Icing op de propellers

Reserveer de 4e editie van 'Dronefotografie'
fredz

fredz

Active Member
Lid geworden
4 jul 2016
Berichten
199
Waarderingsscore
54
Punten
28
Helicopters en vliegtuigen worden in vochtig vriesweer ge-deiced, maar bij de drone gaat dat niet. Ik heb het even getest en na amper een halve minuut zagen mijn (Mavic) props er zo uit. De drone vloog minder stabiel en heb hem dus snel aan de grond gezet. Het ijs zat er heel erg vast op...

jAqtO2I.jpg

OrulFOr.jpg

X2BMr7X.jpg

43WjUPB.jpg

fsEneNd.jpg
 
  • Leuk
Waarderingen: DroneRay en Sjakie
Bizar dat dit zo snel gaat. Vloog je door de mist? Was de lucht vochtig? Hoe koud was het, weet je dat?
 
Er was mist, maar niet extreem veel. Ik zag de drone steeds. Het was echter extreem vochtig bij ongeveer -2 graden.
Een (echte) helicopterpiloot was mee met me, en die vertelde me dat dat de perfecte omstandigheden waren voor icing. Ik moet wel zeggen dat de Mavic er niet zo'n last van had, maar je zag het wel. Het risico is echter dat de drone na een tijdje als een baksteen naar beneden valt, omdat het ijs blijft accumuleren wegens de blijvend lage temperatuur en het ronddraaien van de props.
Dit is echter uitzonderlijk: meestal is de lucht niet zo vochtig, en is er geen spoor van icing.
 
  • Leuk
Waarderingen: DroneRay
Op dat moment was het water van de mist al beneden 0 graden C, maar was de kristalvorming nog niet ingezet. Daarvoor moet een soort drempelenergie overschreden worden en een botsing met een prop levert ruim meer dan nodig.
Het vervelende is dat dat dus typisch gebeurt op de leading edge, die zo ongeveer het belangrijkste stukje is van het vleugelprofiel voor wat betreft het genereren van lift. Als de luchtstroom daar al verstoord wordt, heeft de rest van de vleugel al gauw geen effect meer.

De situatie van "super cooled water" komt inderdaad niet heel vaak voor. En soort van "mazzeltje" dus, dat je dit hebt mogen meemaken. En goed dat je onderkende dat -ie "anders" vloog en daarop geland bent. Want als je eenmaal merkt dat je full throttle geen hoogte meer kunt houden, dan houdt het feestje snel op. One way or the other...


Verzonden met mijn iPad en de Dronepilots.nl app
 
  • Leuk
Waarderingen: DroneRay, Phantomic en Jeroen van Craaikamp
Wauw en bizar tegelijkertijd, dank voor het delen van deze "reality-check"! Heb je enig idee wat de luchtvochtigheid was op dat moment? Aangezien het mistig was neem ik gemakshalve aan dat die praktisch op de 100% had moeten zitten.
 
@BobvdM De luchtvochtigheid was inderdaad de volle 100%. En mist (maar niet enorm dicht), en dus zo'n -2 graden. Blijkbaar de juiste ingrediënten.
Ik vond het in elk geval erg interessant om mee te maken op een simpele drone :)
 
  • Leuk
Waarderingen: DroneRay
Eric-Jan zei:
De situatie van "super cooled water" komt inderdaad niet heel vaak voor. En soort van "mazzeltje" dus, dat je dit hebt mogen meemaken. En goed dat je onderkende dat -ie "anders" vloog en daarop geland bent. Want als je eenmaal merkt dat je full throttle geen hoogte meer kunt houden, dan houdt het feestje snel op. One way or the other...
Klik om te vergroten...
Bedankt voor de uitleg @Eric-Jan ! Zou de drone als een baksteen kunnen neerstorten als het te erg wordt? Als test ben ik enkele tientallen meters hoger gegaan, en hij bleef gewoon vliegen, maar minder stabiel...
 
