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Wie wenig Drehzahl ist sinnvoll?
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29. Dezember 2020: Von Tobias Schnell an Patrick Lean Hard

@Tobias -> Leistung gelöscht und Leistungshebel eingesetzt.

OK, und welche Frage war jetzt noch offen? Klar reduziert sich mit den Kurbelwellen-RPMs auch die Kolbengeschwindigkeit und damit die Luftmenge pro Zeiteinheit (trotz konstantem Ladedruck), die Leistung, und der Fuelflow.

29. Dezember 2020: Von Thomas Dietrich an Tobias Schnell

Nehmen wir mal an:

CS Prop, Saugmotor, Höhe 2000ft MSL

2500 RPM sind mit mit Prop hebel eingestellt, MP 20 Inch Hg mit dem Leistungshebel.

Speed und Höhe bleiben konstant.

Nun reduzierst Du die Drehzahl mit dem Prophebel auf 2000 RPM

Gleichzeitig steigt nun der Ladedruck ( MP ) auf ca 23 MP ohne daß am Leistungshebel was verstellt wird.

Warum wurde oben sehr gut erklärt.

22. Februar 2021: Von Udo R. an Nicolas Nickisch Bewertung: +1.00 [1]

Ich möchte das Thema nochmal anschieben, einerseits mit weiteren Infos von mir, und mit einer Frage.

Daneben, dass die "Gurus" in dem Bereich wie Mike Busch oder John Deakin niedrige Drehzahlen propagieren, ist das auch ein gigantischer Komfortgewinn obendrein, denn zumindest mein Flieger wird nochmal deutlich leiser, sobald die Drehzahl auf 2000 fällt. Das ist vor allen Dingen auf Langstrecke eine echte Entspannung! (Keine Headsets, unterhalten wie im Auto...)

Natürlich muss man einigermaßen wissen, was man macht, Begrenzungen beim Ladedruck wurden ja schon angesprochen. Know your POH. Das heißt auch: "maximum Speed" geht nicht mit niedrigster Drehzahl. An die untersten Drehzahlen deutlich unterhalb 2000 traue ich mich allerdings auch noch nicht ran. Irgendwie "fühlen sich so niedrige Drehzahlen irgendwie seltsam an" - obwohl einem das im Auto auch nix ausmacht. Erlaubt wäre bei mir bis runter zu 1500 U/min (!) im Reiseflug (die Takeoff-Drehzahl ist 2700), wobei unter 1800 U/min die Beschränkungen deutlich werden, also praktikabel wäre bis 1800.

Bei gleichem FuelFlow steigt bei mir pro 100 RPM weniger die Speed um etwa 2kn. Also: Von 2500 auf 2000 ist meine Comanche 10 Knoten schneller bei gleichem Fuel Flow (alles getestet). Bei 1950 Umdrehungen fliegt sie in FL100 rund 130 KIAS, auf 15 Gallonen 2 volle Stunden (also 7,5Gal/h, auch getestet, keine Theorie!). Das sind in der Höhe bei "null Wind" und ISA etwa 570 km. Das ist von der Effizienz her ein Traum! (Mal ganz davon abgesehen, dass mein Flieger in der Konfiguration abzüglich Rollen, Steigflug und Reserve auf 10 Stunden gerechnet werden könnte, was eine enorme Reichweite ergibt).

Gerade das feste Limit der Zylinderkopftemperatur (380°F im Reiseflug) macht dabei in mittleren Reiseflughöhen die Kombination Lean Of Peak mit niedriger Drehzahl so interessant. Bei niedrigerer Drehzahl geht tendentiell etwas mehr Speed, ohne die Kopftemperatur zu überschreiten. Für höhere Geschwindigkeiten sehe ich dann keinen Weg daran vorbei, ROP zu fliegen.

Hat denn jemand fundierte Argumente, die gegen so niedrige Drehzahlen sprechen?

