Constant speed control mit Simulationsprüfstand

Problembeschreibung

Der Auftraggeber Herr Ingenieur Hermann Eigner hat uns gebeten für sein Eigenbauflugzeug PW235 einen sogenannten Constantspeedcontroller zu entwerfen. Dieser hat den Sinn, die Motordrehzahl des Flugzeuges bei sich ändernder Last am Verstellpropeller konstant zu halten um eine Leistungsoptimierung zu garantieren. Zurzeit kann man den am Flugzeug vorhandenen Propeller zwar verstellen, jedoch nur manuell über einen Kippschalter was nicht immer ein Optimum garantiert.

Zielsetzung

Ziel unserer Diplomarbeit war es den oben genannten Vorgang des Verstellens zu automatisieren und einen Regler zu entwerfen, welcher die tatsächliche Motordrehzahl auf eine vom Piloten ausgewählte Drehzahl hinregelt und diese konstant hält. Dabei war es wichtig auf folgende Punkte zu achten:

Der Regler musste in ein vorausgewähltes Gehäuse passen
Eine leichte Installation im Flugzeug muss gewährt werden
Die Regelabweichung darf maximal +/-50U/min betragen, damit die Leistungsoptimierung garantiert ist
Bei Ausfall des Reglers muss die Verstellung manuell erfolgen können
Um die Funktionalität überprüfen zu können wurde zusätzlich ein Simulationsprüfstand gefertigt.

Projektablauf

Entwurf verschiedener Konzepte für den Regler und den Prüfstand
Auswahl eines Konzepts und Anfertigung eines Terminplans
Entwurf eines Reglerprototypen
Entwurf und schematischer Aufbau des Simulationsprüfstandes
Nach erfolgreichen ersten Tests mit dem Regler wurde schlussendlich eine neue, verbesserte Version ausgearbeitet
Erfolgreiche Tests mit dem endgültigen Constantspeedcontroller
Anbringung im Gehäuse und Installation des Simulationsprüfstandes
Optimierung der Reglersoftware
Zusätzliche Anbringung eines Plexiglasschutzgehäuses am Prüfstand
Ergebnis

Der Constantspeedcontroller mit seinem zugehörigen Simulationsprüfstand wurden im April 2012 erfolgreich fertiggestellt und mehrmals zur Zufriedenheit des Auftraggebers getestet.

Systembeschreibung

Der Constantspeedcontroller kann ganz einfach durch eine fünf-polige Steckverbindung am Simulationsprüfstand oder im Flieger angebracht werden. Wenn der Motor läuft, wird sofort die aktuelle Drehzahl am Display des Reglers angezeigt. Anschließend ist es dem Benutzer möglich über einen Kippschalter den Verstellmodus auszuwählen – „AUT“ für Automatikbetrieb und „MAN“ für Manualbetrieb. Falls der Pilot im Manualbetrieb fliegen möchte, muss er die Steigung der Propellerblätter manuell über einen Kipphebel einstellen um auf die gewünschte Drehzahl zu kommen. Sollte er jedoch den Automatikbetrieb gewählt haben, so muss er nur noch die gewünschte Drehzahl auf dem kleinen Drehschalter auswählen und der Regler erledigt die restliche Arbeit für ihn. Um dem Benutzer die Maximalpositionen des Verstellpropellers zu signalisieren wurden zwei Leuchtdioden angebracht – leuchtet eine von beiden auf, so kann die Blattsteigung in diese Richtung nicht mehr verändert werden.