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Da hat die sonst so Technik affine Frau Behrle absolut recht. So ein Motor amortisiert sich praktisch nicht, zu teuer und Avgas immer noch zu leicht und zu billig verfügbar. Eine dynamische Diskussion, die in vielleicht 5 Jahren anders aussehen könnte. Vielleicht.
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...das ist ja auch der Grund, warum es diese Aggregate nicht gibt. Man kann über die Weltkriegstechnik schmunzeln - aber de facto sind die Motoren insbesondere in dem von Max angesprochenen Leistungsbereich für die Anwendung in Flugzeugen ziemlich ausgereift. Die scheinbar grossen Fortschritte der PKW-Motorenhersteller beruhen doch hauptsächlich darauf, dass man die Drehmoment- und Leistungskurven flacher gemacht hat und nun über die eigentlich ungünstige Drehzahlbreite, in der ein Automotor operiert, überall mehr oder weniger akzeptable Verhältnisse von Leistung und Verbrauch geschaffen hat. Der Flugmotor kennt nun mal grob gesprochen nur eine Drehzahl, aber auf die ist er optimiert - was weitaus einfacher war und ist. Der O320 oder der IO360 sind sehr sparsame Motoren, PKW im Vollgasbetrieb mit gleicher Leistung verbrauchen tatsächlich kaum weniger, vermutlich liegt das tatsächlich in der von Sabine genannten Grössenordnung. Wenn man dann noch hinzunimmt, dass die Automotoren viel mehr Anbauteile und komplexere Kühlsysteme etc. brauchen...
Das Problem ist dann schon eher der Preis, der durch das quasi-Monopol entsteht. Aber auch hier - 10 Euro pro Stunde an Motorrücklage (siehe Lisa) sind ja im Grunde überschaubar. Das Problem sind doch Leute wie ich, die einen Flieger mit mid-time engine kaufen (in Wirklichkeit eher end-time engine, 3500h since new, 500SMOH) und dann nach zwei, drei Jahren feststellen, dass sie noch mal 20.000 Euro reinstecken müssen.
Wer wie Frank-Thore eine brandneue Maschine kauft, kann das viel entspannter sehen und kalkulieren.
Wer wirklich am Sprit sparen will, kann das m.E. noch am ehesten mit einem Kurs in vernünftigem leanen machen. Bei einer M20J liegt der Unterschied bei 150IAS in FL65 zwischen full rich und LOP bei 4,5 Gallonen pro Stunde. Zwischen ROP und LOP bei fast 2 Gallonen. Letzte Woche erflogen. Sich da ein wenig auszukennen spart über das Fliegerleben sicher weit mehr als 10-15 Prozent.
Viele Grüsse
LD
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Das Optimierungspotenzial, das durch Kraftstoffersparnis erzielt werden kann ist schnell quantifiziert:
Nehmen wir den Centurion 2.0, sicher eines der modernsten und sparsamsten Flugzeugtriebwerke überhaupt. Bei Best Economy und 71 kW Leistungsabgabe (75%) ein spezifischer Verbrauch von 214 g/kWh. [ Quelle]
Dann den O320-E2G unserer Lisa. Vergasermotor ohne Turbo mit Zufallszündung und Voodoo-Gemischregulierung. Also keinesfalls sonderlich optimiert. Bei 84 kW Leistungsabgabe (75%) 261 g/kWh [Quelle: Lycoming Operations Manual 60297-16 Stand March 1973].
Vergessen wir für einen Moment, dass der Lycomosaurus 16 PS mehr abgibt, es geht uns ja um den spezifischen Verbrauch im optimalen Arbeitsbereich (und zwar bitte als Masse und nicht als Volumen!!). Und diese Werte sind im Vergleich durchaus aussagekräftig. 261 vs. 214 Gramm pro kW pro Stunde. Also rund 18%.
That's it. Mit allem technischen Aufwand und auf der Höhe der Kunst sind 18% Ersparnis drin.
Das ist nicht nichts, aber es ist verflucht wenig, wenn man über 18% Treibstoffersparnis die Entwicklungskosten des Herstellers sowie die höheren Instandhaltungskosten decken muss und dem Halter noch einen Kostenvorteil bieten will.