Grüße, Udo

22. Februar 2021: Von Martin Brunkhorst an Udo R. Bewertung: +1.00 [1]

Udo,

habe zu genau Deiner Frage in diesem Blog schon auf H. Nikisch geschrieben (Seite 1.). Wenn für Dich Lautstärke, Geschwindigkeit und Range die ausschlaggebenden Parameter beim Powersetting sind, so wie ich es bei Dir herauslese, dann wirst Du eines Tages dafür einen anderen ggfs wesentlich höheren Preis an eine Fa. Lomar, Dachsel oder Ghoenert zahlen müßen. Die Motoren sind eben für eine gewisse Drehzahl gerechnet, bei der sich die Gewichte von Kolben, Kurbelwelle, Stößelstangen etc. am besten gegeneinander ausgleichen und die Kräfte auf die diversen Lager und Kolbenringe am günstigsten in Drehzahl verwandeln. Mach mal den Gang nach Bad Wörrishofen und unterhalte Dich ausführlich mit dem alten Ghoenert. Dessen Firma lebt von solchen Kunden mit 2.000RPM und LOP. Der sagt Dir 1,5m vor der Werkbank, welche Temperatur und/oder Drehzahl der Kolben lange erdulden mußte, der dort zum Auswechseln liegt, weil er eben dieses leichte blau o.ä. jeden Tag auf die Entfernung sieht. und sehr genau Bescheid weiß, was da war. Ghoenert hat lange selbst eine C210 (ich weiß nicht, ob immer noch) und sagt, LOP flogen die die nur, wenn die JPM Probes und der Indicator regelmäßig geeicht worden sind.

Always happy Landings

Martin Brunkhorst

22. Februar 2021: Von Udo R. an Martin Brunkhorst

Hallo Martin,

danke für Deine Antwort. Ich bin insoweit bei Dir, dass im Betrieb Lean Of Peak bei falschen Einstellungen (also: bei zu viel Leistung) schnell die Temperatur kritisch werden kann. Willst Du viel, spül mit...Pril, nein besser mit AVGAS, und zwar dann ROP.

Nun hat man heute ganz andere Möglichkeiten. Mit einem digitalen Messfühler für jeden Zylinderkopf (CHT probe), abgestimmten Injektoren von Gami und einem digitalen Fuel Flow Meter kann man das ja gut überwachen. Auch einen "weglaufenden Zylinder" würde man erkennen können.

Wenn man also die CHT bei oder unter 380°F hält.....warum sollte das dann schädlich sein?

Ist es nicht viel mehr so, dass eine kleinere Drehzahl eigentlich immer weniger Schäden hervorrufen sollte, als eine größere Drehzahl, außer es kommt zu einem Resonanzfall?

Und dazu kommt: im Bereich weit unterhalb von 75% Leistung sollte doch ohnehin kaum etwas geschädigt werden können - wie gesagt abgesehen davon, wenn spürbare Vibrationen bzw. Resonanzfälle auftreten.

Beispiel: Nehmen wir mal einen Fuel Flow von 9 Gallonen/h, dann ist das eine spezifische Leistung von 9*14,9 = 134 PS. Mein Motor macht 260 PS Vollgas, d.h. 9 Gal/h entspricht 51% Leistung (wenn das Gemisch gut eingestellt ist, sonst weniger).

Kann man mit ~50% Power einen Motor schädigen? Der ist ja für 100% ausgelegt (mein Motor dürfte laut Handbuch zeitlich unbegrenzt 100% laufen; keine Ahnung ob er das thermisch aushält, ich habe nicht vor, das auszuprobieren). Das heißt ja auch, die Komponenten sind für 100% ausgelegt, also Kolben, Pleuel, Ventile etc. vertragen typisch bis zu 400°F im Dauerbetrieb und die herrschenden Zylinderinnendrücke sind bei höheren Leistungen doch ganz enorm größer als bei Teillast.

