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Sonstiges | Lean of peak  
4. Dezember 2015: Von Guido Warnecke  Bewertung: +5.00 [5]
Ohne eine dieser endlosen Zirkeldiskussionen "ich hole schon mal das Popcorn" zu starten:

Einige Kommentare zum Thema "lean of Peak".

Waehrend eines 45-stuendigen ferry Fluges habe ich mich das erste mal intensiv mit LOP procedures auseinander gesetzt.
Flugzeug: Beech Baron G58. Engine Conti IO-550.
LOP ausdruecklich erlaubt und fuel flow Werte in den Performance Tables angegeben fuer 20C rich of peak und 20C lean of peak. (Beechcraft verwendet Celsius fuer EGT und CHT).

  • Die fuel flows gehen drastisch runten, die efficiency (nautical miles per gallon) verbessert sich um 10%, die speed verringert sich um 5%
  • Cylinder head temps gehen enorm runter
  • Den fuel flow genau einzstellen erfordert extrem viel Feingefuehl. 1mm am mixture Hebel mach schon 10 grad C bei der EGT aus
  • Man muss sich mental echt umstellen in der Bedienung, weil ja alles "umgekehrt" ist: mixture Hebel nach hinten = "kaelter"
  • Beim LOP climb mit hohem power setting muss man enorm aufpassen immer zu leanen, sonst kommt man in den "heissen" Bereich rein. Steigt die mschine mit 1,000ft per minute, muss man alle 30 Sekunden leanen. Fliegt man rich of peak, wird das Gemsich ja immer fetter im climb.
Fazit:
Mit einem guten engine monitoring system fuer JEDEN Zylinder kann man das machen. Der Aufwand ist aber nicht unerheblich und man muss im cockpit jede Menge ressourcen nur fuer das engine management verwenden.

Auf long range Fluegen sicher ok. Fuer die typischen 45 Minuten um dien Kirchturm Fluege = Finger weg.

Bei diesem ferry Flug hat das allderings enorme Reichweiten ermoeglicht. Fast 1,400NM non stop.

Just my 2 cents...
Happy Landings,
Guido



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LOPclimb2.jpg

-20C (50F) lean of peak climb. Man beachte die niedigen CHT's (auch in Celsius). Hohe Aussentemperatur ISA+15.


4. Dezember 2015: Von Achim H. an Guido Warnecke
Auf long range Fluegen sicher ok. Fuer die typischen 45 Minuten um dien Kirchturm Fluege = Finger weg.

Mit etwas Übung geht das leicht von der Hand, dann benötigt es auch nicht mehr so viel Aufmerksamkeit.

Die Strecke nach HESN fliege ich mittlerweile mit verbundenen Augen ;-) Hast Du HEGO kurz vorher gesehen? Das ist meine Homebase.
4. Dezember 2015: Von Werner Kraus an Guido Warnecke
Hi Guido,

kurze Anmerkung zu Deinem letzten Punkt.

Auch LOP wird das Gemisch im Steigflug immer fetter. Der Unterschied ist dass LOP dadurch die Temps höher werden anstatt niedriger, deshalb ist beim LOP climb mehr Aufmerksamkeit gefordert.


Viele Grüße
Werner
4. Dezember 2015: Von Guido Warnecke an Werner Kraus
...genau das meinte ich.
Im Steigflug laufen die Temperaturen bei unveraenderter Mixture Hebelstellung richtung peak - und das ist nicht gut bei hohen power settings.

Das so was im Jahr 2015 nicht automatisiert ist.
Ein Luftmassen Messer fuer 50 Euro und ein paar computerchips...

Happy Landings,
Guido
4. Dezember 2015: Von Andreas Ni an Guido Warnecke
Wenn man im Steigflug stattdessen ROP fliegt, ist diese Gefahr vollständig gebannt und der Mehrverbrauch an Avgas wird durch wenige Minuten ohne Heizung fliegen schnell kompensiert.....

Im übrigen stehe ich dem LOP nach wie vor skeptisch gegenüber. im LOP Bereich ist die Flammfront während der Verbrennung deutlich langsamer. Im Automobilbereich wird dem durch entsprechend verschobenen Zündzeitpunkt Rechnung getragen.
Unsere Zündmagneten können das nicht. Die stehen dort, wo wir sie mit - manchmal mehr, manchmal weniger - Genauigkeit hin eingestellt haben.

