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31 Beiträge Seite 1 von 2
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| Sonstiges | Nachhilfe: Leistungseinstellung/Dichtehöhe |
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Seid so nett und seht's mir nach, daß ich die hier versammelte Kompetenz für Verständnisfragen nutze.
Verbrauch:
Der Verbrauch eines Motors ist in kleinen Bereichen ungefähr proportional seiner Leistungsabgabe. Die Leistung eines Motors ist ungefähr proportional zu 1/T(K), also wenn beim Rotax 912S Herumtuckern bei 26° mit 4000 U/min / 20 inHG grob einen Verbrauch von 10,5 l/h verursacht, dann sollte bei 3° und 4000/20 etwa (273+26)/(273+3) * 10,5 als Verbrauch zu erwarten sein, also etwa 11,4l. Richtig?
Daß das eine in 1000 ft und das andere in FL99 und einer Dichtehöhe von ca 10500 ft stattfand, "merkt" der Motor nicht, weil ich den die abnehmende Luftdichte und den in der Höhe abnehmenden Druck durch die weit geöffnete Drosselklappe ausgeglichen habe. Es sollte wegen der bei gleichem Druck höheren Dichte wg. Temp jetzt theoretisch eine 8,3%ige Mehrleistung und Mehrverbrauch zu messen sein, richtig? Vielleicht sogar eine etwas größere Leistungszunahme wegen der geringeren Strömungsverluste an der Drosselklappe?
Optimale Höhe:
in 10000ft bekam ich gestern maximal einen Ladedruck von 20,5 inHg. Das entspricht bei 4000 U/min dem extrem niedrigen Powersetting irgendwo zwischen 33 und 40%. Also kann ich mit gleichen Leistungseinstellungsparametern (Ladedruck und Drehzahl) wie am Boden auch in der Höhe fliegen (Temperatur jetzt mal unberücksichtigt).
Man könnte ja auch die Drehzahl etwas erhöhen und bei weit offener Drosselklappe bei e.g. 5000 U/min irgendwas um 60% Leistung erreichen.
Überall wird für 75% sowie 65% aber die TAS in 8000ft angegeben. Warum nicht höher? Weil man in 10000ft gar keine 75% mehr erreichen kann? Weil man dort oben schon wieder den Anstellwinkel erhöhen muß, um bei der "dünnen Luft" genug Auftrieb zu haben?
Ist die optimale (TAS bei konstantem Verbrauch) Höhe abängig vom beabsichtigten Powersetting - liegt, sofern fliegbar, die optimale Höhe für 45% und 35% Leistung auch bei 8000 ft?
Also: wie wird die optimale Höhe in Abhängigkeit vom Power-Setting bestimmt?
Vielen Dank für Erleuchtung.
Alexander
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Je höher desto besser, nur wie Du schreibst hast Du bei einem Saugmotor ab ca. 8000ft nicht mehr viel Leistung übrig. Ein Powersetting ist mit MP und RPM definiert.
Ich kann meinen Flieger (Turbo) bis FL200 mit 75% fliegen und er wird laut Handbuch immer schneller (abnehmender Luftwiderstand). Sekundäre Effekte wie weniger Luftmassendurchsatz zur Kühlung und weniger Auftrieb und dadurch ungünstigerer Anstellwinkel gibt es natürlich auch aber im Prinzip: je höher desto besser.
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Also ohne das jetzt alles nachgerechnet zu haben...
Deine Frage lautet auf die Flughöhe um je nach Powersetting eine optimale Leistungsausbeute zu haben, wenn ich das nun richtig verstanden habe.
Generell ist ja der Sauerstoffgehalt umso höher, je niedriger wir fliegen und je tiefer die Temperatur. Nun können wir deshalb trotzdem nicht auf Ameisen-Kniehöhe schweben. Jedoch haben wir bei unserer Flugvorbereitung doch die Höhenprofile und somit auch die jeweilige Temperatur. Von daher würde ich in Deinem Falle pragmatisch das Level mit der niedrigsten Temperatur wählen.
Natürlich in Abhängigkeit von der Leistungsfähigkeit meines Fluggerätes, Winden, Wettervorhersage und weitere Forecasts...
