Hallo Gero,
ich gehe von dieser Überlegung aus:
wenn es mit einem aerodynamisch eher bescheidenen Gleitschirm funktioniert, müsste es auch mit einem besser designten Dreiachser (oder mit was auch immer) funktionieren.
Die ungefähren Daten eines Gleitschirms:
Gleitzahl ca. 8, Minimumsinken 1,2 m/s, Vmin 20-25km/h, Vmax 50-60km/h, Gesamtgewicht 110-120kg.
Das müsste man doch mit einem speziell konstruierten Gerät übertreffen können, vom Gewicht mal abgesehen. Oder das Ganze an einen ULF1 schrauben, den kann man mit einem Leergewicht von 55kg bauen. (MTOW 155kg)
Zumal auch noch der Propellerwirkungsgrad mit 50% (kleiner Durchmesser, hinter dem Piloten) eines Motorschirms recht bescheiden ist.
Das Fluggerät UND die Art der Anwendung muss natürlich auf die momentanen Möglichkeiten des Antriebs angepasst werden.
Hast Du zufällig die Formeln für den Leistungsbedarf im Steigflug bzw. Horizontalflug parat? Wie hängen Leistung und Flugdaten zusammen?
Wie dem auch sei, ich habe den Entwickler kontaktiert, mal sehen, was der dazu sagt.
Grüsse Klaus
UL mit Elektroantrieb?
Moderator: Moderatorenteam
Ich verstehe nichts von E-Antrieben heutiger Generation, aber ich könnte mir folgendes vorstellen:
Alle Rotax-Getriebe, auch die kleinen, bekommt man mit einer Zentrifugalkraftkupplung. Also könnte man, wenn die Lager das mitmachen, auf den Getriebeflansch eine Zahnriemenscheibe schrauben, die den Propeller mitaufnimmt. Ein Zahnriemen von einem darunter angeordneten E-Motor könnte dann den Prop antreiben, während der kleine 1 oder 2 Zylinderverbrennunszweitakter steht. Für den kraftraubenden Start würde der Zweitakter billig und leicht gespeicherte Energie vom Sprit zuschießen, bei Erreichen der vorgesehen Höhe könnte man ihn Abstellen und der E-Motor würde dann Prop drehen und das Getriebe ohne Last (Zwei Stirnräder) mitdrehen. So könnte dann auch eine Untersetzung der E-Drehzahl zum Propellerflansch erreicht werden, damit man auch große Propeller einsetzen kann.
Also: Über Fliehkraftkupplung aus der Serie zuschaltbarer 2-Takter, der zugleich durch sein Seriengetriebe die ganze Problematik der Propellerwellenlagerung etc. gleich mitlöst. Keine 2-Mot, da nur eine Propellerwelle und E-Motor als Hilfsantrieb für Motorversagen deklarierbar. Kam mit gerade beim Kartoffelschälen. Taugt die Idee was, abgesehen vom Mehrgewicht des Einzylinders mit 23 PS?
Gruß Dieter
Alle Rotax-Getriebe, auch die kleinen, bekommt man mit einer Zentrifugalkraftkupplung. Also könnte man, wenn die Lager das mitmachen, auf den Getriebeflansch eine Zahnriemenscheibe schrauben, die den Propeller mitaufnimmt. Ein Zahnriemen von einem darunter angeordneten E-Motor könnte dann den Prop antreiben, während der kleine 1 oder 2 Zylinderverbrennunszweitakter steht. Für den kraftraubenden Start würde der Zweitakter billig und leicht gespeicherte Energie vom Sprit zuschießen, bei Erreichen der vorgesehen Höhe könnte man ihn Abstellen und der E-Motor würde dann Prop drehen und das Getriebe ohne Last (Zwei Stirnräder) mitdrehen. So könnte dann auch eine Untersetzung der E-Drehzahl zum Propellerflansch erreicht werden, damit man auch große Propeller einsetzen kann.
Also: Über Fliehkraftkupplung aus der Serie zuschaltbarer 2-Takter, der zugleich durch sein Seriengetriebe die ganze Problematik der Propellerwellenlagerung etc. gleich mitlöst. Keine 2-Mot, da nur eine Propellerwelle und E-Motor als Hilfsantrieb für Motorversagen deklarierbar. Kam mit gerade beim Kartoffelschälen. Taugt die Idee was, abgesehen vom Mehrgewicht des Einzylinders mit 23 PS?
Gruß Dieter
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aeroklaus
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Du solltest mehr kochen, Dieter.
Klingt ausgesprochen gut, was passiert aber, wenn irrtümlich beide Motoren laufen?
Und wie hoch ist der Verlust durch das Mitdrehen des Getriebes, wenn der E-Motor alleine läuft? Vielleicht hat jemand so ein Getriebe rumliegen, um das mal auszuprobieren.
guts Nächtle,
Klaus
p.s.: ach ja,der Zweitakter würde den E-Motor ja mitdrehen, seh ich das richtig?
Klingt ausgesprochen gut, was passiert aber, wenn irrtümlich beide Motoren laufen?
Und wie hoch ist der Verlust durch das Mitdrehen des Getriebes, wenn der E-Motor alleine läuft? Vielleicht hat jemand so ein Getriebe rumliegen, um das mal auszuprobieren.
guts Nächtle,
Klaus
p.s.: ach ja,der Zweitakter würde den E-Motor ja mitdrehen, seh ich das richtig?