Ik verwacht geen baksteen.
Je gaat steeds minder lift genereren. Bij een vliegtuig of helicopter compenseer je dat in eerste instantie met een grotere Angle of Attack (AoA). Daarmee wordt het punt waarop de "botsing" met super cooled water plaatsvindt verlegd en wordt de klop ijs niet alleen hoger, maar ook breder. Uiteindelijk is de AoA kritisch en stalled de vleugel (rotorblad). Dat geeft wèl zo ongeveer dat baksteen effect.
Bij een drone is dat niet het geval, omdat de pitch een vaste waarde heeft. Daar zul je dus merken dat throttle steeds minder responsief wordt. Je hebt meer throttle nodig om level te blijven vliegen. Heb je bovendien een stabilisatiemodus aan staan, dan wordt ca. 20% van de throttle range gereserveerd om correcties mee te doen. Dat -ie minder stabiel vliegt, komt dan doordat de stabilisatieparameters niet meer overeenkomen met wat in "schone lucht" het geval zou zijn.
Uiteindelijk zijn misschien die 20% niet meer genoeg en/of heb je die 80% throttle al nodig om te hoveren. Bouwt er dan nog meer ijs op, dan zul je zakken en niet meer kunnen stijgen. Dat gaat natuurlijk op totdat je op de grond staat (of in een boom hangt, of in een sloot ligt...)

Noodoplossing, mocht je full throttle niet meer blijven hangen en dreigt in een sloot te "landen": stabilisatie uitschakelen. Daarmee heb je die 20% weer beschikbaar, maar als die al voor stabilisatie echt noodzakelijk waren, dan win je er nog net niks mee. Maar het kan je ook net de gelegenheid geven nààst de sloot te crashen. Moet je dan allemaal wel bedenken, op zo'n moment...


Verzonden met mijn iPad en de Dronepilots.nl app
 
  • Leuk
Waarderingen: DroneRay
Eric-Jan zei:
Noodoplossing, mocht je full throttle niet meer blijven hangen en dreigt in een sloot te "landen": stabilisatie uitschakelen. Daarmee heb je die 20% weer beschikbaar, maar als die al voor stabilisatie echt noodzakelijk waren, dan win je er nog net niks mee.
Klik om te vergroten...

Dank voor deze uitgebreide uitleg. Wat bedoel je echter precies met stabilisatie, laat staan deze uitschakelen? Een multirotor kan toch per definitie niet in de lucht worden gehouden zonder enige vorm van stabilisatie d.m.v. de flight controller. Doel je niet op het op posititie houden van het toestel d.m.v. GPS/GLONASS, en het uitschakelen daarvan (door bij DJI toestellen over te schakelen naar ATTI)?
 
Oe, ja. Goede vraag, eigenlijk.
Ik heb niet echt de technische kennis van de DJI flight controller en wat de flight modes precies doen achter de schermen. Ik heb geen DJI drone en ging bij mijn antwoord eigenlijk uit van mijn zelfbouw drone. Omdat ik daarvan de controller software "zelf geschreven" heb (met veel Copy-paste van anderen) en dus een beetje weet hoe het er "van binnen" aan toe gaat. Ik heb een auto-level modus, waarbij "sticks centered" een horizontale quad oplevert en een attitude hold modus waarbij "sticks centered" dezelfde 3D houding aanhoudt (en je dus de verandering van de houding aanstuurt met de sticks). Ik denk dat die laatste inderdaad met de ATTI mode van DJI zal overeen komen.
Om een gegeven attitude aan te houden, heb je inderdaad ook een vorm van stabilisatie (verschil meting en correctieve actie) nodig. Alleen wordt daar (waarschijnlijk ook bij DJI) minder throttle range voor gereserveerd.
Ik lees ook wel over "Sport Mode". Daar geldt met zekerheid die redenering voor. Het feit dat de drone daarmee harder vliegt, ten koste van auto-level, betekent dat meer throttle range beschikbaar komt.
Dan had ik dus moeten schrijven dat de noodoplossing is 'm in Sport Mode te zetten.

Scherp van je, Bob!


Verzonden met mijn iPad en de Dronepilots.nl app
 
  • Leuk
Waarderingen: DroneRay
Hey,

uitleg is idd. correct. De vaste pitch maakt het toestel goedkoper en eenvoudiger om de 'sturen' door electronica.

Hieronder zie je wat een variabele pitch betekent om meer draagkracht te bekomen:

220px-Angles_de_portance_et_de_d%C3%A9crochage.svg.png


Bij de drone wordt er dus meer lift gecreeert NIET door de aanvalshoek op de lucht te verhogen, maar door meer snelheid, maw. meer omwentelingen dus meer opwaardse kracht.

Zowel bij vaste pitch als variabele pitch vleugels wil je vermijden dat de luchtstroom boven de vleugel gaat wervelen. Dan maakt hij zich los van de bovenkant van de vleugel en verliest zijn draagkracht.