P.S.: @ Guido.. geiler Flieger und schöne Strecke! (ich habe gerade die Bilder auf Flightaware gesehen). Die 2 leeren Öldosen in Karthoum: auf welche Strecke bzw auf wieviel Std. hat sie die verbraucht?
4. Dezember 2015: Von Guido Warnecke an Andreas Ni
Die Janitrol Heizung verbraucht max 1 gallon per hour...

Was genau passiert denn durch die veraenderte "Flammfrontgeschwindigkeit"?
Wo kann man sich da technisch einlesen? Nicht das pseudowissenschaftliche Geschreibe aus den USA mit den handgemalten Kurven...

Am besten was aus dem Motoren / Automobilbau.

Ich bin Dipl.-Ing Bergbau und habe allgemein einen guten technischen background, aber in genau diesem Bereich kein fundiertes Wissen (ausser den allgemeinen Aussagen).

Happy Landings,
Guido

PS: meine Heizung ist uebrigens bei -35C in FL150 ueber dem Atlantic ausgestiegen. Ich dachte nach 6:30h IIceland wirklich ich haette mir Erfrierungen an den Fuessen geholt. War aber ok. In 10,000ft ging die Heizung wieder.
Ich bin mit einer Janitrol heizung noch nie so hoch geflogen. Die anderen piston twins mit waren alle pressurized, da kommt sowieso warme Luft rein vom Turbocharger.
4. Dezember 2015: Von Armin Müller an Guido Warnecke
Unsere (L)TSIO-520 Contis in einer Cessna T303 wurden ca. 1.500 Stunden im Cruise LOP betrieben. Somit kann ich nach 3.000 Motorstunden feststellen, daß bei gleicher Reisegeschwindigkeit über 30.000 Euro an Sprit gespart wurden, während die Motoren bis 300 St. über die TBO ohne größere Schäden liefen.
4. Dezember 2015: Von Erik N. an Guido Warnecke
Wir haben in der Beech den "classic scanner" von JP, er erfordert sequentielles Durchschalten. Würdet Ihr die Anschaffung zB eines EDM700 anraten oder kann man darauf verzichten, wenn man es mit dem Leanen nicht auf die letzte Reichweitenmeile anlegt ?
4. Dezember 2015: Von Armin Müller an Erik N.
Wenn Du nicht im Climb per BMP (big mixture pull) leanst, sondern nur im cruise, geht das auch mit einem sequentiellen Scanner. Wir leanen z.B. unseren LyCon IO-360 in einer Pitts mit einem derartigen Scanner.
4. Dezember 2015: Von Guido Warnecke an Erik N.
auf jeden fall ein Geraet, bei dem man ALLE Zylinder sehen kann.
Lean assist wie im Garmin 1000 ist auch gut, da wird peak als Balken angezeigt. Sonst muss man sich die Werte merken oder aufschreiben.
4. Dezember 2015: Von B. Quax F. an Guido Warnecke
Die JPI EDM´s merken sich den Peak Wert auch und zeigen die Differenz an. Denke man sollte hier unterscheiden in LOP Climb und Cruise.

LOP Climb ist wirklich etwas anspruchsvoller, aber am Mixture muß ich eh rumdrehen um auf FL100+ zu kommen sonst ist auch ROP die Leistung weg. LOP nimmt einem Power und wenn man schon keinen Turbo hat ist es die Frage ob es sich "lohnt". Bin ich schwer und muß ich hoch mache ich einen ROP Steigflug, bin ich "leicht", habe Zeit und möchte Sprit sparen dann LOP. Somit läuft es auf 95% ROP hinaus, allerdings sollte man die Ersparnis nicht unterschätzen. Um auf FL160 zu kommen schaffe ich es so locker 20-25 Liter zu sparen und das sind 30 Flugminuten! Anders herum muß man ja nicht umbedingt 20°LOP machen sondern geht gleich auf 100-150° und läßt die EGT die in Ruhe hoch kommen. So lange der Motor noch rund läuft geht es kaum "kühler". Dann hat man weniger zu tun, nur alle paar tausend fuß wieder 80° zurück.