<table width="90%" cellspacing="1" cellpadding="3" border="0" align="center"><tr> <td><span class="genmed">Zitat:</span></td></tr><tr><td class="quote">
aeroklaus schrieb am 20.10.2006 15:34 Uhr:
Hallo Gero,
ich gehe von dieser Überlegung aus:
wenn es mit einem aerodynamisch eher bescheidenen Gleitschirm funktioniert, müsste es auch mit einem besser designten Dreiachser (oder mit was auch immer) funktionieren.
Die ungefähren Daten eines Gleitschirms:
Gleitzahl ca. 8, Minimumsinken 1,2 m/s, Vmin 20-25km/h, Vmax 50-60km/h, Gesamtgewicht 110-120kg.
</tr></td></table>
Geringes Sinken und wenig Gewicht wirkt sich in der Energiebilanz positiv aus.
Überschlagen wir mal:
1,2 m/s Sinken, 120kg ergibt für den Nullschieber eine (ideal)Leistung von
1.2 * 120 * 9.81 = 1410 W.
Um mit diesem Gerät mit 1 m/s zu steigen hätten wir einen Bedarf von
2.2 * 120 * 9.81 = 2.6 kW
Der ULF1 hat m.w. ein geringstes Sinken von etwa 1.2 m/s bei MTOW = 155 kg sind wir für den Nullschieber bei 1.8 kW
Der Gesamtwirkungsgrad von Regler, Motor und Propeller ist vielleicht irgendwo bei 2/3, d.h. wir brauchen im Flug 2.7 kW und für einen 1m/s Steigflug etwa 5kW.
Das ist zugegebenermaßen sehr einfach gerechnet (findet da jemand einen Denkfehler?)
gero
aeroklaus schrieb am 20.10.2006 15:34 Uhr:
Hallo Gero,
ich gehe von dieser Überlegung aus:
wenn es mit einem aerodynamisch eher bescheidenen Gleitschirm funktioniert, müsste es auch mit einem besser designten Dreiachser (oder mit was auch immer) funktionieren.
Die ungefähren Daten eines Gleitschirms:
Gleitzahl ca. 8, Minimumsinken 1,2 m/s, Vmin 20-25km/h, Vmax 50-60km/h, Gesamtgewicht 110-120kg.
</tr></td></table>
Geringes Sinken und wenig Gewicht wirkt sich in der Energiebilanz positiv aus.
Überschlagen wir mal:
1,2 m/s Sinken, 120kg ergibt für den Nullschieber eine (ideal)Leistung von
1.2 * 120 * 9.81 = 1410 W.
Um mit diesem Gerät mit 1 m/s zu steigen hätten wir einen Bedarf von
2.2 * 120 * 9.81 = 2.6 kW
Der ULF1 hat m.w. ein geringstes Sinken von etwa 1.2 m/s bei MTOW = 155 kg sind wir für den Nullschieber bei 1.8 kW
Der Gesamtwirkungsgrad von Regler, Motor und Propeller ist vielleicht irgendwo bei 2/3, d.h. wir brauchen im Flug 2.7 kW und für einen 1m/s Steigflug etwa 5kW.
Das ist zugegebenermaßen sehr einfach gerechnet (findet da jemand einen Denkfehler?)
gero
@Aeroklaus Ich weiß nicht, wie hoch die Verluste sind, wenn der E-Motor ein zweirädriges Stirnradgetriebe mitdreht, aber es dürften vielleicht 0,3 kW bei Vollast sein. Dafür ist ein Lager für die nötige Untersetzung und für die Propellerwelle "mit an Bord".
Im Normalflug würde nur E-Motor und Getriebe drehen, beim Start
oder Steigflug würde der kleine 2-Takter weich über die Kupplung hinzukommen und Zusatzdrehmoment liefern. E-Motordrehzahl und Untersetzung auf die Zahnriemenpropellerflanschscheibe und 2-Takt-Motordrehzahl sollten "ein wenig" aufeinander abgestimmt sein, aber da sehe ich eigentlich kein Problem.
Würden beide Momenten- und Drehzahlkurven exakt gleich verlaufen, würden sich beide Motore exakt ergänzen, so wird halt der eine oder andere je nach Drehzahl den einen oder anderen etwas "anschieben". Auch das läßt sich vermutlich über eine Elektronik zumindest für den E-Motor anmessen und regeln, um besonders effektiv zu sein.
Es wäre wohl ein Hybridantrieb der etwas simpleren Art. Und um auch Batterien in langen Sinkflügen über müllernde Propeller laden zu können, müßte man diesen wohl verstellen können. Aber dann wird es superkompliziert. Ich dachte daran, "einfach nur" einen E-Motor unter einen Rotax und dessen Getriebe mit Fliehkraftkupplung zu flanschen, beides über eine Zahnriemenuntersetzung zu verbinden - und fertig. Der 2-Takter ist dann sozusagen der zuschaltbare Hilfsmotor mit dem leichteren Energiereservoir, dem Sprit. Sein Getriebe nutzt man ansonsten nur als Propellerwelle mit Lagerung für die Untersetzung des E-Motors.