Der einzige Kritikpunkt an niedrigen Drehzahlen, den ich sehe, ist, dass der wahre Zündzeitpunkt zeitlich nach vorne wandert, und somit die Peak Pressure schon in der OT-Stellung des Kolbens anliegen könnte, da wo's dem Motor weh tut. Aber bei 50% Power ist das sogar im ungünstigen Fall (sehr frühe Verbrennung) niedriger, als der Zylinderinnendruck, der bei Take-Off Power im OT schon am Kolbenboden drückt.

Sind dann die gemeldeten Motorschäden aufgrund des LOP-Betriebs entstanden, oder aufgrund von niedrigen Drehzahlen? Und wie waren die angesetzten Leistungen?

Grüße, Udo

PS: Spannendes Thema wird noch: LOP climb :-)

PPS: Die Abkürzung "JPM probe" sagt mir nix...ist das die CHT probe?

22. Februar 2021: Von Friedhelm Stille an Nicolas Nickisch

Super. Ist ja wie bei Ärzten. Frag 3 und du kriegst mind. 4 Meinungen.

Und solch ein Statement von einem Arzt!

22. Februar 2021: Von Wolff E. an Udo R.
Dir muss nur ein Zylinder wegen LOP früher sterben, weil eine EGT Probe ungenau ist und die "Ersparnis" ist mehr als dahin. Und was die Lautstärke betrifft gutes A20 für die Insassen und alles ist gut. Diese alten Motoren sind so ungenau und das "Einspritzsystem" verdient den Namen "Einspritzung" eigentlich nicht. Eine Pumpe baut Druck auf und sechs Einspitzduesen spritzen mehr oder weniger Zerstäubt Sprit in den Ansaugtrakt am Ventil und alle zylinder sind uber das Ansaugrohr mit einsenden verbunden. Resonanzen bringen das mehr oder weniger durcheinander zumal die Saugrohrlaengen verschieden lang sind. Dann noch zwei Turbos ohne richtige MP Regelung, die mit Sicherheit verschiedener Drücke aufbauen. Und du willst dann "exakt" alle sechs Zylinder so mit Sprit versorgen dass diese sauber LOP laufen und keine Vibrationen vom Motorlauf andere neue Frequenzprobleme erzeugen, während du mit 2000 rpm den Motor und einer festen Zündung mit 25 grad vor OT? Um dann 1 - 1,5 Gal zu sparen? Wenn nur ein Zylinder am Auslass ein Problem bekommt und zu heiß wird und du deswegen den Zylinder für 1500-2000 Euro incl Ein/Ausbau fällig wird, hat sich das bestimmt gelohnt. Und zwar für die Werft. Wenn das dann noch in Spanien und nicht in Aschaffenburg passiert, wird es noch teurer. Uberdenke das noch mal. Lycos laufen laut meiner Erfahrung nicht sauber trotz Gami lop. Der lauf ist rauher, es vibriert mehr usw. Aber das muss jeder selber wissen. Ich habe es die letzten zweitausend Lyco Stunden nicht gemacht. Und warum kaufst du dir eine schnelle Maschine um die dann mit 50% Leistung zu fliegen? Erschließt sich mir nicht.
22. Februar 2021: Von Martin Brunkhorst an Udo R. Bewertung: +2.00 [2]

Udo,

schau, ich will Dir nichts verkaufen und mich auch nicht hier produzieren, allein ich habe in meinem Fliegerleben eine Reihe von Motoren dahinscheiden sehen, die nach POH und vermeindlich sorgfältigen Behandlung viel länger hätten halten sollen. Handbuchwerte: Die Mooney 252TSE hat einen CAE TSION360MB1, das Flugzeug werksseitig ausgeflogen für die POH-Werte und die FAA hat Bob Kromer. Um tolle Zahlen fürs Marketing zu erreichen, ist das Flugzeug immer ordentlich nach Handbuch herangenommen worden, ca 300FH lang. Um es dann als erstes Werksmodell zu verkaufen, hat man einen farbrikneuen Motor eingebaut, weil wie Bob Kromer sagte, der Motor fertig war. Auch bei der Service Ceiling (FL280!) und der Speed sagte Bob Kromer natürlich viel später erst, das die Werte zwar im Handbuch stünden und auch erzielt würden, aber das Flugzeug spürbar nicht dafür gemacht worden ist. So ein Werkstestpilot ist bestimmt nicht aus Zucker, aber ich meine er hätte dazu gesagt: you feel you are close to god.