Ein modernes Triebwerk bietet sicherlich noch mehr Vorteile:
- Einhebelbedienung
- Jetfuel-Tauglichkeit
- Ruhigerer Lauf.
Aber diese finanziell zu quantifizieren ist kaum möglich.
Um erfolgreich zu sein braucht ein neuer Flugmotor also zwei wesentliche Eigenschaften:
- Er muss sich rechnen. Für den Hersteller und für den Halter.
- Der Hersteller muss das "Vendor-Risk" des Halters klein halten. Bedeutet: Hinter dem Hersteller muss ein Konzept oder ein Name stehen, der dem Halter den Rückschluss erlaubt, dass er auf die absehbare Nutzungsdauer Produktunterstützung zu vorhersehbaren Preisen erhält.
Dieses Vendor-Risk ist m.E. sogar noch kritischer als der Kostenvorteil. Persönlich wäre ich durchaus bereit für die Vorteile eines Diesels auch ein paar Euro mehr pro Stunde zu zahlen.
Vendor-Risk ist aber ein Killer. Nach Porsche, SMA, TAE etc. weiss jeder, was mit einem herstellergebundenen Flugmotor auf der Kostenseite passiert, wenn der Hersteller crasht. Dabei muss ein Käufer nicht nur seine eigene Nutzungsdauer überschauen (z.B. "ich fliege noch 10 Jahre..."), sondern die Nutzungsdauer des gesamten Flugzeugs, denn diese schlägt direkt auf den Wiederverkaufswert durch. Also mal locker 30 Jahre und mehr!!!
Auch die Eisen-Saurier sind nicht frei von Vendor-Risk. Es gibt zwar eine Anzahl Hersteller, die OEM-Teile für Lycoming und Conti anbieten, aber hier heisst das Risiko Treibstoffverfügbarkeit.
Also: Entweder die Flugzeuge werden deutlich billiger, sodass man wirklich sagen kann "10 Jahre, dann in die Tonne", oder die Motorenhersteller werden langlebiger oder die Käufer werden risikobereiter oder es bleibt alles beim Alten.
Wer möchte das Rätsel knacken?
viele Grüße
Jan Brill
2012-02-15 14:05: Rechnung korrigiert.
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Vergessen Sie das mit dem Namen. Die Kolben- GA ist sowieso für keinen mit guten Namen interesant. Es gab mal ne Zeit, da hat sich Porsche eingebracht und gedacht, sie wissen, was sie tun. Und? Wer einen Porsche hatte hat jetzt wieder Steinzeit aus USA unter der Cowling.
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Danke Jan, das sind die Beiträge, die das Forum ausmachen! Solange es solche gibt, lohnt es sich immer vorbeizuschauen und auch P&F zu kaufen.
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herr brill,
ich kann nicht das rätsel knacken, aber ihre fakten sind "sehr inspirierend" - vor allem wenn man sie etwas weiter rechnet
annahmen:
- uniforme 18% bei "allen" vergleichsklassen
- mittlere laufzeit motor: 1.800 h
- mittlerer verbrauch motore zw 135-200 PS: 35l/h
- mittlerer preis avgas+jet: 2,30
===========================
spritkosten total: 144.900,- €
18% anteil: 26.082,- € reine spritkostenersparnis
in ungünstigeren fällen (untereinander vergleichbare motore schaffen im schnitt nur 1400h, spritpreise eher richtung jet = 2,10, verbrauch mit weniger PS =30 l/h) kommen über's motorleben z b nur noch 16.000 euros hinten raus. die wahrheit kann also zwischen 16 und 26 k€ liegen, grob geschätzt.
voraussetzung ist aber, dass diese neuentwicklungen nicht nach 1000 h komplett kaputt, und der lieferant pleite ist. (vendor risk)
tendenz: je teurer der sprit noch wird, desto eher sparen die 18% den kompletten klein-sauger, oder große anteile davon, ein.
