Hallo Sebastian,

habe grade Deine Fragen gesehen.

1) In Diagramm 1 sind drei "Diagonale" eingezeichnet, welche einen linearen, quadratischen und kubischen Zusammenhang zwischen Verbrauch und Geschwindigkeit andeuten sollen. Warum sind alle drei gerade? Müssten 2 und 3 nicht gekrümmt sein?

Ja da hast Du recht. Die "Diagonalen" stehen für doppelten, vierfachen und achtfachen Verbrauch, nicht für quadratischen und kubischen Verbrauch. Danke für den Hinweis.

2) Auf Seite 27 rechts unten steht "Die Unterschiede [bei der Reichweite]sind auch [in unterschiedlichen Flughöhen] nicht so riesig" Auf Seite 35 rechts steht dann "Den viel größeren Einfluss [auf den Verbrauch] hat die Flughöhe".

Auf Seite 27 geht es um die Reichweite der SR22T. Seite 5-27 des POH zeigt, dass sich die Reichweite mit der Flughöhe nicht wesentlich ändert. Der Verbrauch wird mit konstant 12,7gal angegeben. Schaut man in das POH der normalen SR22 (nicht-Turbo), kommt man mit zunehmender Flughöhe ein bisschen weiter, allerdings auch deshalb, weil sie generell weniger verbraucht (11,3gal). Die geflogene Geschwindigkeit spielt in dem Beispiel keine Rolle.

In Diagramm 6 wird der Verbrauch in Relation zur geflogenen Geschwindigkeit in unterschiedlichen Flughöhen gesetzt, also ein ganz anderes Szenario. Es ist eine andere Sichtweise auf die Zahlen im POH, die Reichweite kommt hier nicht vor. Die Daten findest D auf Seite 5-24 des POH, gerne kann ich es Dir auch zusenden.

3) Auf Seite 31 steht "Ein Motor mit denselben PS kann ganz unterschiedliches Drehmoment liefern". Im Kontext eines Flugmotors ist die Drehzahl doch in einem ganz engen Bereich vom Prop vorgegeben. Leistung ist Drehzahl mal Drehmoment also reicht die Angabe der Leistung vollkommen aus. Der Drehmomentverlauf ist (im Gegensatz zum PKW) doch quasi irrelevant?

In dem Beispiel in Diagramm 4 kann man auch in einem engen Drehzahlbereich nennenswerte Drehmomentschwankungen von 10% und mehr ausmachen. Richtig schwer zu vergleichen wird es aber, wenn man unterschiedliche Motoren miteinander vergleichen möchte. Wie der Drehzahl/Drehmomentverlauf eines Motors aussieht hängt schießlich von Parametern wie Hubraum, Bauweise, Beathmung usw ab. Liefert ein 180PS 4Zylinder genausoviel Vortrieb wie ein 180PS 8-Zylinder? Mein Punkt in dem Artikel ist, dass die Angabe von PS ein Kompromiss ist. Es ist eine allgemein anerkannte Einheit, die jedoch trügerisch ist. Ich würde lieber Nm bei einer bestimmten Drehzahl miteinander vergleichen, jedoch geben das die Unterlagen der Motorenhersteller nicht her. Die Angaben an Elektromotoren (aus der Welt komme ich) machen das ebenfalls deutlich, die Vergleichbarkeit leidet hier noch mehr. Unternehmen wie Siemens sind dazu über gegangen, ServoMotoren über das Drehmoment zu definieren, die kW spielen nur noch eine untergeordnete Rolle.

4) Auf Seite 33 rechts steht "Zusätzlich erfüllt der Turbo bei einigen Maschinen weitere Aufgaben, wie das Ausgleichen der stark schwankenden Drehmomentkurve". Könnte mir das jemand im Kontext eines constantspeed Prop (quasi alle Flugzeuge mit Turbo dürften ja einen solchen haben) erklären?

5) Diagramm 3 soll die Service Ceiling der jeweiligen Flugzeuge zeigen und in Relation zur jeweiligen Motorleistung setzen. Bei den meisten leistungsstärkeren Flugzeugen scheint mir statt dessen das Zertifizierungslimit angegeben zu sein, welches von der Motorleistung ziemlich unabhängig ist?

Es ist möglich, dass ein Hersteller Limit angegeben hat, dass mit Zertifizierungsfragen zusammen hängt. Es geht aus den POH nicht hervor, wodurch das Service Ceiling begrenzt wurde. Die übliche Definition ist jedoch die der Steigrate. Siehe: https://en.wikipedia.org/wiki/Ceiling_(aeronautics) und https://www.paramountbusinessjets.com/aviation-terminology/absolute-ceiling.html

6) Auf Seite 33 steht rechts "Ein Verbrennungsmotor benötigt nun einmal Sauerstoff als Brandbeschleuniger" -> https://de.wikipedia.org/wiki/Brandbeschleuniger

:-) Schöner Hinweis.

