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Engagierter Journalismus aus Sicht des eigenen Cockpits
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19. Mai 2021: Von Mich.ael Brün.ing an Mich.ael Brün.ing Bewertung: +1.00 [1]

In einem Avweb-Interview ist von einem 2.000lbs-Trainer und einem LG-Akku mit 260Wh/kg die Rede. Bei geschätzten 300 kg für Zelle, Motor, Avionik und 200kg Nutzlast wären noch 400kg für Akku übrig. Das wären dann ca. 100kWh. Damit sollte sich tatsächlich eine Endurance von 3 Stunden darstellen lassen, auch wenn es dann nur ca. 40 PS Dauerleistung sind.

19. Mai 2021: Von Dominic L_________ an Mich.ael Brün.ing

Ich habe gerade diese fernen Pläne einer elektrischen Twin mit ordentlich Reiseflughöhe gesehen. Klingt zwar noch sehr ambitioniert, aber man muss auch sagen: Wirklich effizient fliegen kann jedes Flugzeug - auch ein elektrisches - nur in großer Höhe, denn dort ist die Luft nun einmal dünner. Sehr interessant beim Elektroflug finde ich die Möglichkeit, dann im Descent, der ja einen erheblichen Teilm des Gesamtfluges ausmacht, gerade mit schnittiger Aerodynamik, die Motoren ganz aus zu machen und ggf. Propeller ganz wegzuklappen. Das ist bei Turbinen ja kaum sinnvoll, da sie selbst im Leerlauf so viel verbrauchen. Und mit Kolbenmotoren kommt man nicht wirklich so hoch. Man könnte quasi fast bis zur Reserve auf Reiseflughöhe fliegen, dann hinuntergleiten und bräuchte nur noch minimal Energie für den intermediate Approach. Rekuperation halte ich da nicht für zielführend, aber supereffizientes Gleiten vielleicht so bei 20:1, das wäre schon toll und würde ordentlich Reichweite bringen.

20. Mai 2021: Von Len Schumann an Dominic L_________ Bewertung: +4.00 [4]

Hallo zusammen,

zum Thema Elektroflug kann ich noch ein paar Anmerkungen beisteuern:

Das Thema TMG ist eigentlich ein alter Hut - der e-Genius der Uni Stuttgart hatte ziemlich genau vor 10 Jahren seinen Erstflug. 400km echte Reichweite inkl. 30 min Reserve (~7kWh) bei ca 90kt Reisegeschwindigkeit mit Akkutechnik aus dem Jahr 2010 (nutzbar ca.42kWh, 49kWh inkl Reserve, 175wh/kg). Gemessener bester Verbrauch (Entnommene Akkuenergie) ~9,5 kWh/100 km bei o.g. Geschwindigkeit. Bei ~20 kW Leistungseinstellung (auch entnommene Akkuleistung) Reisegeschwindigkeit 105kt. Max. Reisegeschwindigkeit bei max. Dauerleistung (Prototypenmotor~32kW je nach Außentemperatur) ~120kt. Jeweils erreichbare Endurance 42kWh/Leistungeinstellung (solange Start/Steigflug nicht furchtbar viel extra gebraucht hat).

Energetisch ist der Flug auf Höhe 0m in der Theorie tatsächlich der optimale, wenn es um die absolut längste mögliche Strecke geht. Wenn die Geschwindigkeit eine Rolle spielt wird es dann höher etwas besser. Die Höhenenergie bekommt man relativ gut wieder zurück (als zusätzlliche Reichweite) aber natürlich nicht zu 100%. Vom Fliegerischen ist das eine Umstellung: 2015 wurde der eG vom Flugplatz Hahnweide nach Calcinate del pesce (Platzhöhe 250m MSL) etwas nördlich von Mailand geflogen. Die Sicherheitsstrategie (das ein Antriebsausfall jederzeit passieren könnte) sah vor, den Alpenhauptkamm in ca 4000m MSL zu überfliegen. Damit ergibt sich, dass bei ca. 2/3 der Strecke der Speicher zu 4/5 leer ist und die nötige Restenergie in der Flughöhe steckt. Im Fall von Calcinate del Pesce von Norden kommend ist das gar nicht voll nutzbar weil das Alpenprofil zum Schluss so stark abfällt, dass kurz vor dem Flugplatz nur Energie vernichten zum runterkommen hilft. Zurück war das dann von daher einfacher, man muss aber am Anfang auf kurzer Distanz hochkommen, was viel Energie frisst.

Eine Serien-e-TMG wäre mit jetziger Technik "problemlos" machbar. Energiebedarf ca -15% (Widerstandsoptimierung des Flugwerks auf den Batteriespeicher, Massenreduktion), Reichweite >600km (geringerer Energiebedarf und bessere heutige Zellen). Zuladung immer 200 kg, egal wie voll der "Tank" ist. Das Problem ist nur, dass den niemand kaufen mag, weil man für weniger Geld ein 2-sitzer bekommt der über 150kt Reise macht und das mehrere Stunden lang...

20. Mai 2021: Von Dominic L_________ an Len Schumann

Das ist ein interessantes Beispiel, wo Rekuperation doch ganz sinnvoll wäre. Klingt zwar auch riskant, aber man müsste seine Reserve vorzeitig aufbrauchen, um es sozusagen noch über den letzten Gipfel zu schaffen, und würde dann rekuperierend bremsend sich nach unten stürzen (dabei seine Reserve wieder auffüllen) und könnte dann den normalen Approach fliegen und auch den Missed Approach mit der zurückgewonnenen Energie.