weiterer, nicht unerheblicher effekt, den sie noch nicht/nie angesprochen haben:
mal angenommen, irgendein hersteller schafft einen break-even mit einer neuentwicklung (oder kopie, oder sonstwie-zulassung): wenn obige "schönrechnung" praktisch beim endnutzer funktioniert, wird dieser lieferant nicht nur den aktuellen markt erobern (zumindest in seinem segment / PS Klasse), sondern er wird sofort neuen markt generieren, da sich nun plötzlich leute das fliegen leisten können, die vorher finanziell nicht in der lage waren (öko-marketing mal aussen vor, da ist noch zusätzliches potenzial).
und genau dies ist der katze-schwanz-effekt: break even kommt nicht, weil der markt nicht anspringt, markt springt nicht an, weil kein break even in sicht
gruß,
udo
PS: flugezeuge billiger, oder gar zu einweg-wegwerf-artikeln machen, wird nicht funktionieren, wegen der immer teurer verbauten avionik, trotz elektronik-miniaturisierung. weiterhin würde billig-image kontraproduktiv zum vendor risk wirken.
diese regeln werden noch lange zeit gültigkeit haben, bevor ein massen-trend einsetzt, und wir ähnlich wie bei der evolution des autos beim tata-mobil landen (selbst das hatte überlebens-schwierigkeiten). dieser trend zur massenproduktion wird aber erst kommen können, wenn wiederum das motorenproblem als größtes sorgenkind des flugzeugs gelöst ist - lösung wird aber die notwendigkeit dieser lösung ad absurdum führen
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Lieber Herr Brill,
Danke für die tollen Ausführung.
@Udo - Diese 16K-26K Spritersparnis ergeben sich ja über einen relativ langen Zeitraum. Deshalb wird es vermutlich einen zusätzlichen psychologischen Effekt geben, der zunächst mal das in der Anschaffung preiswertere Triebwerk bevorzugt.
Vielleicht muss man aber doch noch einmal die Rotax-Geschichte anschauen. Ich kenne die Hintergründe nicht genau, aber die Marktbelebung hat hier m.E. doch eingesetzt, weil es plötzlich mit den UL und VLA eine Klasse an Flugzeugen gab, die keine teuren zertifizierten Motoren benötigen, das hat eine Serienproduktion ermöglicht und schliesslich Rotax sogar in die Lage versetzt, den Motor doch noch für die Luftfahrt zu zertifizieren.
Mal als Gedankenspiel - würde man die Zulassungshürden für einen Viersitzer verringern oder die Gewichts- oder Leistungslimits der UL / LSA heraufsetzen - könnte das die Entwicklung eines "modernen" Motors begünstigen?
Viele Grüsse
LD
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die aussage von rosedola ist knapp, aber unzweideutig:
in unserer Flotte der teuerste Motor (Rotax 914F)
mit wunschdenken kommt man also nicht besonders weit - wenn das ein "ausreisser" war, hilft das erstmal nicht weiter, zum vendor risk auf kunden abwälzen gehört dann shcon etwas mehr
zu motorkosten "dauern lang": man kann sich anteilig die motorkosten auch pro jahr herunterbrechen - es ändert nichts daran, dass preisklassen von bis zu 30.000 *) euro bei maximalen 26.000 euro einen amortisationsgrad von über 85% haben könn(t)en - das ist pro jahr so, pro flugstunde, und pro motorlebenszeit. (wenn sauber berechnet, mit allen vendor risks und gesamtkosten)
einzig schade daran ist: dass keine der ganannten firmen "vendor risk" bisher klar quantifizeirt hat, weitere firmen mehr reden als machen, und ab 168 PS praktisch nichts am horizont schwebt
*) leider kenn ich keine AE300 austausch-kosten, die überholung ist mit 12 k€ deutlich günstiger, und drückt den durchschnittlichen TW preis natürlich deutlich; jedoch muss diese firma noch durch den verlängerungs-prozess, dessen zertifizierung gerade erst anläuft, und aktuell keine weiteren fakten liefert
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Die Hälfte der hier aufgezeigten möglichen Spitersparnis, wenn nicht mehr, würde man schon mit Aufrüstung der vorhandenen Lycosaurier erzielen. Sprich Wasserkühlung, Einspritzung und Zündung aus dem KFZ-Bereich. Da läuft die Technik zigmillionenfach tausende Stunden wartungsfrei. Aber keiner macht es, offenbar sind sogar dafür schon die Zulassungskosten nicht tragbar. Siehe Rotax; dieser Motor wird im UL-Bereich von kleinen Klitschen mit guten Ergebnissen umgerüstet, aber ab Werk gibt es Steinzeit.
