das Gegenteil von "geeignet für eine Tarnung"!

Um in diesem "freien Raum" ein Flugzeug zu verbergen, habe ich mir die mit den gleichen Wolken wie die Wand bemalten Kulissen einfallen lassen, zur Hinterkante flacher werdend (man stellt in den Besucherraum den größten vorkommenden Besucher und in den Bereitstellungsraum das größte geplante Flugzeug. Dann formt man die Kulissen so, dass das Flugzeug von keiner Position aus zu sehen ist).



Bevor das Flugzeug vollständig abgesenkt ist, ist es noch zu sehen, dafür könnte man sich solche Fächer vorstellen. Rollos oder Rolltore kann ich mir nicht mehr so besonders gut vorstellen. Über der Kulisse fällt nämlich alles auf, was den freien Blick zur Wand verhindert.

Im Endeffekt tendiere ich zu @ssilk's Ansicht, es mit der Tarnung nicht zu übertreiben. Ich würde das Flugzeug nur nicht noch sekundenlang stationär lassen, ehe es abtaucht. Es dürfte den Besuchern klar sein, dass kein Unfall dargestellt werden soll, sondern die Simulation zu Ende ist.

Aber die Frage nach dem zeitlichen Ablauf ist müßig, denn es handelt sich um eine jederzeit änderbare Programmeinstellung.


Katapult-Lösung:

Die Katapult-Lösung läßt ein Abtauchen nicht zu, hier müssen die Flugzeuge auf Flughöhenebene in den Berg rollen. Damit werden die zu tarnenden Flächen größer bzw. man kann den Flugzeugen in den Bereitstellungraum hinterherschauen, wenn die Passage nicht durch bewegliche Kulissen hinter dem Flugzeug verschlossen wird.

Damit kämen Fächer oder Rollos zu einem sinnvollen Einsatz.

Auch für die Roboter- und 2-Stab-Lösung läßt sich ein auf Flughöhenebene befindlicher Weg zum Aufzug vorstellen, die Flugzeuge müssen dann nicht abgesenkt werden. Damit wäre aber der Vorteil weg, auf Anlagentischebene viel weniger Fläche tarnen zu müssen.

Auf Anlagentischebene verdeckt der Berg bereits ca. einen Meter seitlich der Start- und Landebahn vollständig den Eingang zur Schattenhangarwelt, auf Flughöhenebene wäre das erst nach ca. zwei Metern seitlich der Bahn. Außerdem müsste der Berg auch zur Raummitte hin mehr Tiefe haben, die verbliebene Fläche für das Vorfeld würde bedrohlich klein.

[Peter Müller]

Was mir noch nicht aus dem Kopf gehen will

Gerrit Braun hat geschrieben:

weiterhin Bedenken wegen des massiven "Ankoppel-Problemes" bei 2-Stab und Roboter-Variante.

Wenn die Positionierung am Abflugpunkt letzendlich ein statistisches Problem sein sollte, weil es in 9 von 10 Vorgängen klappt, hätte ich noch einen Lösungsansatz. Ich gehe dabei mal davon aus, das die ausreichend genaue Positionierung im zweiten, aber spätestens im dritten Anlauf gelingt. Wenn das Flugzeug dann immer noch nicht in die korrekte Position gerollt ist, muss es bis zum Feierabend auf dem Vorfeld oder im Schattenhangar bleiben und anschließend auf die "Richtbank" (bei bis zu vier Hauptfahrwerken mit bis zu 10 Achsen routinemäßig sowieso in festen Zeitabständen notwendig): ein Flugzeug, das aufgerollt ist, muss auch wieder abrollen können. Der übrige Betrieb darf dadurch nicht zum Erliegen kommen.

Dazu muss entsprechend Platz vorgesehen werden, das Füllstück für den Schlitz oder ein möglicher Schlitzverschluss müssen entsprechend konstruiert sein und die notwendigen Wege müssen mit Lenkdraht versehen sein. Außerdem muss vor der Übernahme durch Katapult, Roboter oder 2-Stab-Schlitten die korrekte oder eben mißlungene Positionierung festgestellt werden. Vorteil ist, dass manuelle Eingriffe durch herbeieilende MiWuLa-Mitarbeiter nicht notwendig sind und es für die Besucher noch nicht einmal erkennbar ist, ob das nun ein "gespielter" Startabbruch war oder ein "echter".