Bin nun gespannt auf die Profis, wie diese das berechnen und ob ich als Faustregel so richtig daneben liege. Ein Lufthanseat hat mir so etwas Ähnliches einmal verdeutlicht und es klang hübsch kompliziert. Galt aber auch für Jet´s.
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Denke, Alexander, Du musst zwei Dinge unterscheiden.
Je höher, desto effizienter stimmt. Der Luftwiderstand lässt - vereinfacht gesagt - schneller nach als die Leistung, deshalb wirst Du irgendwo an der Service Ceiling pro Meile den geringsten Spritverbrauch erreichen.
Die höchste TAS erreichst Du aber dort, wo der Motor noch bei Vollgas und richtig geleaned (bei dem Rotax ja irrelevant) max. cont. Power abgibt (meistens 75%). Das dürfte bei vielen Saugmotoren irgendwo um die 7-8000 ft. liegen.
Für die praktische Fliegerei musst Du nun aber noch time/distance to climb berücksichtigen, wenn es Dir darum geht, möglichst schnell von a nach b zu kommen. Erzielbare Steigrate und Gesamtdistanz sind hier eine wichtige Größe.
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Ist folgender Denkweg falsch?
In einem bestimmten Flightlevel habe ich dünnere Luft, daher weniger Luftwiderstand. Je höher, umso weniger. Jedoch habe ich je höher ich bin, auch weniger Sauerstoff in der Umgebungsluft. Also des Saugmotors Höhenexitus, wenn man so will.
Wären nun 9.000 ft bei -15 Grad nicht besser als 7.000 ft bei +20 Grad Celsius? Den Weg nach oben nun erstmal außen vor gelassen...
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Jedoch habe ich je höher ich bin, auch
weniger Sauerstoff in der Umgebungsluft. Der Sauersoffgehalt bleibt gleich, nur der Druck fehlt.
Wären nun 9.000 ft bei -15 Grad
nicht besser als 7.000 ft bei +20 Grad Celsius? Den Weg nach oben nun
erstmal außen vor gelassen... Ja ich würde mich für -15 und 9.000 ft entscheiden, gibt mehr Speed und kein Temp Problem :-)
In dieser Höhe kann man nur noch mit RPM und Mixture die letzten % raus kitzeln. Mehr Drehzahl, mehr Speed.
Der "Steigflug" lohn sich auch mit einer non-Turbo meist sehr schnell. Weder der Zeitverlust noch der Treibstoffverbrauch im Steigflug (nimt eh ab) verhindern das. Ab 300 NAMS lohnt sich der Steigflug auf FL160. Praktikabel ist das eher nicht. Aber FL100-140 bekommt man schon bei 150 NAMS ohne Mehrverbrauch hin! Schneller ist man natürlich in Bodennähe da sind 165 TAS kein Problem in FL160 muß man für 155TAS schon "kämpfen".
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OK. Also für 75% sind 8000 ft optimal, weil sich der Luftwiderstand so stark vermindert hat und man bei Vollgas und optimaler Drehzahl gerade noch 75% herausbekommt.
Zweimal habt Ihr im Prinzip geantwortet: die jeweils maximal erreichbare Höhe ist für ein gegebenes Powersetting die optimale. Der Luftwiderstand nimmt ab - schön - der Motor liefert über offene Drosselklappe und Drehzahl noch genug Leistung und die schädlichen Effekte (Anstellwinkel) wirken sich nicht so stark aus. also auch im Sparflug so hoch wie möglich. So merke ich mir das.
Time to climb ist kein Faktor. Ich steige eh nicht mit Vy, weil ich dann nicht sehe, wo ich hinfliege...
Danke schön
Alexander
PS: Bisher dachte ich immer, die TAS-Angabe hier sei Strunzerei und außerdem schlecht vergleichbar. Aber bei dem Kaiserwetter der letzten Wochen ist das ja mal auch für einen Kühezähler wie mich relevant.