Nochmal zum Leistungsbedarf: Die Zellen brauchen nun mal viel Kraft, das ist der wesentliche Punkt. Mein alter Motorsegler RF 5b von 1975 entspricht im Gewicht, in der Speed und in der Transportleistung exakt einer Cessna 150/152. Der Limbach-Motor ist luftgekühlt und läuft im Drehzahlbereich wie O-200 und O-235, braucht spezifisch also bestimmt nicht weniger. Trotzdem komme ich mit der Hälfte an Sprit aus, je nach Powersetting 8,5 bis 12 Liter pro Stunde. Das zeigt, dass allein von der Motorseite her nicht viel zu erwarten ist.
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Der Porsche hatte all das. In der Summe einige Kilo mehr, daher z.B.
bei ner umgerüsteten Remo Gewicht im Schwanz erforderlich, ergo weniger
Zuladung und damit weniger Range.
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>aber ihre fakten sind "sehr inspirierend" - vor allem wenn man sie etwas weiter rechnet
annahmen:
Das Problem bei der aufgezeigten Rechnung ist der Leistungsbereich. Es gibt oberhalb von etwa 155 PS genau NULL Alternativen zu den Lycs/Contis. Es sind auch keine in Sicht - ein Wandlergetriebe ist ja offenbar nicht mal bei 155 PS standfest hinzukriegen, wie soll das dann bei 300 PS gehen. Und wer mit 155 PS klar kommt, der wird dann auch mit einem Rotax zurecht kommen.
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ja, "probleme" bei der pauschalisierten rechnung gibt's mehrere, aber mehr als 155 PS gibt's schon jetzt .... und als diesel-PS fühlen sie sich auch verdammt nach 180 benziner-PS an (sofern ich das in verschiedenen zellen überhaupt beurteilen kann, und meereshöhe-trägheit ausgenommen)
ändert aber nichts an der "vorläufigen" zulassung des AE300. es bleibt erstmal für diesen motor zu hoffen, dass 1500 (und später mehr) kommen, sowie die lange überfälligen höher-PS-igen schwester-AE's
prinzipiell ändert es nichts daran, gleiches mit gleichem zu vergleichen, das impliziert auch, das 135 PS beim alten TAE nicht zum IO540 passen.
wenn du glaubst rotax und limbach ist perfekt identisch (oder unterschied nicht spürbar) mit SMA, TAE, AE oder O320 ... dann glaub ich dir dass du nur noch cirrus fliegst / fliegen willst, und die guten alten O200 zeiten glücklich und definitiv hinter dich gebracht hast ;-)
mein ganzer pauschal-vergleich hinkt, weil viele annahmen gemittelt sind, wo z b gerade laufzeiten und spritkosten ("mo"gas) auseinander driften. aber detaillierte rechnung "lohnt" sich nicht - u a weil genau 168 oder 155 avgas-PS nicht existieren (oder dir die leistungseinstellung nicht genügt, da gefahr richtung rotax-abrutsch-bereich besteht). bzw. wurde in dem einen konkreten lisa-beispiel mit mogas schon mal widerlegt
ich bin trotzdem fasziniert von dem großen potential - das nur noch gehoben werden muss und, siehe weiter unten, sogar nach oben über 26 k€ hinaus gehen kann, was dann definitiv den preis fast aller motore bis 200 PS schon deckt.
;-)
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Guten Abend Herr Brill,
kann es sein, dass die Rechnung so nicht ganz vollständig ist?
In kg ist der Centurion "nur" 18% besser als der Lycoming.