Ich koche oft, aber selten hybrid
Dieter
Im Normalflug würde nur E-Motor und Getriebe drehen, beim Start
oder Steigflug würde der kleine 2-Takter weich über die Kupplung hinzukommen und Zusatzdrehmoment liefern. E-Motordrehzahl und Untersetzung auf die Zahnriemenpropellerflanschscheibe und 2-Takt-Motordrehzahl sollten "ein wenig" aufeinander abgestimmt sein, aber da sehe ich eigentlich kein Problem.
Würden beide Momenten- und Drehzahlkurven exakt gleich verlaufen, würden sich beide Motore exakt ergänzen, so wird halt der eine oder andere je nach Drehzahl den einen oder anderen etwas "anschieben". Auch das läßt sich vermutlich über eine Elektronik zumindest für den E-Motor anmessen und regeln, um besonders effektiv zu sein.
Es wäre wohl ein Hybridantrieb der etwas simpleren Art. Und um auch Batterien in langen Sinkflügen über müllernde Propeller laden zu können, müßte man diesen wohl verstellen können. Aber dann wird es superkompliziert. Ich dachte daran, "einfach nur" einen E-Motor unter einen Rotax und dessen Getriebe mit Fliehkraftkupplung zu flanschen, beides über eine Zahnriemenuntersetzung zu verbinden - und fertig. Der 2-Takter ist dann sozusagen der zuschaltbare Hilfsmotor mit dem leichteren Energiereservoir, dem Sprit. Sein Getriebe nutzt man ansonsten nur als Propellerwelle mit Lagerung für die Untersetzung des E-Motors.
Ich koche oft, aber selten hybrid
Dieter
Leistungsbedarf berechnen
Hallo Klaus, hallo Flieger,
die erforderliche Leistung für den stationären Horizontalflug läßt sich sehr einfach bestimmen. Dafür wird nur die Gleitzahl bei der angepeilten Geschwindigkeit benötigt (wenigstens ungefähr) und das Gewicht.
Die Gleitzahl ist nicht nur das Verhältnis von zurückgelegter Strecke zu verbrauchter Höhe - sie gibt auch den Zusammenhang von Auftrieb zu Widerstand an.
Arbeit ist Kraft mal Weg, damit ist Leistung Kraft mal Geschwindigkeit (Arbeit bzw Energie pro Zeit). Da die Leistung also Kraft - der zu überwindende Widerstand - mal Geschwindigkeit ist, läßt sich die benötigte Netto-Power jetzt leicht abschätzen.
Für Dein Beispiel mit dem Gleitschirm nehmen wir an, er wiegt 120 kg, das entspricht einer Gewichtskraft von 1200 N, und er hat die Gleitzahl 8 bei 8 m/s (ca 29 kM/h).
Bei Gleitzahl 8 ist der Widerstand ein achtel des Auftriebs (1200 N), also 150 N, das entspricht 15 kg Schub, den wir für einen Nullschieber aufbringen müssen. 150 N multipiliziert mit den 8 m/s Geschwindigkeit ergibt 1200 Watt. Netto und nur bei der Geschwindigkeit des besten Gleitens. Soll er 40 kM/h fliegen bei einer geschätzten Gleitzahl von vielleicht noch 5, dann ist schon 1200 N geteilt durch 5 mal 11 m/s nötig, was etwa 2600 Watt (2,6 kW) an Leistung abverlangt.
1 Liter Benzin hat einen Energieinhalt von etwa 9 kWh. Hätte der Gleitschirm einen Benzinmotor mit einem Wirkungsgrad von 20% und und das Getriebe mit Propeller 50%, so würde er knapp 3 Liter die Stunde verbrauchen. Diese Größenordnung stimmt mit der Realität in etwa überein.
Jetzt nehmen wir mal den Icare aus Stuttgart für diese Rechnung her, ich runde der Übersicht halber wieder etwas. Er wiegt 3500 N und das teilen wir durch die Gleitzahl von ca 43 und erhalten ca 81 N Widerstand (weniger als der Schirm oben!), und das bei ca 61 kM/h, was etwa 17 m/s sind. 81 N mal 17 m/s ergeben rund die 1400 Watt, die auf der Website als Leistung für den stationären Horizontalflug angegeben werden.
Überlegung 1: bei höherer Geschwindigkeit wird nicht nur die Gleitzahl schlechter (Widerstand nimmt mit v hoch 2 zu) sondern dieser Widerstand wird ja noch mit der Geschwindigkeit v multipliziert. D.h. der Leistungsbedarf geht mit v hoch 3!
Und man sieht, das Gewicht und die Gleitzahl gehen beide linear in die benötigte Leistung ein, die Geschwindigkeit mit der dritten Potenz. (Aber wir sind hier ja nicht bei high and fast
Überlegung 2: ein einfaches UL mit einer Gleitzahl von etwa 10 bei 61 kM/h braucht schon mehr als das Vierfache an Leistung (4,3-fache) wie der Icare, eben weil es den 4,3-fachen Widerstand bei 61 kM/h hat, den es zum Obenbleiben zu überwinden gilt.
Deshalb sind Elektroantriebe derzeit nur bei leichten, langsamen Hochleistern (hohe Gleitzahl) interessant. Oder halt bei seeeehr langsam fliegenden ULs wie dem Gleitschirm, da muß dann nicht mal die Gleitzahl gut sein.