Schon lustig, 125 kts TAS bei 11-12l/h :)
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Habe die Werte aus dem Handbuch, Zeit, Verbrauch, Geschwindigkeit in eine Excel Tabelle gezwängt wo man nach Eingabe der NAMS sieht wie viel "Treibstoff" man in welcher Flughöhe verbrauchen würde. Das Hilft bei der Entscheidungsfindung.
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"Handbuch" ... tja. Gibt's, steht aber nichts dazu drin. Dazu kommt, daß Rotax selbst auch nicht viel Daten herausgibt: Betriebshandbuch Rotax 912 S Seite 10-7 und 10-8.
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Denke bei Deinen "Höhenflügen" daran, dass Du da oben viel stärkere Winde antreffen kannst, als bei den Ameisen.
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Ich hab da so einen "Idiot mode" im EFIS: aus GS und Track des GPS zeigt mir das EFIS den Wind mit Stärke und Richtung. Das ist schon extrem praktisch, besonders beim Anflug an fremde Plätze. Man muß zwar von IAS auf CAS (leider) 3-4 kts abziehen und das bei der Windinterpretation berücksichtigen, aber es ist schon genial. Man verblödet, das aber entspannt.
Erstaunlicherweise ist da oben oft nicht viel mehr Wind als unten. Kannst Du auch an den Meteogrammen bei pcmet sehen, oft (jetzt zum Beispiel) nicht mehr als 5kts Unterschied von 2000 ft auf 8000 ft.
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Liebe Leute,
der Einwand von Lutz, daß trotz Höhenoptimierung im Kraftwerk, der Wind die Rechnung über den Haufen werfen, resp. hyperverbessern kann, steht bei mir vor der Optimierung an erster Stelle. Aber macht Euch mal die Mühe und lest folgenden Aufsatz mit Verbrennung, Blei, Luft und der ganzen physikalisch-chemischen Gemengelage von einem WIRKLICHen Spezialisten, den ich meinen Freund nennen darf:
Tja, da kann ich natürlich ein Bisschen was zu sagen. Fangen wir mal mit der Historie an:
Bis nach dem 2 Weltkrieg gab es im Autosprit kein Bleitetraethyl, die Klopffesteigkeit des Sprits, also die gewünschte Oktanzahl, wurde durchMischungen aus entsprechendem Benzin und Benzol hergestellt. Klassicher Rennsprit für die damaligen Hochleistungsmotoren war 50/50, genannt BiBo 50.
Benzol ist Krebs-erregend, und wohl deswegen brauchte es eine Alternative. Und so kam man auf das Bleitetraethyl. (Patrick hat bei unserem Briefingsehr schön erklärt, wie das Zeugs bei der Verbrennung wirkt, Radikalfänger und so...). Mit diesen neuen Kraftstoffen waren plötzlich ganz anderespezifische Leistungen der Motoren möglich, und das nicht zuletzt deswegen, weil bei der Verbrennung Bleioxid entsteht, das sich an allen möglichen
und unmöglichen Stellen im Motor ablagert. Die meisten Stellen sind unmöglich, aber eine war ein durchaus erwünschter Nebeneffekt: die Sitze der Auslassventile.