380CHT: als Dauertemperatur ist es zu hoch, Ghoenert empfielt 340-360 und sagt, oberhalb der Temperatur fürs Freibrennen ist es einfach für den Motor nicht gut.

LOP: ja es muß JPI heißen, sorry da hab ich mich verschrieben. Das sind dei Temperaturfühler für CHT, EGT und TIT. Die müßen eben harklein stimmen, sonst kommt es zu dem ja dutzendfach vorgekommenen Malibu-Motorenausfall mit dem 310 PS Motor und immerhin einer jahrelangen Recertification der PA 46 inkl. Herstellerwechsel zu Lyco im Krach.

Drehzahl: Wenn man ihn anläßt, schüttelt und rappelt es gewaltig, qua se sind im Motor erhebliche Maßen in Bewegung, die sich gegenseitig zerstören wollen, weil sie sich in gegenseitige Richtung bewegen. Und dageben gibt es einen bestimmte Drehzahlbereich, binne dessen sich diese zerstörerischen Kräfte am besten egalisieren. Das spürst und hörst Du bei jedem Kolbenmotor, wo deren "Wohlfühlbereich" ist. Der Torque auf Kurbelwelle, Kolben und Kolbenringe ist noch eine andere Abteilung: Wenn Du im Auto im 5 Gang mit 45km/h die Rampe hochschleichst, quälst Du damit im inneren auch den Motor kaputt, "obwohl es so schön leise war....". Aber wenn Du im 2ten Gang mit ca 40km/h und keinen aberwitzigen Drehzahlen die Rampe hochfährst, macht es dem Motor gar nichts.

Gönn Dir das mal, mit Dachsel, Ghoenert oder Michael Springl von der RAS face to face über Motoren zu reden, das sind die am besten investiertesten Stunden und ein absoluter Hochgenuß.

Always happy Landings

Martin

22. Februar 2021: Von Udo R. an Martin Brunkhorst

Martin,

danke dafür! Genau nach solchen Hintergründen suche ich ja..

Grüße, Udo

22. Februar 2021: Von Udo R. an Wolff E.

Wolff,

schnell heißt ja auch aerodynamisch sauber. Ich finde es toll, dass der Flieger beides kann. Ich hab's nicht immer gleichermaßen eilig bzw kann mich an Effizienz durchaus auch erfreuen - solange es eben für den Motor noch ok ist. Genau das will ich ja herausfinden.

Grüße, Udo

22. Februar 2021: Von Timm H. an Udo R. Bewertung: +1.00 [1]

Ich bin da bei dir. Meine Bo kann und soll auch zügig sein - u.a deswegen habe ich sie ja gekauft - aber manchmal ist Reichweite sehr wichtig. ZB um eine Zwischenlandung zu vermeiden wg Corona, Wetter, Zoll, etc. etc. Habe und will auch keine tip tanks, daher muss man halt versuchen, andere Möglichkeiten zu nutzen.

Neben GAMIs können zB die Zündkerzen (prüfung und ggf Austausch) helfen. Es gibt Menschen, die mit Finewire Kerzen gute Resultate erzielt haben. Prop balance schadet sicher auch nicht.

23. Februar 2021: Von B. Quax F. an Wolff E. Bewertung: +6.67 [7]

Dir muss nur ein Zylinder wegen LOP früher sterben, weil eine EGT Probe ungenau ist und die "Ersparnis" ist mehr als dahin. Und was die Lautstärke betrifft gutes A20 für die Insassen und alles ist gut.

Meiner Meinung nach sterben mehr Zylinder am ROP Betrieb als im LOP Betrieb!