Also ich finde den geringen Leistungsbedarf (Icare) beim Fliegen verblüffend und faszinierend, weniger kann man übrigens auf dem Boden mit einem super-strömungsgünstigen, sehr leichten Kleinstauto auch kaum erreichen. Am Boden muß man zwar keinen Auftrieb erzeugen, hat aber neben dem Strömungswiderstand den Rollwiderstand zu überwinden, der bei dieser Geschwindigkeit noch ungefähr die Hälfte des Gesamtwiderstands ausmacht. (Bei höheren Geschwindigkeiten dominiert dann aber klar der Luftwiderstand - der geht ja mit v hoch 2).
Dem Fliegen müßte also die Zukunft gehören. Mit weniger Energie kann man sich auf dem Boden nur forbewegen, wenn man sich ein Segel auf den Gocart baut ... dann treiben uns wieder die Lüfte, was durchaus sehr sportlich wäre. Das Überholen auf der Autobahn wäre mehr als nur ein Zucken im rechten Fuß in einem SUV ...
Grüße - Andreas
die erforderliche Leistung für den stationären Horizontalflug läßt sich sehr einfach bestimmen. Dafür wird nur die Gleitzahl bei der angepeilten Geschwindigkeit benötigt (wenigstens ungefähr) und das Gewicht.
Die Gleitzahl ist nicht nur das Verhältnis von zurückgelegter Strecke zu verbrauchter Höhe - sie gibt auch den Zusammenhang von Auftrieb zu Widerstand an.
Arbeit ist Kraft mal Weg, damit ist Leistung Kraft mal Geschwindigkeit (Arbeit bzw Energie pro Zeit). Da die Leistung also Kraft - der zu überwindende Widerstand - mal Geschwindigkeit ist, läßt sich die benötigte Netto-Power jetzt leicht abschätzen.
Für Dein Beispiel mit dem Gleitschirm nehmen wir an, er wiegt 120 kg, das entspricht einer Gewichtskraft von 1200 N, und er hat die Gleitzahl 8 bei 8 m/s (ca 29 kM/h).
Bei Gleitzahl 8 ist der Widerstand ein achtel des Auftriebs (1200 N), also 150 N, das entspricht 15 kg Schub, den wir für einen Nullschieber aufbringen müssen. 150 N multipiliziert mit den 8 m/s Geschwindigkeit ergibt 1200 Watt. Netto und nur bei der Geschwindigkeit des besten Gleitens. Soll er 40 kM/h fliegen bei einer geschätzten Gleitzahl von vielleicht noch 5, dann ist schon 1200 N geteilt durch 5 mal 11 m/s nötig, was etwa 2600 Watt (2,6 kW) an Leistung abverlangt.
1 Liter Benzin hat einen Energieinhalt von etwa 9 kWh. Hätte der Gleitschirm einen Benzinmotor mit einem Wirkungsgrad von 20% und und das Getriebe mit Propeller 50%, so würde er knapp 3 Liter die Stunde verbrauchen. Diese Größenordnung stimmt mit der Realität in etwa überein.
Jetzt nehmen wir mal den Icare aus Stuttgart für diese Rechnung her, ich runde der Übersicht halber wieder etwas. Er wiegt 3500 N und das teilen wir durch die Gleitzahl von ca 43 und erhalten ca 81 N Widerstand (weniger als der Schirm oben!), und das bei ca 61 kM/h, was etwa 17 m/s sind. 81 N mal 17 m/s ergeben rund die 1400 Watt, die auf der Website als Leistung für den stationären Horizontalflug angegeben werden.
Überlegung 1: bei höherer Geschwindigkeit wird nicht nur die Gleitzahl schlechter (Widerstand nimmt mit v hoch 2 zu) sondern dieser Widerstand wird ja noch mit der Geschwindigkeit v multipliziert. D.h. der Leistungsbedarf geht mit v hoch 3!
Und man sieht, das Gewicht und die Gleitzahl gehen beide linear in die benötigte Leistung ein, die Geschwindigkeit mit der dritten Potenz. (Aber wir sind hier ja nicht bei high and fast
Überlegung 2: ein einfaches UL mit einer Gleitzahl von etwa 10 bei 61 kM/h braucht schon mehr als das Vierfache an Leistung (4,3-fache) wie der Icare, eben weil es den 4,3-fachen Widerstand bei 61 kM/h hat, den es zum Obenbleiben zu überwinden gilt.
Deshalb sind Elektroantriebe derzeit nur bei leichten, langsamen Hochleistern (hohe Gleitzahl) interessant. Oder halt bei seeeehr langsam fliegenden ULs wie dem Gleitschirm, da muß dann nicht mal die Gleitzahl gut sein.
Also ich finde den geringen Leistungsbedarf (Icare) beim Fliegen verblüffend und faszinierend, weniger kann man übrigens auf dem Boden mit einem super-strömungsgünstigen, sehr leichten Kleinstauto auch kaum erreichen. Am Boden muß man zwar keinen Auftrieb erzeugen, hat aber neben dem Strömungswiderstand den Rollwiderstand zu überwinden, der bei dieser Geschwindigkeit noch ungefähr die Hälfte des Gesamtwiderstands ausmacht. (Bei höheren Geschwindigkeiten dominiert dann aber klar der Luftwiderstand - der geht ja mit v hoch 2).