LOP Cruise geht praktisch immer, auch wenn ich nur ein kurzes leveloff habe (ganz sicher bei 45 Minuten um den Kirchturm:-). Wenn man die Werte erstmal kennt braucht man keine Rexourcen mehr dafür (eigentlich nicht mal mehr das EDM) weil es immer die selben MP/RPM/FF Werte sind. Dabei tendiere ich weiter untern immer etwas mehr LOP zu sein (wegen des Klopfrisikos) und hoch spielt es keine Rolle mehr ob LOP/ROP oder Peak. Da geht es dann um die Temps, Motorlauf, Speed und Treibstoff.

Somit möchte ich auch klarstellen das es mir nicht primär um den Verbrauch geht beim LOP fliegen sondern um die Temperaturen und den Verbrennungsprozeß. Da sehe ich die Vorteile.

Übrings geiler FF mit 110L/h hoffe da macht die wenigstens 170TAS ;-)
4. Dezember 2015: Von Guido Warnecke an B. Quax F.
ja 170KTAS, spaeter (leichter) sogar 174.
Das Handbuch geht runter bis 9.5 GPH bei ISA+20, das habe ich aber nicht erreicht. Der Motor lieft dann nicht rund und die TAS fiel darmatisch.
Bei 194 gals useable kann man hanz schon lange in der G58 fliegen.
4. Dezember 2015: Von Erik N. an Armin Müller
ich kann mir schon vorstellen, anders agieren kann, wenn man alle Werte immer im Blick hat, wie beim EDM700.
4. Dezember 2015: Von Roland Schmidt an Guido Warnecke
Verglichen mit den Diamond-Diesel-Twins - naja, Oldtimer halt...
4. Dezember 2015: Von Markus Doerr an Roland Schmidt
Aber warm ist das auch nicht in der DA42. Schon mal versucht bei -35 OAT eine DA42 zu heizen?
4. Dezember 2015: Von Roland Schmidt an Markus Doerr
Meinte das eher bezogen auf den Verbrauch - >100l/h @ 170KT - wow!
4. Dezember 2015: Von Markus Doerr an Roland Schmidt
nicht auf den Verbrauch, sondern auf die Temperatur im Cockpit.
4. Dezember 2015: Von Wolff E. an Roland Schmidt
Meinte das eher bezogen auf den Verbrauch - >100l/h @ 170KT - wow!

120 Liter/hrs ca 210 kn
4. Dezember 2015: Von Thomas Nadenau an Guido Warnecke
Erlaubt Conti für diesen Motor tatsächlich LOP bei hohen Power Settings? Mein Verständnis war immer so, dass, je nach Motor, der Bereich ab 65% Leistung im Bereich möglicher Detonationen liegt, und deshalb der Betrieb Peak oder LOP nicht erlaubt ist.
4. Dezember 2015: Von Flieger Max L.oitfelder an Wolff E. Bewertung: +4.00 [4]
3000l/h 470kts ;-)
4. Dezember 2015: Von Flieger Max L.oitfelder an Roland Schmidt
Aber zumindest was das Design betrifft macht Einen der Vergleich sicher. Ist wie mit Pagode vs. A-Klasse
4. Dezember 2015: Von Thomas Nadenau an Andreas Ni
Beitrag vom Autor gelöscht
4. Dezember 2015: Von Guido Frey an Guido Warnecke
  • Beim LOP climb mit hohem power setting muss man enorm aufpassen immer zu leanen, sonst kommt man in den "heissen" Bereich rein. Steigt die mschine mit 1,000ft per minute, muss man alle 30 Sekunden leanen. Fliegt man rich of peak, wird das Gemsich ja immer fetter im climb.