Handbuchwerte zum ROP sind häufig zu mager für best Power und damit viel zu heiß, mehr Belastung geht nicht als nach Hanbuch 75% Leistung aus einen Turbo-Motor zu holen! Wenn ROP muss man oft ROP+X fliegen. Als Beispiel bei 32` und 2.300 RPM in FL200 bei ISA sagt RAM 68 Liter (um die 70 % Leitstung). Unter 74-76 Liter sind die CHT´s über 390F! Damit fliegt man dann 200 TAS bei 690 Liter sind es 690/148=4,6h a 200 TAS = 932NM (Climb lassen wir mals in der Betrachtung weg)!

Jetzt LOP 54 Liter (unter 380F) bei 180 TAS in FL200. 690/108=6,38 a 180 TAS = 1.150NM! Also 200NM mehr Reichweite!

Zur Korrektur man braucht für die 932NM allerdings 5,17h, ergo 30 Minuten länger Motorlaufzeit. So 70 € Rückstellungen/Wartung. 558 zu 690 Liter macht 140 Liter a 2 € (Europa Preis Durchschnitt) rund 280 €. Man würde also rund 200€ "sparen" wobei das Wort hier nicht wirklich passt.

Rechnen wir mal die TBO 1.800h uns sagen 1.400 fliegt man im Vergleich ROP+/LOP sieht es so aus:

1.400*148l= 207.200l

1.400*108= 151.200l

50.000l a 2€= 100.000€ Unterschied im Treibstoff, dagegen stehen 12% langsamer

1.400 12%= 168h mehr Flugzeit a 140€ = 23.520€

Wenn ich das so grob vergleiche dann hätte ich 24k für einen neuen Satz Zylinder locker gut, allerdings sind Zylinder wie Turbos "Verschleißmaterial" und ich rechne in beiden Fällen (ROP/LOP) das sie bei Halbzeit TBO ersetzt werden müssen.

Unabhängig der Vergrößerung der Reichweite und Einsparung von Kraftstoff, halte ich einen LOP Betrieb für besser.

23. Februar 2021: Von Nicolas Nickisch an Friedhelm Stille Bewertung: +2.00 [2]

Jahrzehntelange Erfahrung, leider.

Aber in anderen Branchen ist es ja auch nicht besser.

Was Flugzeugmotoren betrifft, reift in mir die Erkenntnis, daß eigentlich alles die Motoren kaputt macht. ROP, LOP, hoch fliegen, mit viel Leistung fliegen oder (ganz schlecht!) mit wenig Leistung fliegen. Und bei gar nicht fliegen verrostet der Motor.

Wir reden von shock-cooling aber es stört niemanden mit dem allenfalls handwarmen Motor mit voll SToff erstmal 10 Miunten zu steigen.

Das Studium der zahlreichen Kolumnen und Videos wird mich persönlich noch einiges an Zeit kosten.

An dieser Stelle gliech mal ein grosses Lob und Dank an all die fundierten Beiträge mit wenig emotionalem Overhead!

23. Februar 2021: Von Thomas R. an Nicolas Nickisch Bewertung: +1.00 [1]

Am Besten mit Segelfliegen anfangen ;-)

23. Februar 2021: Von Wolff E. an B. Quax F.

@Björn, du hast auch zwei Contis in der C414, die laufen unter LOP besser als Lyco. Ich fliege immer Peak + ca 120 Grad F rich, genau weil ich vermeiden will, wenn ich ROP (100 Graf F) die CHT´s zu hoch sind. Und die CHT´s gehen meist nur mit "Sprit" runter. Da reichen die Kühlklappen manchmal nicht...

23. Februar 2021: Von Udo R. an Timm H. Bewertung: +1.00 [1]

Danke für eure Beiträge und das Input! Eigentlich kann man das Thema gar nicht genug betonen.