Allerdings macht sich der Preisunterschied ja in Litern an der Tankstelle bemerkbar.
Da da der Diesel-Pilot für die gleiche Masse weniger Liter tanken muss, schneidet der Diesel nach meiner Rechnung 30% besser ab als der O-320.
Was den spez. Verbrauch angeht, haben sie natürlich recht!
Allerdings hat der Centurion zusätzlich einen Turbo, der den spez. Verbrauch beim Lycoming wohl weiter erhöhen würde, oder? Das gehört auch dazu.
Meine Zahlen entspringen folgender Rechnung:
Mit freundlichen Diesel-Grüßen aus Hamburg ;)
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Hallo Herr Springer,
meine kleine Beispielrechnung deckt in der Tat nur die technisch-physikalischen Aspekte ab. Ob Benzin oder Kerosin teurer ist, das ist Politik, denn der Preisunterschied wird im wesentlichen durch Abgaben erzeugt, die von Land zu Land stark unterschiedlich ausfallen.
Und ob dann Avgas oder Mogas, Jetfuel oder Diesel getankt wird, wie dieses jeweils besteuert ist (mit oder ohne Mineralölsteuer), und ob man dann den Händler pro Masse oder pro Volumen zahlt, dass sind Variablen, die ich gar nicht abdecken wollte, da sie sich eben von Land zu Land und von Operator zu Operator so stark unterscheiden, dass hier beinahe jedes gewünschte Ergebnis "errechenbar" ist.
Für ein Flugzeug halte ich den Verbrauch pro Masseneinheit für interessanter, da dieser das Verhältnis von Payload zu Range bestimmt. Als Endverbraucher zahlt man freilich den Sprit meist in Volumeneinheiten weil diese am Point of Sale einfacher zu messen sind. Großabnehmer zahlen dagegen pro Masse. Motorenhersteller rechnen m.W. den spezifischen Verbrauch immer in Masse. Daher meine Rechnung auch in Masseneinheiten.
viele Grüße,
Jan Brill
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Hi Jan,
Du hast voellig Recht: leider zahlt "Otto Normalverbraucher" fuer Liter / Gallons an der Zapfsaeule, der Sprit muss allerdings in kontrollierten Temperaturbereichen verkauft werden, damit das spezifische Gewicht (Kg pro Liter) so einigermassen konstant ist.
Ich hatte mich naemlich schon ueber die genannten Zahlen gewundert, der spezifische Liter (= Euro) Verbrauch eines Lycoming/Conti ist allemal 30% hoeher als der eines turboaufgeladenen Dieselmotors. Ich darf noch einmal daran erinnern, dass aufgrund des thermodynamischen Prozesses ein Abgas-Turbolader nur beim Dieselmotor eine Verbesserung des spezifischen Verbrauchs bringt. Beim Otto-Motor erfolgt nur eine Leistungssteigerung. Voellig korrekt hast Du angegeben, dass ein Motoren-Verbrauch immer in Gramm pro Kilowatt und Stunde berechnet wird, da es sich um einen masseabhaengigen Verbrennungsprozess handelt.
Insofern wird jeder Benzin-Autofahrer und Avgas Pilot an der Tankstelle beschissen. Weniger "bang" pro Liter als bei Diesel / Jet.
Gasturbinen haben (auch aus thermodynamischen und materialtechnischen Gruenden) einen nochmal um 30% schlechteren spezifischen Wirkungsgrad als Lycoming/Conti Motoren. Fuer kurze Fluege mit langen Rollzeiten sind sie auch nicht geeignet weil eine Propellerturbine ca. 30% des Voll-Last Verbrauchs schon im idle verbrennt. Ich schaetze mal, dass sich Eure Cheyenne I bei low idle so um die 110 pph = 60 Liter pro Stunde und Seite reinzieht. Da wird das taxiing und das warten mit laufendem Motor teuer... Ein Kolbenmotor braucht nur etwa 7-10% vom Voll-Last Verbrauch im idle.
In den USA kostet Avgas ca EUR 1,20 pro Liter und Jet fuel etwa EUR 1,00 pro Liter.