Dem Fliegen müßte also die Zukunft gehören. Mit weniger Energie kann man sich auf dem Boden nur forbewegen, wenn man sich ein Segel auf den Gocart baut ... dann treiben uns wieder die Lüfte, was durchaus sehr sportlich wäre. Das Überholen auf der Autobahn wäre mehr als nur ein Zucken im rechten Fuß in einem SUV ...
Grüße - Andreas
[VERBORGEN]
Sehr schöne einfache Beispielsrechnung und gut erklärt, Andreas. Bei Fly5K macht man sich gerade ähnliche Gedanken. Hier ein link zu einem 10kw Motor mit Getriebe und knapp 7 kg, der dort als Alternative ins Gespräch gebracht wird. Aber den kennt hier vermutlich jeder außer mir.
http://www.radne.se/Store/Product/Produ ... tNo=3201-4
Gruß Dieter
P.s.: Da die Gleitzahl resp. das Verhältnis Auftrieb zu Widerstand bei jedem Gerät zu einer bestimmten Gleitgeschwindigkeit gehört, müssen höhere Geschwindigkeiten nicht notwendig auch einen absolut höheren Widerstand zur Folge haben. Nur, damit das niemand verwechselt.
Ein Flieger mit der Gleitzahl 10, doppelsitzig, hat bei 100 km/h Gleitgeschwindigkeit ein Zehntel seines Gewichts als Widerstand . Und der kann dann natürlich viel viel geringer sein, als wenn man einen Gleitschirm auf diese Geschwindigkeit bringen wollte.
http://www.radne.se/Store/Product/Produ ... tNo=3201-4
Gruß Dieter
P.s.: Da die Gleitzahl resp. das Verhältnis Auftrieb zu Widerstand bei jedem Gerät zu einer bestimmten Gleitgeschwindigkeit gehört, müssen höhere Geschwindigkeiten nicht notwendig auch einen absolut höheren Widerstand zur Folge haben. Nur, damit das niemand verwechselt.
Ein Flieger mit der Gleitzahl 10, doppelsitzig, hat bei 100 km/h Gleitgeschwindigkeit ein Zehntel seines Gewichts als Widerstand . Und der kann dann natürlich viel viel geringer sein, als wenn man einen Gleitschirm auf diese Geschwindigkeit bringen wollte.
Hallo Andreas,
<table width="90%" cellspacing="1" cellpadding="3" border="0" align="center"><tr> <td><span class="genmed">Zitat:</span></td></tr><tr><td class="quote">
AndreasR schrieb am 21.10.2006 08:32 Uhr:
Hallo Klaus, hallo Flieger,
die erforderliche Leistung für den stationären Horizontalflug läßt sich sehr einfach bestimmen. Dafür wird nur die Gleitzahl bei der angepeilten Geschwindigkeit benötigt (wenigstens ungefähr) und das Gewicht.
Die Gleitzahl ist nicht nur das Verhältnis von zurückgelegter Strecke zu verbrauchter Höhe - sie gibt auch den Zusammenhang von Auftrieb zu Widerstand an.
Arbeit ist Kraft mal Weg, damit ist Leistung Kraft mal Geschwindigkeit (Arbeit bzw Energie pro Zeit). Da die Leistung also Kraft - der zu überwindende Widerstand - mal Geschwindigkeit ist, läßt sich die benötigte Netto-Power jetzt leicht abschätzen.
</tr></td></table>
dankeschön, die Abschätzung bei bestem Gleiten ist vom Ansatz her exakter, als meine mit dem geringsten Sinken.
Damit hätten wir einen Anfang für die Auslegung.
Über den Daumen bräuchten wir somit irgendwo zwischen 5 und 10 kW Leistung. Nehmen wir mal 5 kW an
Ich hab jetzt mal meine LiPos auf die Waage gelegt, und komme auf etwa 6.5g/Wh Masse/Kapazität (das deckt sich mit den Kennblattangaben von 150-220 Wh/kg). Um Eine Stunde Nullschieber im Akku zu haben, bräuchte ich also 5 kWh (Ein halber Liter Benzin, ist schon lustig, Wieviel Liter sind z.B. beim ??? nicht ausfliegbar). Mein Akku hätte also etwa 32.5kg Masse. (Daß bei Graupners 100g Lipo derzeit etwa 50 Euronen kosten, macht das ganze auch nicht einfacher)
gero
<table width="90%" cellspacing="1" cellpadding="3" border="0" align="center"><tr> <td><span class="genmed">Zitat:</span></td></tr><tr><td class="quote">
AndreasR schrieb am 21.10.2006 08:32 Uhr:
Hallo Klaus, hallo Flieger,
die erforderliche Leistung für den stationären Horizontalflug läßt sich sehr einfach bestimmen. Dafür wird nur die Gleitzahl bei der angepeilten Geschwindigkeit benötigt (wenigstens ungefähr) und das Gewicht.
Die Gleitzahl ist nicht nur das Verhältnis von zurückgelegter Strecke zu verbrauchter Höhe - sie gibt auch den Zusammenhang von Auftrieb zu Widerstand an.
Arbeit ist Kraft mal Weg, damit ist Leistung Kraft mal Geschwindigkeit (Arbeit bzw Energie pro Zeit). Da die Leistung also Kraft - der zu überwindende Widerstand - mal Geschwindigkeit ist, läßt sich die benötigte Netto-Power jetzt leicht abschätzen.