Platzmäßig wären keine unnatürlichen Baumaßnahmen notwendig: an allen großen Verkehrsflughäfen gibt es sogenannte Bypässe, über die Flugzeuge, deren Slot abläuft, an den übrigen wartenden Flugzeuge vorbei geleitet werden können. Die Rollwege zur Startbahn sind also breit genug für zwei Flugzeuge.

Gedankenmäßig entspräche das auch einer grundsoliden Piloteneinstellung: Startabbruch und Fehlanflug als Alternative sollten ständig präsent sein.

[Gerrit Braun]

Eine kurze Zusammenfassung meiner Eindrücke:

Die 3-Schlitzlösung hat Vorteile (z.B. wäre ein Wackeln mit den Flügeln möglich), ich denke es würde aber erst erwogen werden, wenn die 2-Stab-Lösung Probleme beim Einfädeln oder mit der Stabilität bringen sollte.
Wir haben mal erste Test mit den Stabaufnahmen gemacht.
Hierbei sind verschiedene Ansätze entstanden:
Eine 4mm Federstahl-Stange zu einem „Hausdach“ an zwei Seiten angeschrägt, bringt in einer entsprechenden Aufnahme im Flugzeug, dort verstärkt durch einen kleinen Magneten, schon ein wenig Seitenhalt. Vorteil: Unter dem Flugzeug könnten die Aufnahmen 2-3cm lange Schlitze sein (wiederum dreieckig als „Dach“, aber in Längsrichtung), mit einer Breite von ca. 1-3 cm je nach Flugzeugtyp. Ein Einfädeln scheint hiermit realisierbar. Gepaart natürlich mit dem von Peter angesprochenem, regelmäßigen Justieren der Spur der Flugzeuge.
Die Flugzeuge müssten dann aber Gleichgewichtstechnisch bezogen auf die Querachse sehr gut austariert sein.
Ein, in eine Hülse eingesteckter Stab, würde proportional bezogen auf die mögliche Einstecktiefe, welche größer wird, bei größeren Flugzeugen, wohl auch den ausreichenden Seitenhalt bringen. Wobei die Hülse hier eher ein exakt passendes Längsloch mit konischem Einfädelungsbereich ist.
Zu prüfen ist jedoch bei den länglichen Aufnahmen, ob es bei Start und Landung zu kurzen Rucks kommt, wenn der Stab innerhalb der Aufnahme ans „Ende stößt“.
Die Tests sahen auf jeden Fall gut aus.
Wir kommen weiterhin im Bau der Prototypen nicht gut voran, da so viele Aufgaben im Wunderland momentan parallel anliegen und ich seit fast 5 Wochen immer wieder mal krank bin (immer Erkältungen mit Fieber, oder Verdauung). Tja, viele junge Eltern haben mich vorher gewarnt, aber ich wollte es ja nicht glauben . Frei nach dem Motto: ich war 10 Jahre lang nur zweimal krank, das trifft mich nicht.

Zur Tarnung: Es gibt Nebelwände, die sind aber zu Windanfällig.
Wir hatten ursprünglich an eine Kulisse (bis zu Decke) mit einem Loch, getarnt mit Stoffstreifen gedacht.
Als weitere Lösung sehen wir mittlerweile doch den Nebel, welche immer kurz vor Start/Landung erzeugt wird. In dem vernebelten Bereich wird eine permanente Abluft sein, so dass kein Nebel auf die eigentliche Anlage kommt. Wenn das nicht klappt, können zur Not auch Glassscheiben helfen. Hacken: Nebelmaschinen sind anfällig.
Aber ich könnte mir auch vorstellen, dass von der Decke hängende Wolken eventuell so aufgehängt werden können, dass aus jedem Betrachtungswinkel das Flugzeug nicht mehr zu sehen sein wird (außer man steht hinter der Anlage, am Ende der Startbahn).
Ansonsten denke ich auch, dass der Zuschauer den „Abbruch“ verzeihen wird, wenn er irgendwie flüssig ist.

Momentane Gedanken: Antrieb der Stäbe (zu erzielende Genauigkeit ca. 0,25-0,5 mm).