Um das zu verstehen, muss man ein wenig über gemarterte Auslassventile reden. Am Ende des Expansionstaktes öffnet das Aulassventil bei einem Restdruckvon ca. 3bar im Zylinder (Hausnummer), und wie jeder weiß, der sich am Auspuff schon mal die Finger verbrannt hat, sind die Abgase zu diesem Zeitpunktganz furchtbar heiß, also so um die 700°C können da locker noch möglich sein. Der Kolben schiebt die heiße Gasmasse jetzt durch den Ringspalt des
Auslassventils nach draußen, wo das Abgas expandiert und sich dabei sofort abkühlt (dieses Expandieren ist das, was den Motor so laut macht). Dabei wird das Ventil ordentlich geheizt, und dabei dehnt es sich aus, Wärmedehnung nennt man das. Wenn sich das Ventil jetzt wieder auf den Ventilsitz im Zylinderkopf setzt, muss es seine gespeicherte Wärme über eben den Ventilsitz und die Ventilführung an den Zylinderkopf abführen. Das geschiehtwährend des folgenden Ansaugtaktes unter der Anpresskraft der Ventilfeder und während des Verdichtungstaktes unter der Anpresskraft der Feder und des Kompressionsdrucks. Beim Abkühlen schrumpft das Ventil aber wieder, und das erzeugt im Ventilsitz unter der hohen Anpresskraft bzw. Flächenpressung
eine Mikro-Gleitbewegung zwischen Ventil und Sitz. -so weit, so gut-
Früher waren unsere Motoren sehr häufig mit Grauguss- oder Bronze-Ventilsitzringen ausgestattet, oder -im Falle von Gußeisenköpfen- waren die Sitze direkt in das Material des Zylinderkopfes gefräst. Hochleistungsmotoren in den 30'er bis 50'er Jahren hatten mit dem oben Beschriebenen ernsthafte Probleme, zerrüttete oder herausgefallene Ventilsitzringe waren keine Seltenheit, oder Sitzringe, die schlicht undicht wurden und zu verbrannten
Auslassventilen geführt haben. Die Kühlung des Zylinderkopfes in der Auslassregion war das alles entscheidende, ob ein Motor hielt, oder nicht. Die ersten Vierventilmotoren hatten deswegen die Ventile in Radialanordnung, um den Abstand zwischen den beiden Auslassventilen größer machen zu können und die Kühlung zu verbessern. Noch in den 70'er-Jahren hat Ludwig Apfelbeck deswegen einen Kopf entwickelt, in dem je zwei Einlass-Ventile und
Auslass-Ventile gegenüber angeordnet waren, aber das nur am Rande...
Was hat das ganze mit Blei zu tun? Nun, das Bleioxid, das sich auf dem Ventilsitz ablagert, bildet einen Festschmierstoff, der den Reibbeiwertzwischen Ventil und Sitz verringert, und damit die ganze Sache deutlich entschärft. Mit Einführung von Bleitetraethyl im Kraftstoff waren plötzlich
ganz andere Literleistungen möglich, als vorher.
Die Amis haben in Kalifornien bereits in den 70'er Jahren die Katalysatorpflicht eingeführt, und damit das Blei aus dem Sprit verbannt. Das gingdeswegen, weil die erstens in ihren Dinosauriern ausgemachte Drosselmotoren gefahren haben (350PS aus 7,4 Litern Hubraum, das muss man erst mal hinkriegen...). Zweitens waren inzwischen die Stähle für Ventile und Sitzringe sehr viel leistungsfähiger, als früher, so dass die Motoren den
bleifreien Sprit auch vertragen konnten. Und an allen anderen Stellen im Motor war der Wegfall des Bleis ein Segen!
Aber selbstverständlich war das nicht. Ich weiß noch, wie bei unseren ersten auf Bleifreisitze umgebauten Guzzi-Motoren, die Sitzringe reihenweisewieder rausgefallen sind. Und die Mistdinger sind so hart, dass man sie mit normalem Werkzeug nicht mehr nachfräsen kann. Heute ist das alles kein
Thema mehr, aber das war eben nicht immer so.
Unsere Flugmotoren brauchen das Blei ebenfalls nicht, das ist richtig. Aber normaler Autosprit (sofern denn seine Oktanzahl passt) hat eben den Nachteil, dass da eine Menge Bioalkohol drin ist, und der ist hygroskopisch, das heißt, nimmt fröhlich Wasser aus der Luft auf, und das wiederum führt zu lustiger Dampfblasenbildung, Wasser ganz unten im Vergaser, Korrosion im Motor, und der Alkohol greift so manchen Kunststoff an.
Lieber Hubi, wenn Du schon was anderes als AVGAS fliegen willst, nimm bitte kein Super+ von der Tankstelle, sondern wenn schon, dann eine der 100Oktan -Sorten. Aral garantiert im Datenblatt z.B. die Freiheit von Bioalkohol. Aber es ist nicht legal, diesen Sprit zu fliegen!