Und: die Leute regen sich ueber die hohen Preise auf! Alles relativ.
Die Kosten fuer den Motor und den Sprit muss man einfach akzeptieren und das kann alles nur noch viel schlimmer werden.
An eine "Revolution" im Motorenbau 150-300 PS glaube ich nicht, das wird alles so weiter vor sich hinduempeln...
Beste Gruesse und happy landings,
Guido
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Guten Morgen,
Guido, in Bezug auf Deine Ausführungen zum Verbrauch von Gasturbinen in idle ist diese Meldung vielleicht interessant:
https://www.sueddeutsche.de/auto/elektromotoren-fuer-flugzeuge-in-aller-stille-1.1282096
Viele Grüße
LD
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Zu diesem Thema gibt es schon verschiedenste Lösungsansätze.
Eins wird jedoch gern verschwiegen: Man kann eben nicht bis zur Runway elektrisch rollen, Triebwerke anlassen und Sekunden später mit Startschub abdüsen: Je nach Triebwerk sind zB beim A321 bei uns 6 Minuten warmup time Pflicht, in diesen 6 Minuten komme ich auf vielen Airports schon von Parkposition bis Rollhalt.
Nach der Landung ditto: Cooldown 3 Minuten vor dem Abstellen, da gibt es Plätze auf denen man bewußt langsam rollen muß um das einzuhalten, die Elektromotoren wären in den o.a. Fällen nur aufwendiger, teurer Ballast.
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Das ist wohl eher fuer die US high density airports gedacht. Trotz flow control sind die taxi Zeiten enorm....
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Auch da muss erst einmal die Fahrwerksstruktur für das zusätzliche Gewicht ausgelegt sein, es sind schliesslich ungefederte Massen. Den zusätzlichen Aufwand (auch an Maintenance) muss man erst einmal durch den Minderverbrauch einsparen.
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Sehr geehrter Herr Brill,
Sie schreiben (vor einigen Tagen) "Für ein Flugzeug
halte ich den Verbrauch pro Masseneinheit für interessanter, da dieser
das Verhältnis von Payload zu Range bestimmt. Als Endverbraucher zahlt
man freilich den Sprit meist in Volumeneinheiten weil diese am Point of
Sale einfacher zu messen sind. Großabnehmer zahlen dagegen pro Masse.
Motorenhersteller rechnen m.W. den spezifischen Verbrauch immer in
Masse. Daher meine Rechnung auch in Masseneinheiten."
Kann man als Konsequenz sagen, daß ein und derselbe Flug (soweit das machbar ist: gleiche Beladung, gleicher Anteil Steig Reise Sinkflug, gleiches Powersetting, gleiche atmosphärische Bedingungen) im Winter weniger Sprit in Litern brauchen als im Sommer - die verbrannte Masse also identisch ist?
Mich wundert nämlich der durchaus schwankende Verbrauch in Litern über's Jahr gesehen.
Mit freundlichen Grüßen
Andreas Trainer
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volumen hängt weniger von (jahers)zeit ab, sondern viel mehr vom luftdruck.
wenn man sich auf letztes hoch vor 2 wochen bezieht - 1040 hPa am boden - da hat man freilich mehr sprit fürs geld bekommen (in kg/l). winter war da aber nur zufällig.
edit: blödsinn, temperatur! danke, eh klar
meines wissens verhält es sich aber umgekehrt: im winter verbraucht man mehr (vor allem im tief), und fliegt dafür schneller (kalt)
turbinen haben noch eine erhöhte thermodynamische effizienz - sofern sie in der stratosphäre eingesetzt werden (unter annahme stratopause hat immer konstante -50°C)
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Mich schüttelts ....
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"Mich schüttelts ...."
Warum??
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Nicht Sie, sondern Joy Ride müsste sich die Frage nach dem Warum stellen.
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>"Mich schüttelts ...."
Warum??
Weil die Kompressibilität von Flüssigkeiten allgemein stark überschätzt wird. Aber vielleicht joyride kein Hydrauliksystem in seinem Flugzeug.
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