Viele Grüße

Gerrit

[Yuri]

Testt ihr an einer 2 Stablösung oder an einer Einstablösung?

Das ist mir leider nicht so wirklich klargeworden.

[Peter Müller]

@Yuri hat geschrieben:

Testet ihr an einer 2 Stablösung oder an einer Einstablösung?

Wenn ich mir die Berichte von den ersten "Gehversuche" mit einer unten breiten und nach oben schmaler werdenden Stabaufnahme durchlese, vermute ich mal einen Trend zur 2-Stab-Lösung, wobei die 1-Stab-Lösung noch nicht ausgeschlossen ist. Und als Backup natürlich die Katapult-Lösung.

Größere Bedenken um den seitlichen Halt hätte ich übrigens nicht erwartet. Die Stabaufnahmen müssen also bis unter die Kabinendecke reichen. Zum einen ergibt sich daraus der längste mögliche obere Stabaufnahmenabschnitt als Hülse ausgearbeitet, zum anderen wird das Flugzeug dann so hoch wie möglich über dem Schwerpunkt angehoben.

Allerdings darf der als Hülse ausgearbeitete obere Teil der Stabaufnahme nicht zu eng werden, denn das Flugzeug muss sich ja ganz leicht vom Stab wieder lösen. Die Stabaufnahme darf auch nur in seitlicher Richtung eng sein, in Längsrichtung muss sie die scheinbare Veränderung des Stababstandes bei der Erhöhung des Anstellwinkels ermöglichen.

Der leichte Ruck beim Beginn des Startlaufes in Längsrichtung sollte durch die bereits beginnende Vorwärtsbewegung unerkannt bleibt und der Ruck in seitlicher Richtung sich ebenfalls auf die ersten Dezimeter Startlauf verteilt. Dabei gehe ich davon aus, dass die Stäbe das Flugzeug bereits nach vorne bewegen wenn sie ihre obere Endstellung noch nicht erreicht haben.

Das Flugzeug ruht ja noch eine ganze Weile auf dem Hauptfahrwerk, obwohl es sich längst nach vorne bewegt. Da könnte eine leichte Bewegung um die Längsachse im Moment des Abhebens den ganzen Vorgang ja eventuell sogar realistischer erscheinen lassen. Es geht halt zuerst nur ein Hauptfahrwerk airborne, dann mit wenigen Millimetern Verzögerung das zweite und dann pendelt der Flieger noch zweimal gering um die Längsachse um mit beständiger fast nicht feststellbarer Schräglage nach links oder rechts weiterzusteigen.

Verkehrsflugzeuge sollten (im Unterschied zu Kleinflugzeugen) nicht auf einem Hauptfahrwerk alleine aufsetzen, allerdings gelingt der gleichzeitige Touch Down nicht immer. Also ist auch bei der Landung ein leichtes Hängen einer Tragfläche völlig realistisch.

[genius]

Das muß ich gleich aufgreifen, Peter:

Da ja die Stabaufnahmen bis weit ins Flugzueg gehen sollen ergibt das eine lange Strecke für einen Einlauftrichter. Der Trichter muß komplett Kegelförmig sein, um Längs und Querbewegungen zu ermöglichen (Stabilisierung nur über den tieferliegenden Schwerpunkt und den zweiten Stab). Der Trichter soll aber nicht auf eine Spitze zusammenlaufen, sondern auf die exakte Stärke des jeweiligen Stabes (+0.05 mm Übermaß damit's nicht klemmt). Die Neigung des Trichters könnte bei einer Boeing 737 bis zu 20 Grad betragen und hätte dann einen Durchmesser von 2,5 cm. Bie einer Stabstärke von 0,5 cm ergäbe das eine hervorragende Fehlertoleranz von +/- 1 cm.

Die Anordnung der Trichter auf Höhe der Flügel könnte sogar noch größere Öffnungswinkel ermöglichen (noch mehr Fehlertoleranz).

genius

[Peter Müller]

Hallo @genius,

achte auf die vordere Stabaufnahme: sie kann in Längsrichtung oben nicht gänzlich ohne Spiel sein! Aber das Thema hatten wir ja schon reichlich oft genug. Die Stabaufnahmen haben keine runde sondern eine längliche Form. Und die hintere Stabaufnahme (bei der 2-Stab-Lösung natürlich) hat nicht die gleiche Form wie die vordere.


anstellwinkel006zp.gif
In diesen älteren Beiträgen gibt es Bilder und Beschreibungen von Hubstäben und Stabaufnahme, wenn jemand surfen will: 87562, 87589, 87838, 87928, 88719, 88755 und 88963.