Es sind in dem Artikel einige hundert Zahlen zusammen gekommen. Dass das fehlerfrei von Statten gehen soll habe ich nie geglaubt und auch in dem Artikel mit der Bitte um Korrektur geschrieben. Ich habe einige sehr schöne Zuschriften erhaten, die sich sowohl mit Korrekturen als auch mit zusätzlichen Flugzeugtypen auseinander setzen.

Bei der SR22T habe ich zum Beispiel eine Zahl vertauscht: Ich hatte statt des Verbrauchs von 16,4 Gallonen irrtümlich die 10,4 Nm/gal eingetragen. Zwei, drei andere Fehler habe ich ebenfalls behoben. Die Leser von PuF schauen genau hin und machen die Datenbasis stetig besser.

Vielen Dank dafür,

Daniel Schmale

Auf Seite 27 geht es um die Reichweite der SR22T. Seite 5-27 des POH zeigt, dass sich die Reichweite mit der Flughöhe nicht wesentlich ändert. Der Verbrauch wird mit konstant 12,7gal angegeben. Schaut man in das POH der normalen SR22 (nicht-Turbo), kommt man mit zunehmender Flughöhe ein bisschen weiter, allerdings auch deshalb, weil sie generell weniger verbraucht (11,3gal). Die geflogene Geschwindigkeit spielt in dem Beispiel keine Rolle.

Dieser vermeintliche Zusammenhang hält einer kurzen Logikprüfung nicht Stand. Der Verbrauch ist ziemlich direkt mit der Leistung proportional (bei allen AVGAS-Motoren über den üblichen Bereich ist PSg/h annähernd gleich). Wenn die SR22T 12,7 usgal/h benötigt, entspricht das einer bestimmten Leistung. Je höher man fliegt, desto weniger Leistung wird für Geschwindigkeit x benötigt, d.h. bei gleichbleibender Leistung steigt die Geschwindigkeit (jedoch nicht linear). Mehr Geschwindigkeit bei gleichem Verbrauch = größere Reichweite (sofern der Steigflug das nicht zunichte macht). Natürlich sollte man bei der Betrachung der max range absurd niedrige Geschwindigkeiten ausblenden, die in der Praxis niemand fliegen würde (die Geschwindigkeit der größten Reichweite ist in niedrigen Höhen sehr niedrig).

Wie auch andere hier halte ich die Betrachtungen des Drehmoments für nicht zielführend. Die einfachste und ziemlich exakte Betrachtung bei AVGAS-Flugzeugen ist der Verbrauch. Auch ist es sinnvoller, für diese Zusammenhänge die Handbücher von Lycoming und Continental heranzuziehen.

Die max Reichweite bei nichtaufgeladenen Motoren ist wirklich von der Flughöhe unabhängig:

Embry Riddle Journ Av Aerosp Edu Res, Byington: Piston Airplane Cruise Performance. Vol4/1 Art 6

Auf der zweiten Seite, Synopsis, Punkt 3a bis c wird das begründet.

Edit: korrigiert

nichtaufgeladenen Turbomotoren

Wat isn't dat? Sowas wie ein zwangsbeatmeter Sauger?

Die SR22T ist ganz massiv aufgeladen...

Liefert ein 180PS 4Zylinder genausoviel Vortrieb wie ein 180PS 8-Zylinder?
[...]
Ich würde lieber Nm bei einer bestimmten Drehzahl miteinander vergleichen,

Genau das passiert doch bei Flugmotoren durch die Leistungsangabe:

Beide Motoren leisten doch 180PS = 132,39kW

Der Verstellprop dreht sich bei beiden mit Startdrehzahl im Beispiel 2700rpm:

Demnach gilt:
132390W / (2700 * 2 * PI / 60) =
132390W / (90 * PI) = 468,2Nm

Das an den Prop abgegeben Drehmoment ist bei beiden 180PS Motoren 468,2Nm.
Die Angabe der Leistung ist für einen Flugmotor schon die richtige Einheit.

Ich insistiere in der Sache nur da ein Hangarnachbar neulich für seine Beech einen neuen Motor mit STC gekauft hat und mir erzählte der habe zwar nur etwas mehr Leistung aber dafür viel mehr wichtiges Drehmoment. Wie wir oben gesehen haben ist diese Aussage Quatsch und der Verkäufer des STC hat den Hangarnachbarn mit falschen Aussagen um viele tausend Euro erleichtert!

Hmmm.... das Drehmoment eines Viertaktmotors bei angenommen gleicher Leistung ist an der Kurbelwelle auch vom Mitteldruck des Verbrennung sowie dem Hub abhängig. Bei gleicher Drehzahl können zwei Motoren gleicher Leistung unterschiedliche Drehmomente an der Kurbelwelle anliegen haben, oder irre ich mich ?

