VC-Modul / Virtueller Käfig

Die Schlüsseltechnologie für das Starten und Fliegen mit einem E-Antrieb ohne mechanischen Käfig.

Wie funktioniert das und warum gibt es für den Piloten eine größere Sicherheit als ein mechanischer Käfig?

Das VC-Modul oder der virtuelle Käfig gibt nur dann den Strom für den Motor frei, wenn sich alle Betriebsparameter des Gleitschirms und die Positions- und Bewegungsdaten des Piloten mit dem Antrieb auf dem Rücken in sicherem Zustand befinden. Das ist der Fall, wenn der Schirm sich sauber über dem Piloten in ruhigem Flugzustand befindet und die Propellerachse ruhig und nicht zu stark nach oben oder unten geneigt ist. Was nun sauber oder ruhig oder zulässig geneigt ist, das ergibt sich aus den eingestellten zulässigen Toleranzen, den "Arbeitsfenstern".

Um die tatsächlichen Positionen und Bewegungen von Schirm und Piloten festzustellen, sind 2 Sensormodule auf dem Obersegel des Gleitschirms und 1 Sensormodul im Gehäuse des Scott-e befestigt. Diese senden mittels Funkverbindung die Messdaten zur Zentraleinheit im Scott-e, wo sie geprüft und ausgewertet werden. Liegen die Ergebnisse für die Positionen, Geschwindigkeiten/ Drehgeschwindigkeiten und Beschleunigungen/ Drehbeschleunigungen im Arbeitsfenster wird der Motorstrom freigegeben bzw. darf weiterfließen. Ist dies nicht mehr der Fall, weil zum Beispiel eine Böe die rechte Kappenseite gefährlich nach vorne beschleunigt oder die Krümmung des Segels zu gering ist, wird innerhalb von ca. 0,5 Sekunden der Propeller gestoppt. 

Diese sehr schnelle Reaktion ist notwendig, damit vom Auftreten der Störung bis zum Stillstand des Propellers weniger Zeit vergeht als die Leine in oder gar das Tuch brauchen um in eine gefährliche Nähe des Propellers zu kommen. Ähnliches gilt für den Startlauf, wo die Störung auch durch eine Taumelbewegung des Piloten oder durch eine falsche Körperhaltung hervorgerufen werden kann.

Die hohe Übertragungsrate der Datenströme zwischen der Zentraleinheit und den Sensoren führt zu einer praktisch verzögerungsfreien Reaktion des Systems. Damit ist eine sehr hohe Sicherheit vor einer gefährlichen Kollision des Propellers mit Teilen des Gleitschirms gegeben.

Durch konventionelle vom Piloten auszulösende Schalter ist eine vergleichbare Sicherheit niemals zu erreichen. Das liegt daran, dass der Pilot eine Störung häufig erst dann mitbekommt, wenn die Auswirkung der Störung (Schirmklappen, Vorschießen, Wegdrehen...) schon eingetreten sind. Bis dahin ist aber möglicherweise schon so viel Zeit verloren, dass ein Stillsetzen des Propellers bis zu einer Kollision nicht mehr möglich ist. Vor allem beim Startlauf bei schwachem Wind ist es dem Piloten kaum möglich die Lage seines Schirmes zu beobachten. Die Gefahr von Leinenfressern oder Propellerbruch ist dann extrem hoch. 

Das Starten mit dem Scott-E braucht deswegen eine gewisse Übung unter verschiedenen Wetterbedingungen. Das VC-System informiert den Piloten mittels eines akustischen Signals über die Motorfreigabe. Damit lernt er/sie schnell einen sauberen Start durchzuführen. Die "Stimme des VC" ist ungnädiger als die eines Fluglehrers. 

Datenaufzeichnung auf SD Karte

Alle Daten der Sensorik werden zusätzlich zu den Betriebsdaten des Antriebs und des Fluges selber im RCM Modul synchronisiert gespeichert und können im Anschluss an den Flug mittels eines speziell dafür entwickelten Programms am PC visualisiert und analysiert werden. Damit können der Pilot oder/und sein Fluglehrer sofort sehen, wegen welcher Störung der Antrieb abgeschaltet hat, um sofort daraus Korrekturen des eigenen Verhaltens abzuleiten.
Das RCM Modul ermöglicht darüber hinaus auch die Analyse des gesamten Fluges, um z.B. an Hand des Energieverbrauchs die eigene Flugstrategie zu optimieren.

 

Hier noch einige Filmsequenzen aus der Praxis

Es erfolgt erst eine Startfreigabe, sobald alle Sensoren „grünes Licht“ geben. Der Pilot korrigiert zu Beginn seine  Schirmkappe ein wenig. Nach der Freigabe gibt er Gas und lässt sich von dem Antrieb in die Luft schieben. Bei einer Körpervorlage würde keine Freigabe erfolgen.

 

Bei dieser Groundhandling Übung lässt der Pilot den Motor nur langsam laufen. Der Wind erleichtert das Aufstellen des Gleitschirms. Es ist gut zu erkennen, das bei Körpervorlage des Piloten der Antrieb sofort abstellt. Sobald der Pilot wieder eine aufrechte Position einnehmt, kann der Scott-e gestartet werden. Ein Abstellen würde auch erfolgen,  sobald der Schirm nach hinten fällt, vorschießt oder seitlich abkippt.

                                Langsamens Piepsen – keine Freigabe!                                      Schnelles Piepsen – Ready for take off  

 

Dieser Pilot macht seinen ersten Start aus flachem Gelände. Er stellt den Gleitschirm in den Wind und korrigiert die Schirmposition. Mit Hilfe des „virtuellen Instruktors“ ( = VC Modul) ist es um ein vielfaches leichter, den Bewegungsablauf für den E-Start zu trainieren. Sobald alle Positionen stabilisiert sind, erhält er Freigabe und kann den Antrieb starten.

 

Hier zeigt das VC Modul eine weitere Stärke. Der Pilot provoziert einen Klapper. Der Sensor in der linken Kappenhälfte (in Flugrichtung gesehen) gibt diese Information innerhalb Millisekunden an den Scott-e weiter. Der Antrieb Schaltet sofort und ohne zu tun des Piloten ab. Sobald sich die Kappe wieder gefüllt hat, kann der Antrieb wieder gestartet werden.

 

Bei diesem Start gibt es eigentlich keine Kritikpunkte. Eventuell hat sich der Pilot einen „Tick“ zu früh ins Gurtzeug gesetzt.


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