[genius]

Gut hast recht, aber was mich an deiner Beispielanimation stört ist der unnötig verkleinerte Toleranzbereich (bzw der unnötig große Winkel zum Stab): Die hintere Aufnahme würde ich weiterhin so wie vorhin von mir beschrieben machen und die vordere ebenfalls gleich, nur in Längsrichtung langgezogen (wie ein Langloch).

PS: hab mir die Links gleich angesehen, danke!

genius

[Peter Müller]

Die Animation soll ja nur ein Hinweis sein, was grundlegend zu beachten ist. Die Anstellwinkel sind ja auch nicht von Flugzeug zu Flugzeug gleich. Und sie variieren auch (in der Realität) mit dem aktuellen Abfluggewicht:

Der Pilot soll eine bestimmte Geschwindigkeit bei (nahezu) maximalem Schub halten. Er regelt das über den Anstellwinkel, wobei Werte von +15° ungefähr den Durchschnitt widergeben. Allerdings wird ein ausgeladenes Flugzeug etwas flacher und ein (unterfordertes) nicht ausgeladenes Flugzeug etwas steiler steigen (bis +20°). Im Moment des Abhebens dürften etwas weniger als +10° anliegen.

Dazu habe ich zwei kleine PDF-Dateien im Internet gefunden, allerdings in englischer Sprache. Lustig finde ich den Hinweis, dass, wenn das Heck mal den Boden berührt hat, die Druckkabine nicht eher aufgeblasen werden darf bis ein Techniker die Flugzeugzelle überprüft hat:
- Boeing 737
- Boeing 767

Auszug Boeing 767:

Der Fluglage-Vorschlag im Künstlichen Horizont {FD = Flight Director} steht zunächst auf +15° Flugzeugnase nach oben {ANU = Aircraft Nose Up}. Sobald sich die Steigrate und die Radarhöhenmesserangaben erhöhen, zeigt der Fluglage-Vorschlag einen Anstellwinkel für die sichere Startgeschwindigkeit plus 15 Knoten {V2+15 = 15 kts über der Take Off Safety Speed}, siehe Tabelle.

Bodenfreiheit des Rumpfhecks ist 60 cm zweimotorig und 30 cm nach Triebwerksausfall.

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Tabelle: Flugzeuggewicht versus Anstellwinkel
--------------------------------------------
110t 120t 130t 140t 150t 160t 170t 180t 190t
 20°  19°  18°  17°  16°  15°  14°  13°  13°

Bodenberührung mit dem Rumpfheck gibt es
- beim Start mit 9.8° Flugzeugnase nach oben, ausgefedertes Fahrwerk und
- bei der Landung mit 8.0° Flugzeugnase nach oben, eingefedertes Fahrwerk.

Daumenregel: der Winkel ist so groß, dass der Heckkonus bei eingefedertem Fahrwerk noch genauso weit vom Boden frei bleibt wie das hintere Ende des zylindrischen Rumpfsegmentes.

Im Miniatur Wunderland wird die Steigflugstrecke vom Abhebepunkt zum Ende der Startsimulation den Steigflugwinkel bestimmen, der Anstellwinkel ist dann nochmal ein paar Grad größer (in der Realität) und muss im Miniatur Wunderland durch Ausprobieren auf ein für das Auge der Besucher plausibeles Maß korrigiert werden (Stichwort Maßstabsverschiebung in der Ferne). Ich würde die Technik so auslegen, dass +25° möglich sind.

Im Anflug sind die Anstellwinkelwerte ebenfalls individuell nach Flugzeugen verschieden, hier wird das aktuelle Gewicht aber nicht durch den Winkel sondern durch eine angepasste Geschwindigkeit berücksichtigt. Somit sollte der Winkel für jeden Typ konstant sein. Canadair Jets haben einen negativen Winkel bis zum Ausschweben, die meisten Verkehrsflugzeuge jedoch einen positiven Winkel zwischen +3° und vielleicht +10°.