Du irrst.

Leistung ist zu Drehzahl und Drehmoment direkt proportional.

Gleiche Leistung und Drehzahl = gleiches Drehmoment.

Physik 5. Klasse oder so.

Jawoll, Herr (Ober)lehrer. T'schuliung. In der 5. hatte ich noch kein Füsik.

Ja, aber. ...

Die Motoren können unterschiedliche Leistungskurven bei gleicher Max Leistung haben.

Dh die max Leistung fällt bei unterschiedlichen Drehzahlen und unterschiedlichen Drehmomenten an. Bei den großvolumigen Flugmotoren wird der Unterschied aber eher marginal sein....

Immer auf den Spritdurchfluss schauen. Das ist die beste Angabe der Leistung bei Conti/Lyco, da über weite Bereiche und zwischen Motormodellen ziemlich konstant/linear.

Mit diesem Artikel hat sich PuF kein Gefallen getan. Bisher waren die Beiträge zu Motoren und Physik meist exzellent.

Bei aller Diskussion über Motorentechnologie - für mich persönlich stehen andere Dinge eher im Mittelpunkt als ob der Flieger nun 2,43579 Gallonen bei gleichem Drehmoment weniger braucht als die andere Maschine...

man kann sich da jahrelang mit Exceltabellen beschäftigen um dann festzustellen dass man in der Zeit, mit der Gelegenheit XY von damals, die man nicht gekauft hat, viel Spass in der Luft gehabt hätte...

;o)

Weitermachen.

Schönes WE,

Gruß Sebastian

2,43 Gallonen weniger als meine Maschine => Elektroflieger.

Bitte die Annahme anschauen:

Gleiche Leistung und Drehzahl = gleiches Drehmoment.

Wenn ich jetzt einen Parameter ändere dann stimmts natürlich nicht mehr.

Ich kann auch die Leistung erhöhen 100PS vs 160PS, oder?

Füsik 5. Klasse, oder ? Könnte es z.B. sein, dass unterschiedliche Props bei gleicher Drehzahl und Leistung unterschiedlichen Vortrieb verursachen, weil sie unterschiedliche Profile, Durchmesser und / oder Anzahl Blätter haben ? Und deshalb bei gleicher Drehzahl und gleicher Leistung sich dann doch ein Unterschied im Drehmoment in die Gleichung hineinschleicht ?

Frage 1) Ja, siehe unten.

Frage 2) NEIN NEIN und nochmals NEIN!!!

Leistung = Drehzahl * Drehmoment. Punkt. Ende. Aus. Fertig.

Siehe auch https://de.wikipedia.org/wiki/Leistung_(Physik)#Rotation

P = M * w

P.... Leistung
M... Drehmoment
w... Winkelgeschwindigkeit (Drehzahl * 2 * pi)

Zur Frage 1) Der Prop konvertiert die Leistung in alles Mögliche. Hitze, Reibung, Lärm, und auch Vortrieb. Das Verhältnis von eingebrachter Leistung (bei konstanter Drehzahl propotional zum Drehmoment) und Vortrieb (Wirkleistung) nennt man auch Wirkungsgrad. Der Rest ist Verlustleistung.

Wenn dein Prop weniger zieht, dann deshalb, weil er einen schlechteren Wirkungsgrad hat. Nur mal so: Du könntest dir auch einen Besen vorne dran binden. Dann hättest du 0 Vortrieb, aber trotzdem ein Drehmoment, weil der drehende Besen einen Luftwiderstand erzeugt.

Der Wirkungsgrad eines Props ist übrigens auch abhängig von der Fluggeschwindigkeit. Nicht umsonst gibt es Reise-Props und Schlepp-Props, mit den jeweils unterschiedlichen optimalen Geschwindigkeitsbereichen.

So, und jetzt bitte eine gedankliche Umkehrkurve machen und akzeptieren, dass die Physik der 5. Klasse immer noch gilt :-)

Johannes

Es gibt in keiner Schule, soweit ich weiß, in der 5. Klasse Physik. Das ist der eigentliche Denkfehler hier 

Das mag jetzt anders sein. Bei uns in Bayern gab es ab der 5 Jahrgangstufe Physik damals. Ich weiß es ist schon ein paar Tage her.

Gibt es auch in naturwissenschafltichen/technischen Gymnasien heute noch.

Ich war auf der Baumschule....

Ok ich hab im Lehrplan nachgeschaut. Wärmekraftmaschinen sind so 7 Schuljahr.

nicht da wo ich war. Wir tanzten unseren Namen

Es gibt in keiner Schule, soweit ich weiß, in der 5. Klasse Physik. Das ist der eigentliche Denkfehler hier 

In Deutschland.