</tr></td></table>
dankeschön, die Abschätzung bei bestem Gleiten ist vom Ansatz her exakter, als meine mit dem geringsten Sinken.
Damit hätten wir einen Anfang für die Auslegung.
Über den Daumen bräuchten wir somit irgendwo zwischen 5 und 10 kW Leistung. Nehmen wir mal 5 kW an
Ich hab jetzt mal meine LiPos auf die Waage gelegt, und komme auf etwa 6.5g/Wh Masse/Kapazität (das deckt sich mit den Kennblattangaben von 150-220 Wh/kg). Um Eine Stunde Nullschieber im Akku zu haben, bräuchte ich also 5 kWh (Ein halber Liter Benzin, ist schon lustig, Wieviel Liter sind z.B. beim ??? nicht ausfliegbar). Mein Akku hätte also etwa 32.5kg Masse. (Daß bei Graupners 100g Lipo derzeit etwa 50 Euronen kosten, macht das ganze auch nicht einfacher)
gero
<table width="90%" cellspacing="1" cellpadding="3" border="0" align="center"><tr> <td><span class="genmed">Zitat:</span></td></tr><tr><td class="quote">
aeroklaus schrieb am 19.10.2006 21:59 Uhr:
Keine Lipos, sondern zylindrische Lithium Ionen Mangan Zellen US18650V bzw. US26650VT von SONY, die gleichen, die in den neuesten HILTI AKKU-Bohrhämmern drin sind.
</tr></td></table>
Ich hab mal ein wenig gesucht und folgendes gefunden:
http://www.elektromodellflug.de/akku-te ... M-1100.htm
d.h. etwa 10 Wh bei 44g je Zelle, damit etwa 1/3 geringere Energiedichte als die typischen LiPos.
gero
aeroklaus schrieb am 19.10.2006 21:59 Uhr:
Keine Lipos, sondern zylindrische Lithium Ionen Mangan Zellen US18650V bzw. US26650VT von SONY, die gleichen, die in den neuesten HILTI AKKU-Bohrhämmern drin sind.
</tr></td></table>
Ich hab mal ein wenig gesucht und folgendes gefunden:
http://www.elektromodellflug.de/akku-te ... M-1100.htm
d.h. etwa 10 Wh bei 44g je Zelle, damit etwa 1/3 geringere Energiedichte als die typischen LiPos.
gero
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Hallo Andreas,
Du bist die Nummer 100 hier, lass uns ein Glas virtuellen Champagner anstossen!
Also dann, die Rechnung mit dem ULF:
Abflugmasse 155 kg
Gleitzahl 16 bei 55 km/h ca. 15m/s
Die Gewichtskraft wäre dann 1500 N
Widerstand 1500/16 93N mal 15m/s ca. 1400 Watt für den Nullschieber.
Richtig?
Wie viel Watts braucht es dann für 1,5m/s Steigen?
Entschuldigung für meine blöden Fragen, aber ich tappe da noch recht im Dunkeln und brauche einen Crashkurs.
@Dieter, dieses kleine, feine Motörchen hatte ich mal für den ULF-Hilfsantrieb angedacht. Er wird seit einiger Zeit für diverse Minimumsysteme (Doodlebug etc) erfolgreich verwendet.
Grüsse Klaus
Du bist die Nummer 100 hier, lass uns ein Glas virtuellen Champagner anstossen!
Also dann, die Rechnung mit dem ULF:
Abflugmasse 155 kg
Gleitzahl 16 bei 55 km/h ca. 15m/s
Die Gewichtskraft wäre dann 1500 N
Widerstand 1500/16 93N mal 15m/s ca. 1400 Watt für den Nullschieber.
Richtig?
Wie viel Watts braucht es dann für 1,5m/s Steigen?
Entschuldigung für meine blöden Fragen, aber ich tappe da noch recht im Dunkeln und brauche einen Crashkurs.
@Dieter, dieses kleine, feine Motörchen hatte ich mal für den ULF-Hilfsantrieb angedacht. Er wird seit einiger Zeit für diverse Minimumsysteme (Doodlebug etc) erfolgreich verwendet.
Grüsse Klaus
die Steigleistung
Prosit, der Champagner ist gut!
Dass ich die Nr 100 bin, ist reiner Zufall. Ich lese schon länger hier "heimlich" mit und stelle fest, es ist das bessere Forum ... und das Icare-Projekt haut mir fast den Vogel raus. Ist der Akku fast leer, fliegt man "einfach" mit Thermik weiter und der Energiespeicher lädt sich dabei sogar wieder auf ... genial. Und das ist voll im Lilienthalschen Sinne, als er von der Fliegerei als verbindendes Element zwischen den Völkern sprach. Jetzt müssen jene, die sich mit der Akkutechnik hier auskennen mal schauen, ob das bald bezahlbar sein wird.
@ gero: entschuldige bitte, daß ich auf Deinen Beitrag nicht eingegangen bin. Das liegt schlicht daran, daß ich bereits gestern Mittag geschrieben habe, dann mußte ich mich zunächst für dieses Forum registrieren, aber das Kennwort wollte nicht kommen. Das habe ich dann erst heute Morgen im Spam-Filter zwischen penis enlargement und Viagra gefunden ...