Timm, genau das! Eine "falsche" Zwischenlandung kann einem jede Planung versauen. Ich hab ja nix "dagegen", wenn ein Flieger auch flott fliegen kann, ganz im Gegenteil! Aber ich persönlich find's nicht immer nötig bzw. manchmal auch sinnvoller, so zu fliegen. In FL100 ist bei mir im Moment der Unterschied 130 KIAS bei um 8 bis maximal 8,5 Gallonen (auf Deutsch: 11l/100km bei gut 280km/h true) gegen 158 KIAS bei um 14 Gallonen die Stunde (auf Deutsch: 16l/100km bei gut 340 km/h true).

Wenn man das rechnen möchte: Bei dem Unterschied im Spritpreis könnte man überschlägig alle 200 Stunden einen Zylindertausch "mitnehmen" und fliegt trotzdem noch günstiger. So schlimm sollte es doch eigentlich nicht werden.

Mein Motor läuft jedenfalls super rund. Die GAMIs sind da schön eingestellt, Lycoming hin oder her. Ein Spread von 20°F zwischen den Zylindern scheint mir eher vernachlässigbar bzw. eher mit der unterschiedlichen Kühlluftverteilung zusammenzuhängen.

Quax, die Meinung, dass ROP schädlicher für die Zylinder ist als LOP teilst Du mit Mike Busch und Savvy Aviation. Irgendwie sind immer alles Einzelfälle. Wenn ich jetzt ROP fliege und in 200 Stunden einen Motorschaden habe, ist es Pech; Wenn ich jetzt LOP weiterfliege und in 200 Stunden ist was, dann war es sicher der Betrieb auf der Lean Side.

Was ich noch aus der Diskussion mitgenommen habe ist: Ich will lernen, wie bzw. ob man die CHT probes eichen kann. Die sind ja doch enorm wichtig. Meine sind praktisch neu, keine 100 Stunden drauf.

Meine aktuelle Meinung ist: solange der Motor rund läuft, nicht zu heiß (und nicht zu kalt) wird und nicht über 75% continuous power abgeben muss, kann der Betrieb nicht die Ursache für einen Motorschaden oder übermäßigen Motor- oder Lagerverschleiß sein.

Thomas, vom Segelfliegen komme ich her, daher auch die Freude an der Effizienz ;-)

Grüße, Udo

24. Februar 2021: Von Nicolas Nickisch an Thomas R.

Da komme ich wie so viele andere her!

Aber der WAF des Segelfliegens ist eben einfach zu gering.

Das Schöne ist, daß Du 2 sehr unterschiedliche Arten des Fliegens haben kannst: die absollut handgemachte beim Segelfliegen oder die Variante mit viel intellektuellem Overhead.

Kann sich ja jeder aussuchen was ihm/ihr mehr liegt.

Oder einfach nach Laune switchen

24. Februar 2021: Von Thomas R. an Nicolas Nickisch Bewertung: +1.00 [1]

Aber der WAF des Segelfliegens ist eben einfach zu gering.

Stimmt. Das WE nach LOWZ mit Wellness-Hotel ist mit der DG1000 etwas mühsam ;-)

Das Schöne ist, daß Du 2 sehr unterschiedliche Arten des Fliegens haben kannst: die absolut handgemachte beim Segelfliegen oder die Variante mit viel intellektuellem Overhead.

Ja, sehe ich auch so. Segelfliegen und die IFR-Fliegerei sind jeweils am komplett anderen Ende des Spektrums. Gerade deswegen ist es auch so schön. Kann jedem nur empfehlen sich beides mal anzuschauen.

25. Februar 2021: Von Nicolas Nickisch an Thomas R.

Du kriegst in die DG 1000 auch nicht so viele Schuhe und erst recht keine 2 koffer rein :-)

Welches Wellness-Hotel ist zu empfehlen? Unser letztes war okay, aber vielleicht gibt's ja noch was besseres

25. Februar 2021: Von Juergen Baumgart an Nicolas Nickisch

Fliegst Du einsitzig kannst Du einiges mitnehmen ;-)

Und es gibt Leute die sind mit dem Eigenstarter schon bis ans Nordkap u. zurück...!

25. Februar 2021: Von Thomas R. an Nicolas Nickisch

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