Wenn man sein Reserve Fuel auch in Form von potenzieller Energie dabei haben dürfte, könnte das gehen. Ob ich mich so ganz wohl dabei fühle... tja... vielleicht probiert es erst einmal jemand anderes aus :)

20. Mai 2021: Von Len Schumann an Dominic L_________ Bewertung: +1.00 [1]

Das mit der Reserve ist eigentlich viel einfacher: Aktuelle Akkus mögen es nicht bis zur Entladeschlussspannung entladen zu werden und reagieren darauf mit einer deutlich erhöhten Degradation. Für die Lebensdauer und damit die Bertriebskosten des Akkus ist es daher förderlich die Reserve möglichst immer im Akku zu belassen und wirklich nur im Notfall zu nutzen. Die Potentielle Energie der Flughöhe ist mit einem aerodynamisch sauberen Flugzeug tatsächlich auch besser in Strecke als in (chemische)-Batterieenergie umzusetzen. Ich habe die Meßwerte nicht mehr im Kopf, aber ich glaube die Ausbeute (Höhe rekuperiert in Batterie) liegt bei ca 30%. Das kann mit einem optimiertem Propeller noch verbessert werden, der hat dann aber deutliche Nachteile im angetriebenen Flug. Beim Platzrunden "schruppen" kann die Rekuperation durchaus nützlich sein, da die Höhe sonst vernichtet wird. Außerdem könnte man, am Besten als Singel-Lever-Lösung, die Bremswirkung der Rekuperation als Landehilfe nutzen. Damit würden Störklappen überflüssig oder große LK-Ausschläge. Allerdings muss man dann auch vertrauen können, dass der Antrieb immer funktioniert...

20. Mai 2021: Von Sven Walter an Len Schumann

Eine Serien-e-TMG wäre mit jetziger Technik "problemlos" machbar. Energiebedarf ca -15% (Widerstandsoptimierung des Flugwerks auf den Batteriespeicher, Massenreduktion), Reichweite >600km (geringerer Energiebedarf und bessere heutige Zellen). Zuladung immer 200 kg, egal wie voll der "Tank" ist. Das Problem ist nur, dass den niemand kaufen mag, weil man für weniger Geld ein 2-sitzer bekommt der über 150kt Reise macht und das mehrere Stunden lang...

Super, und danke für das ganze Zahlenmaterial, hab ich damal sind er normalen Fliegerpresse nicht so gelesen.

Habt ihr mal Produktionskosten etc. durchkalkuliert am Lehrstuhl? Ist natürlich eh Manufaktur und Kleinserienfertigung, aber wenn man sich mal die real bestellten und prognostierzierten Stückzahlen bei Elixir anschaut, muss das keine Luftnummer sein. Oder auch die Produktionszahlen für Pipers Trainings-PA28, die ja deutlich teurer als die üblichen moderneren Zweisitzer ist.

An Nutzernachteilen in der Ausbildung sehe ich alleine die Seitenwindanfälligkeit. Aber wenn man Velis für den Grundlagenteil Air Work & Landen sieht, eGenius Kleinserie für den Überlandflug etc. klingt das durchaus tragfähig.

Und: Wie waren denn die realen Dezibelwerte? Ist ja je nach Platz äußerst entscheidungserheblich.

20. Mai 2021: Von Len Schumann an Sven Walter Bewertung: +1.00 [1]

Ja, es gab eine Messung siehe https://cafe.foundation/v2/gfc_2011_results.html ziemlich weit unten. Das war mit VollCFK-Blättern (an einer MTV1 Nabe von Mühlbauer) die auf einen arodynamischen Entwurf des Instituts für Aerodynamik und Gasdynamik der Uni Stuttgart zurückgehen. Später hat Mühlbauer noch einen eigenen Entwurf ins Rennen geschickt/gesponsort der in der Theorie zwar geringfügig weniger effizient ist, aber noch etwas leiser und ruhiger lief und ab da immer im Einsatz war. Noch später hat Mühlbauer einen tollen 3-Blat-Propeller auf Basis der MTV7 Nabe gesponsert, leider war dieser bis jetzt nie in der Luft.

Wer mehr Vermessungsdiagramme benötigt, findet diese frei zugänglich im www.

Produktionskosten wurden nicht kalkuliert, weil das an dieser Stelle mehr Kaffeesatz lesen gewesen wäre. Die große Frage ist: plant man für 5, 50 oder 500 Flugzeuge, da die Fixkosten für Engieering, Zulassung, Tooling, Serienanlauf und X auf diese Anzahl umgelegt werden muss. Rechnet man da mit 5-10 M€ sieht die Kleinserie schon sehr teuer aus. Gut, da kann man noch am Tooling sparen, aber richtig attraktiv wird das wahrschinlich nie. Das Flugzeug als fliegende Hülle würde wohl Herstellungskosten wie z.b. ein SHK Arcus oder eine Stemme S12 erzeugen. Dazu kommt der Antriebsstrang (Schätzung 20k€), der Speicher (Schätzung 500€/kWh), Ladetechnik (8k€) und die "Bordunterhaltung".


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