Unsere Ansätze sind übrigens völlig äquivalent, denn aus Geschwindigkeit und Gleitzahl ergibt sich zwangsläufig das Sinken und der Rest der Rechnung ist dann wieder gleich.
Nun Klaus, die Lageenergie ist Gewichtskraft mal Höhe. Und Leistung ist wieder Arbeit pro Zeiteinheit. Zusammengefaßt: für die Steigleistung benötigt man zusätzlich zu der Leistung für den stationären Horizontalflug das Produkt aus Gewichtskraft mit der Steiggeschwindigkeit.
1500 N mal 1,5 m/s ergeben 2,25 kW zusätzlich zu den von Dir berechneten 1400 Watt für den Nullschieber.
Andreas
Dass ich die Nr 100 bin, ist reiner Zufall. Ich lese schon länger hier "heimlich" mit und stelle fest, es ist das bessere Forum ... und das Icare-Projekt haut mir fast den Vogel raus. Ist der Akku fast leer, fliegt man "einfach" mit Thermik weiter und der Energiespeicher lädt sich dabei sogar wieder auf ... genial. Und das ist voll im Lilienthalschen Sinne, als er von der Fliegerei als verbindendes Element zwischen den Völkern sprach. Jetzt müssen jene, die sich mit der Akkutechnik hier auskennen mal schauen, ob das bald bezahlbar sein wird.
@ gero: entschuldige bitte, daß ich auf Deinen Beitrag nicht eingegangen bin. Das liegt schlicht daran, daß ich bereits gestern Mittag geschrieben habe, dann mußte ich mich zunächst für dieses Forum registrieren, aber das Kennwort wollte nicht kommen. Das habe ich dann erst heute Morgen im Spam-Filter zwischen penis enlargement und Viagra gefunden ...
Unsere Ansätze sind übrigens völlig äquivalent, denn aus Geschwindigkeit und Gleitzahl ergibt sich zwangsläufig das Sinken und der Rest der Rechnung ist dann wieder gleich.
Nun Klaus, die Lageenergie ist Gewichtskraft mal Höhe. Und Leistung ist wieder Arbeit pro Zeiteinheit. Zusammengefaßt: für die Steigleistung benötigt man zusätzlich zu der Leistung für den stationären Horizontalflug das Produkt aus Gewichtskraft mit der Steiggeschwindigkeit.
1500 N mal 1,5 m/s ergeben 2,25 kW zusätzlich zu den von Dir berechneten 1400 Watt für den Nullschieber.
Andreas
[VERBORGEN]
Akkuleistung
Welchen Wirkungsgrad darf man denn für einen Propeller annehmen? Denn jetzt sind wir auch bereit für den Teil 3 der Rechnung: wieviel Energie ist notwendig um auf eine gewisse Höhe zu steigen.
Nehmen wir den ULF und für eine Beispielrechnung einen Akku - Motor - Propellerwirkungsgrad von 0,6, d.h. 60% der angegebenen Akkuenergie stehen wirklich an der Latte zur Verfügung. Nur als Beispiel, ich habe keine Erfahrung, wieviel es wirklich sein könnten.
Für 1,5 m/s Steigen werden etwa 2,7 kW benötigt, nach 2 min ist der ULF bereits 180 Meter hoch und findet mit etwas Glück den ersten Bart. Bei dem oben angegebenen Wirkungsgrad hätte der Akku während dieser Zeit 4,5 kW Leistung abgeben müssen.
Frage: Wieviele Akkus sind denn nötig, damit man guten Gewissens 4,5 kW über mehrere Minuten ziehen kann, ohne dass die Zellen zu heiß werden? Was wiegen diese Zellen ungefähr? Was kosten diese etwa? Wieviele Wattstunden Energieinhalt hätten sie etwa?
Wenn 10 qm Solarzellen auf den ULF passen würden, dann stünden bei einem solaren Wirkungsgrad von 16 bis 17 % (derzeit Standard bei der Photovoltaik auf Hausdächern) gut 1,5 kW elektrische Leistung bei voller, weitgehend senkrechter (!) Einstrahlung zur Verfügung. Fertig ist der Motorsegler. Wiegt natürlich wieder extra und die Akkus müßten auch wieder in den ULF reinpassen. Aber wir sind ganz nahe dran. Und 1,5 kW solare Peakleistung kosten weniger als ein neuer 582er, zumindest für die Hausdächer.
Andreas
Nehmen wir den ULF und für eine Beispielrechnung einen Akku - Motor - Propellerwirkungsgrad von 0,6, d.h. 60% der angegebenen Akkuenergie stehen wirklich an der Latte zur Verfügung. Nur als Beispiel, ich habe keine Erfahrung, wieviel es wirklich sein könnten.
Für 1,5 m/s Steigen werden etwa 2,7 kW benötigt, nach 2 min ist der ULF bereits 180 Meter hoch und findet mit etwas Glück den ersten Bart. Bei dem oben angegebenen Wirkungsgrad hätte der Akku während dieser Zeit 4,5 kW Leistung abgeben müssen.
Frage: Wieviele Akkus sind denn nötig, damit man guten Gewissens 4,5 kW über mehrere Minuten ziehen kann, ohne dass die Zellen zu heiß werden? Was wiegen diese Zellen ungefähr? Was kosten diese etwa? Wieviele Wattstunden Energieinhalt hätten sie etwa?