Zum Thema Umwelt: irgendwo habe ich gelesen, dass im ganzen Jahr in Deutschland so viel AVGAS verkauft wird, wie an einem Tag Autosprit an denTankstellen. Solange das Verhältnis so ist, können wir das Bisschen Blei glaube ich vernachlässigen. Surfen im Internet verursacht wahrscheinlich mehr
Umweltschäden...
Eine Alternative ist der neue Kraftstoff von Total, das UL 95 (UL für unlead, 95 für die Oktanzahl ROZ, glaube ich). aber bisher gibt es den nur anwenigen Flugplätzen. Immerhin hat Lycoming alle seine Motoren dafür freigegeben. Conti weiß ich leider nicht.
Wenn Ihr mehr darüber wissen wollt, müssen wir uns mit einem Stapel Papier und einem Kasten Bier zusammensetzen. Mit dem Thema kann man locker einen
ganzen Abend füllen.
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Hallo Alexander,
jetzt wird's aber dann doch langsam abenteuerlich. Wer am GPS/EFIS Bodenwinde zur Landung an 'fremden Plätzen' (wo ist der Unterschied zwischen fremden und nicht fremden Plätzen? Kommt der Wind an Deiner Homebase immer aus der gleichen Richtung?) abliest, kann gefährliche Fehler begehen. Einerseits wegen der Corioliskraft, andererseits, weil Bodenmerkmale den Wind lokal erheblich in Richtung und Stärke beeinflussen können. Koblenz (bei Südwind) und Spa (bei Süd oder Nordwind) fallen mir da spontan ein.
Auch Deine Beobachtung zur Zunahme des Windes in der Höhe deckt sich evtl. mit der aktuellen Wetterlage, aber weder mit der Theorie zur Reibung in der planetarischen Grenzschicht noch mit meinem eigenen Erleben. Es gibt Tage, da habe ich zwischen Bodenwind und FL95 40kn Unterschied auf dem GPS gesehen.
Am besten ist, sich hier nicht von Erfahrung leiten zu lassen, sondern brav in die Höhenwindvorhersage zu schauen. Du wärst auch nicht der erste Pilot, der zB wegen starker Höhenwinde den Sunset verpasst oder den Tank leerfliegt.
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Liest sich sehr interessant! Würdest du dich vielleicht mal für nen Kasten Bier opfern?
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Lieber Lutz, glaub mir doch, dass ich nicht ganz bescheuert bin.
Eine Windberechnung durch das GPS/EFIS ist exakt das Gleiche wie mit dem Drehmeyer, nur sind die Ausgangsdaten und deshalb das Ergebnis weitaus genauer. Das finde ich erstmal einfach nur gut. Logisch, dass ich mitkaLkuliere, wo ich bin, wo ich sein sollte, und woher eine eventuelle Differenz kommt. Bei der Flugplanung beruecksichtige ich Vorhersagen, wenn sie relevant sein koennten.
An meinem HeimatflugplAtz kenne ich die Verhaeltnisse so, dass ich aus jeder Richtung und jeder Geschwindigkeit bei jedem Wind anstaendig runterkomme. Deshalb spuere ich den Wind dort sehr schnell. An fremden Plaetzen nimmt mir die Windanzeige ein/zwei Gedankengaenge ab und das kann ich manchmal gut gebrauchen. Verstehe die Aufregung nicht
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Guten Abend Hubert,
ich wäre auch noch mehr an dem gefachsimpel Deines Bekannten interessiert. Es ist sehr spannend von Menschen zu lesen, die anscheinend mehr zerlegte Motoren in ihrem Leben gesehen haben als der Rest von uns und einigermaßen wissen wovon sie reden. Bei den meisten von uns hört es ja beim Ansaugstutzen auffeilen in der Jugend auf...
Solch einen Beitrag hätte ich mir in Pilot und Flugzeug auch schon mal gewünscht oder vom Motorenpapst aus den USA. Am Wochenende hat mich jemand von den Nachrichten gefragt, ob wir Piloten alles über Motoren wüssten und das musste ich leider verneinen.
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Du solltest auch mit einem Drehmeier nicht den Bodenwind an einem Flugplatz bestimmen wollen. Da gibt's so ein rot-weißes Ding, nennt sich Windsack.
