Test & Flug

Was wir messen, teilen wir.

Hier dokumentieren wir Vorversuche und ergänzen nach dem Start die Messdaten unseres CanSat. Die Werte unten stammen noch aus einem Rotor-Vorversuch und aus Simulationen, nicht aus einem Flug.

Aktueller Stand

Rotor-Vorversuch am Autofenster

Ein früher Versuch mit einem 96,9-g-Testmodell und 8° Rotorblattwinkel. Die Fahrgeschwindigkeit diente als Anströmung.

Lauf	Fahrgeschwindigkeit	Gemessene Kraft	Winkel zur Horizontalen
1	48 km/h	2,3 N	50°
2	70 km/h	3,5 N	30°
3	70 km/h	3,5 N	30°

Einordnung: Für einen vollständigen CanSat mit 300 g schätzen wir aus dem Versuch eine Sinkgeschwindigkeit von etwa 19–22 m/s. Das liegt über den geforderten 8–11 m/s und dem Zielwert von 6 m/s bei geplanter Zielandung. Als nächste Schritte testen wir einen kleineren Rotorblattwinkel, einen größeren Rotor und kontrollierte Falltests. Die Kraftwerte sind bereits um den Nullwert der Federwaage von 0,7 N bereinigt.

Simulation

Wir fliegen am Computer, bevor wir fliegen.

Unsere Flugsoftware läuft unverändert in einer Simulation am PC. Ein Rotormodell antwortet auf jeden Einstellwinkel der Blätter mit Drehzahl und Sinkrate. So testen wir in Sekunden Hunderte Flüge, auch mit kaputten Sensoren.

Diagramm: Höhe und Sinkrate eines simulierten Flugs, die Schätzung der Firmware liegt fast deckungsgleich auf dem simulierten Verlauf. — Ein ganzer Flug

Start, Gipfel in ca. 520 m, Rotorsinkflug, Landung. Die Firmware schätzt Höhe und Sinkrate auf etwa einen Meter genau.

Diagramm: Mit 20° Startwinkel erreicht der Rotor in zwei Sekunden über 3000 U/min. Mit 8° und zu frühem Umschalten bleibt ein schwergängiger Rotor bei 1100 U/min hängen. — Rotor andrehen

Aus dem Stand läuft der Rotor nur an, wenn die Blätter mit der Vorderkante nach unten stehen. Mit 20° dreht er in zwei Sekunden auf.

Diagramm: Zwischen 2° und 8° Einstellwinkel sinkt der CanSat mit 6,9 bis 10,7 m/s, unter etwa 1° reißt die Strömung am Rotor ab. — Einstellwinkel als Bremse

Zwischen 2° und 8° stellt der Einstellwinkel die Sinkrate ein. Darunter reißt die Strömung ab, und der CanSat fällt.

Säulendiagramm: Geregelt sinkt der CanSat bei allen Massen mit 8,8 m/s, mit festem Einstellwinkel zwischen 8,3 und 8,9 m/s. — Geregelt statt fest

Die Firmware stellt den Einstellwinkel laufend nach und hält 8,8 m/s, egal ob der CanSat 300 oder 350 g wiegt.

Diagramm: Ohne Ausgleich wächst der Fehler bis 90 %, mit Servomodell bleibt er bis 5 Umdrehungen pro Sekunde unter 5 %. — Drehender Rumpf

Die Lagerreibung dreht den Rumpf mit. Die Firmware rechnet die Drehung aus der Steuerung heraus, der Fehler bleibt unter 5 %.

Was passiert, wenn ein Sensor ausfällt?

Fehler	Vorher	Jetzt
Luftdrucksensor friert ein	Firmware glaubt, sie sinkt nicht, fällt mit 13,4 m/s	erkannt, sicherer Blattwinkel, 8,7 m/s
Lagesensor fällt 2 s aus	Höhe springt um 21 m	kein Sprung
Beschleunigungssensor verschoben	hält 10,1 statt 9 m/s	korrigiert, 8,9 m/s
Drehzahlsensor tot	–	Umschalten nach Zeit, Flug normal

Simulation selbst ausprobieren

Einordnung: Das sind Simulationen, keine Messungen. Rotorgröße, Profil, Reibung und Servos sind angenommen. Mit den Maßen unseres Autofenster-Rotors kommt das Modell auf ähnliche Sinkraten wie unsere Auswertung des Versuchs. Abwurfversuche werden es genauer prüfen.

Nach dem Start

Die Flugauswertung kommt hier dazu.

Wir ergänzen Telemetrie, Temperatur- und Druckverlauf, Flugphasen sowie Erkenntnisse aus der Landung, sobald die Messdaten vorliegen.

Mehr über unsere Mission

CanSat Austria

Team SWASH entwickelt das Projekt im Rahmen des österreichischen CanSat-Wettbewerbs von ESERO Austria.

Zum CanSat-Projekt bei ESERO Austria ↗

Was wir messen, teilen wir.

Rotor-Vorversuch am Autofenster

Wir fliegen am Computer, bevor wir fliegen.

Ein ganzer Flug

Rotor andrehen

Einstellwinkel als Bremse

Geregelt statt fest

Drehender Rumpf

Was passiert, wenn ein Sensor ausfällt?

Die Flugauswertung kommt hier dazu.

CanSat Austria