Wenn 10 qm Solarzellen auf den ULF passen würden, dann stünden bei einem solaren Wirkungsgrad von 16 bis 17 % (derzeit Standard bei der Photovoltaik auf Hausdächern) gut 1,5 kW elektrische Leistung bei voller, weitgehend senkrechter (!) Einstrahlung zur Verfügung. Fertig ist der Motorsegler. Wiegt natürlich wieder extra und die Akkus müßten auch wieder in den ULF reinpassen. Aber wir sind ganz nahe dran. Und 1,5 kW solare Peakleistung kosten weniger als ein neuer 582er, zumindest für die Hausdächer.
Andreas
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aeroklaus
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Und wenn ich das mal weiterspinne: bei 50% Gesamtwirkungsgrad bräuchte man dann <3KW für den Nullschieber (man müsste doch mit einem grösseren Prop auch einen besseren Wirkungsgrad hinbekommen?).
Dann wiederum kämen langsam, aber sicher doch die Solarmodule wieder ins Gespräch, oder?
(mal schnell und dreckig gegoogelt: ein 210 W Modul, natürlich zu schwer da für Dachmontage, Fläche etwas über 1 qm, kostet +-1000 ?
)
Also, Starten mit Akkus, Fliegen mit Photovoltaik und/oder Thermik?
Immer natürlich das passende Fluggerät vorausgesetzt.
Mist, dass mein Kontakt im Freiburger Solar AG-Vorstand vor ein paar Jahren ausgestiegen ist....
Grüsse Klaus
Dann wiederum kämen langsam, aber sicher doch die Solarmodule wieder ins Gespräch, oder?
(mal schnell und dreckig gegoogelt: ein 210 W Modul, natürlich zu schwer da für Dachmontage, Fläche etwas über 1 qm, kostet +-1000 ?
)Also, Starten mit Akkus, Fliegen mit Photovoltaik und/oder Thermik?
Immer natürlich das passende Fluggerät vorausgesetzt.
Mist, dass mein Kontakt im Freiburger Solar AG-Vorstand vor ein paar Jahren ausgestiegen ist....
Grüsse Klaus
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Thommy
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Wenn ich das dann mal richtig zusammenfasse:
Dann sollte man unbedingt mit den Jungs vom ICARE sprechen also mit der Uni Stuttgart oder???
Die:
1. haben dort sehr viel Erfahrung
2. haben einen ?Vogel? der fliegt
3. haben glaube ich sogar eine super effektiven Antrieb extra dafür entwickelt (> super Wirkungsgrad usw.)
4. können auch was zu den Solarzellen z.B. Kosten etc. sagen.
-> ich habe ja ein bisschen Angst davor die Kosten zu addieren ? der Flieger wird nicht in die Harz-IV Riege zu finden sein! Oder??
?Geil? wenn ich das Wort mal benutzen darf finde ich das schon ? so als fast Freiburger)
Gruß Thomas
Dann sollte man unbedingt mit den Jungs vom ICARE sprechen also mit der Uni Stuttgart oder???
Die:
1. haben dort sehr viel Erfahrung
2. haben einen ?Vogel? der fliegt
3. haben glaube ich sogar eine super effektiven Antrieb extra dafür entwickelt (> super Wirkungsgrad usw.)
4. können auch was zu den Solarzellen z.B. Kosten etc. sagen.
-> ich habe ja ein bisschen Angst davor die Kosten zu addieren ? der Flieger wird nicht in die Harz-IV Riege zu finden sein! Oder??
?Geil? wenn ich das Wort mal benutzen darf finde ich das schon ? so als fast Freiburger
) Gruß Thomas
Hauptsache fliegen ... 
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Thommy
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Schaut mal da, ich als alter Drachenflieger finde das ist eine echte Alternative zum ULF ... und Manfred baut gerade einen 4-Takter ein.
Der Swift ist dann sogar noch auf dem Auto zu transportieren ... und ich finde ideal für Elektro!
OK ?echte? Flieger fehlt das Leitwerk, aber der Swift hat alles was der ULF auch hat ? und ich glaube sogar 1:27 bei 65km/h also echt nicht schlecht das Ding und es wiegt gerade mal so ca. 60kg na ja und wir könnten unter den 120 kg bleiben -> senkt Betriebskosten.
Nur mal so als Anregung ?
http://www.swift-light.at/ die PAS Version ist die mit Motor und eigenstartfähig.
PS1: Ok bei den Preisen wird es mir dann wieder schlecht ...
PS2: zur Zeit brauche ich immer zwei Anläufe (Postings) so was ...
Der Swift ist dann sogar noch auf dem Auto zu transportieren ... und ich finde ideal für Elektro!
OK ?echte? Flieger fehlt das Leitwerk, aber der Swift hat alles was der ULF auch hat ? und ich glaube sogar 1:27 bei 65km/h also echt nicht schlecht das Ding und es wiegt gerade mal so ca. 60kg na ja und wir könnten unter den 120 kg bleiben -> senkt Betriebskosten.
Nur mal so als Anregung ?
http://www.swift-light.at/ die PAS Version ist die mit Motor und eigenstartfähig.
PS1: Ok bei den Preisen wird es mir dann wieder schlecht ...
PS2: zur Zeit brauche ich immer zwei Anläufe (Postings) so was ...
Hauptsache fliegen ...