In den letzten 1000ft Sinkflug hast Du (im Mittel) 20 Grad Drehung des Windes nach links. In den letzten 3000ft sind es rund 30 Grad. Von den orographischen Einflüssen, sprach ich ja bereits.
No hard feelings. Was fliegst Du für ein Gerät?
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Mir scheint, wir mißverstehen uns. Was schaden denn Informationen? Du würdest die Windanzeige mögen.
Der Flieger ist übrigens eine MCR 01 Club.
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@ Christian R.
Kleine Korrektur, nicht böse gemeint ;-)
Der Sauerstoffgehalt (= prozentualer Anteil in der Luft bleibt mit der Höhe konstant, 21%). Die Luftdichte nimmt ab.
Gruß, Markus
;-)
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Ja, glaube auch, dass wir uns da missverstehen, mein EFIS liefert mir ja auch track&wind vector wenn ich das GPS anschließe - es spricht ja auch überhaupt gar nichts für mehr an Informatioen.
Mein Punkt ist, dass der irgendwo im Reiseflug erflogene Windvektor nichts mit dem Bodenwind an einem "fremden Platz", zu dem ich unterwegs bin, zu tun haben muss und als Informationsquelle ungeeignet ist. Orographische Effekte mal beiseite (und es spricht nichts dafür, sie beiseite zu lassen): 20-30° können in einigen Konstellationen bei Wind von der Seite schon eine deutliche Rückenwind-Komponente ergeben.
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Wieso soll man in Bodennähe eigentlich schneller sein? Das verstehe ich nicht. Die wahre Geschwindigkeit im Verhältnis zur Umgebungsluft (TAS) nimmt doch eher nach oben hin zu!
Hier eine Tabelle aus einem anderen Forum- Thread:
| SR22 nonT |
ISA, Werte teils interpoliert, IAS errechnet |
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Alt
|
Power
|
TAS
|
IAS
|
FF GpH
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| 8000 |
55% |
160 |
138 |
13,1 |
| 10000 |
55% |
163 |
136 |
13,1 |
| 12000 |
55% |
166 |
134 |
13,1 |
| 14000 |
55%
|
170 |
133 |
13,1 |
| 16000 |
55% |
173 |
131 |
13,1 |
| 17000 |
55% |
175 |
131 |
13,2 |
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Denke, es geht darum, dass die non-Turbos in der Höhe die max. cont. Power nicht mehr erreichen, am schnellsten gegenüber der Luft könnte man dann dort sein, wo man noch gerade die 75% erreicht?
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Ja, so ähnlich hätte ich die Aussage von B.F. auch interpretiert um einen Sinn rein zu kriegen; könnte aber sein, dass ich hier eine Wissenslücke habe, die ich gerne mit "again what learned" schließen würde. Aber vielleicht erklärt er uns ja noch, was genau er meinte...
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Diese Tabelle ist seltsam! Der Conti in der 210 kommt in FL160 gerade noch auf 51% mit 2.550RPM auf 150TAS. Am schnellsten ist sie in 6.000 fuß mit 173TAS und 78%. Aber in 3.500 Fuß waren heute 166-168TAS kein Problem. Also bewegt sich alles zwischen 173 (Max Speed) und 150. Praktisch schafft sie in FL140-160 gut 155TAS. Der "Verlust" am Speed beträgt also 10%. Treibsoff sieht dann so aus: 60L/h zu 45L/h, nun die Frage wo ich 4h fliegen möchte? 4x15L = 60 LIETER. In Bodennähe mit Turbulenzen, schnelle oder in FL140 on-top, ruhig und wenig Verkehr? Bei einer Strecke paßt das eine mal das andere! Der Reine Mehrverbrauch für de Steigflug sind 15 Liter kommen 45 Lieter mehr Treibsoff raus für 1h Flug!
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Ich finde es seltsam, dass Du die Tabelle seltsam findest... Steht in ähnlicher Analogie eigentlich in jedem POH...
Zwischenfrage: Du sprichst von C 210 non-turbo, nicht wahr? Also sehr vergleichbar zum hier aufgeführten Conti der SR 22 non-turbo.
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