Momentan darf ich den IO-550 mit einen Turbo-Normalizer in einem anderen Flugzeugtyp fliegen. Das eliminiert diese Art von Problem, da der Turbo-Normalizer bis FL250 einfach Sea Level Pressure hält. Das macht die Motorbedienung auch mit LOP extrem einfach, da sich die Gemischverhältnisse bei wechselnden Flughöhen mit gleichbleibendem Powersetting nicht ändern. Meines Wissens gibt es den Turbonormalizer von Tornado Alley auch für die F33 als STC. Ob das auch für eine Baron zugelassen ist, weiß ich leider nicht. Ich könnte mir aber vorstellen, daß dann die LOP-Fliegerei sich nochmal wesentlich vereinfacht.
4. Dezember 2015: Von Andreas Ni an Guido Warnecke Bewertung: +5.00 [5]
Was genau passiert denn durch die veraenderte "Flammfrontgeschwindigkeit"?

ich muss da etwas weiter ausholen:

Grundsätzlich wird die Flammfrontgeschwindigkeit sowohl zum fetten, wie auch zum zu mageren Gemisch hin langsamer. Grundsätzlich liegt diese Geschwindigkeit grob bei 1-2 m/sec.

Die höchste Flammfrontgeschwindigkeit ist bei Erreichen des optimalen "stöchiometrischen Kraftstoffluftverhältnis von 14,7 Gewichtsteilen Luft und einem Teil Kraftstoff.

Allerdings sorgt bei zu fettem Gemisch der zusätzliche, nicht verbrennende, sondern verdunstende Anteil an Kraftstoff für mehr Abkühlung, als im korrespondierenden, armen Bereich der überschüssige Anteil an Luft.

Also ist jene zunehmende Flammfrontgeschwindigkeit auf der mageren Seite viel heisser als auf der zu fetten Seite, denn dort kühlt der überschüssige Kraftstoff insbesondere das Auslassventil viel weiter ab.


Bei langsamerer Flammfront findet somit auch die Expansion des verbrennenden Gemisches später statt. Entsprechend muss dann der Zündzeitpunkt früher liegen, um erstens die Leistung möglichst optimal auszubeuten (die Expansion sollte in etwa bei 5-15° nach OT beginnen) und zweitens die Temperatur im Moment des Öffnens des Auslassventils sich soweit als möglich durch die Expansion gesenkt haben.


Der Zündzeitpunkt ist aber bei unseren Flugmotoren fest, er kann nicht - wie bei modernen Automotoren, beständig angepasst werden.


Grundsätzlich gilt hierbei zu überlegen: limitierend ist die Temperatur des Auslassventils.

Denn je heisser das wird, desto eher kann es Schaden nehmen. Um diese Temperatur zu überwachen, könnte ja die EGT dienen, jedoch sind sowohl die Geber zu unexakt, wie auch der Rückschluss von der Abgastemperatur in 2.5" Entfernung vom Krümmerflansch (ich habe auch schon noch unexaktere Angaben wie 2-4" gelesen), denn so definieren die EGT-Hersteller den Einbauort der Geber.

Das soll heissen, dass diese Temperatur sehr gut als relativer Wert geeignet ist, Peak zu finden, jedoch nicht einen absoluten Wert für die Abgastemperatur (weder an genau dieser Stelle noch beim Umspülen des Auslassventils) geben kann.

Soweit nun mein "pseudowissenschaftliches Geschreibe" hierzu.


Ich möchte aber mal wieder (!!!) die Gelegenheit nutzen, auf die Notwendigkeit exakt eingestellter Zündzeitpunkte der Magneten hinzuweisen, diesmal mit etwas Hintergrund aus meiner Autobastelvergangenheit:

Ich hatte Ende der 70er diverse ältere Porsche, und zwar die ersten sogenannten G-Modelle. Die 74er und 75er hatten 150 PS und ab 1976 dann 165 PS, beide bei wohl gleichem Motor. Auf der Suche nach diesen 15 Mehr-PS fand ich heraus, dass Porsche angeblich lediglich bei der Fertigung auf geringere Toleranzen beim Einstellen von Nockenwellen und Zündzeitpunkt achtete und dadurch dieses mehr von 10% Leistung erzielte!

Reicht (Euch) das denn nicht, wenn im Maintenance Manual 20° +0°/- 2° Grad (IO-470 meiner Baron) steht, zu versuchen, diese 20° möglichst EXAKT zu treffen?

Dass dies nicht so ist, kann man immer wieder beobachten: zurückschlagende Propeller, oder ewiges Orgeln deuten oft auf entweder zu frühe oder zu späte Zündzeitpunkte.

4. Dezember 2015: Von Erik N. an Andreas Ni
Wow ! Super Erklärung, danke !

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