De draagkracht vermindert idd. door een niet perfect profiel, vergelijkbaar met schade aan een propeller. Echter als het profiel té veel wijzigt, kan de draagkracht volledig verloren gaan en dàn is er niet langer 'lift' en gaat het toestel vallen. Hieronder zie je het fenomeen van 'verstoorde luchtstroom' door een te grote pitch.


RTEmagicC_Rotor_input_blade_feather_stall.gif.gif


2de reden van verminderde draagkracht kan zijn door defect profiel of verandering van vorm (bvb. ijs):

De draagkracht vermindert idd. door een niet perfect profiel, vergelijkbaar met schade aan een propeller. Echter als het profiel té veel wijzigt, kan de draagkracht volledig verloren gaan en dàn is er niet langer 'lift' en gaat het toestel vallen.
lewiceIceShaperHzR1b300.jpg
 
  • Leuk
Waarderingen: DroneRay
ter vervollediging: dit ijsprofiel gedraagt zich als 'spoiler' of luchtremmer die finaal de draagkracht van de vleugel zal verminderen eventueel tot nihil brengen door algehele turbulentie rond de vleugel met als resultaat geen draagkracht.

Gelukkig is de ervaringsdeskundige dronepiloot waakzaam geweest en kon hij snel genoeg ingrijpen én de veiligheidsmarge bewaren: knap !!
 
Ik heb met heel veel interesse deze post gevolgd. Allen dank voor de uitleg.
Ik weet nu in ieder geval zeker, dat ik bij mist èn vorst mijn drone aan de grond houd.
 
Icing is een prioriteitsgebied voor General Aviation, omdat het heel eenvoudig vaak voorkomt in de gebieden (temp. en relatieve vochtigheid) waarin gevlogen wordt door sportvliegtuigen. Het is goed voor één op iedere 8 weer-gerelateerde ongelukken. Ook een reden om je drone niet tot tegen de wolkenbasis te willen laten vliegen; wolkenbasis = 100% RH. Per definitie. Dan is het enige dat je verder nog nodig hebt een lage temperatuur.
Voor vliegtuigen met carburateur (95% van de éénmotorige G.A. Vliegtuigen), kan dat al 20 graden C zijn, voor carburateur icing (ijsopbouw door afkoeling door het Venturi-effect).
Enfin, daar kun je op afstuderen, als je wilt. Zo uitgebreid is het onderwerp. Ben je daarin geïnteresseerd? https://www.aopa.org/-/media/files/AOPA/Home/Pilot-Resources/ASI/Safety-Advisors/sa11.pdf is een goede start.

Nog een dingetje dat ik me zat te bedenken, geïnspireerd door de de-icing boots op sommige vliegtuigen ("ballonnen" op de leading edge die opgeblazen kunnen worden om het ijs los te breken):
Slappere props zullen eerder ijs losbreken bij verandering van vermogen (lift), dan stijvere props. In zo'n geval zijn Carbon props dus niet zo voordelig ;)
Heb je van die goedkope Chinese Nylon props zoals ik, dan zou je (als je genoeg hoogte hebt) even throttle idle kunnen doen en dan full throttle. Misschien dat daarmee de props zover flexen dat het ijs (van in ieder geval de buitenste helft) afbreekt.
 
  • Leuk
Waarderingen: DroneRay
super document, is wat ik zocht en niet vind, gelezen en zeeer interresant !! many thanks !
 
Ik heb mede naar aanleiding van @fredz z'n bevindingen dit artikel geschreven over vliegen bij winterse omstandigheden. Overigens kreeg ik via email de tip om je props te besprayen met siliconenspray, dat zou ook helpen om ijsvorming te voorkomen.
 
  • Leuk
Waarderingen: DroneRay
Klopt, vermindert de aanhechting en maakt dus de kans op losbreken o.i.v. de luchtstroom groter. Op zich voorkomt het dus niet het ontstaan of aangroeien van ijs.


Verzonden met mijn iPad en de Dronepilots.nl app
 
  • Leuk
Waarderingen: DroneRay
Overigens: wanneer morgen ijzel condities zijn, is er ook een groot risico op prop ice.
En dat gaat net achter de sneeuw aan zijn, dus wèl de mooiste plaatjes opleveren... Er zullen er dus genoeg zijn die gaan proberen nog wat mooie plaatjes te schieten.
Hoor je daar bij: je telt bij deze voor twee (as in: je bent gewaarschuwd)


Verzonden met mijn iPad en de Dronepilots.nl app
 
Je moet ingelogd zijn om te kunnen reageren. Log in | Registreer