Ich habe ja extra - hochwertige Aerodynamik - gemeint sonst ist das nicht machbar. Elektra Trainer wird da hinkommen, Stemme S6, oder stellt euch eine Risen mit 5m mehr Spannweite, schlankem Flügel und 1,5m längerer Rumpf vor. Auch der Sinus ist davon trotz Festfahrwerk nicht weit entfernt

Die Frage lautete doch, welches vorhandene 550 kg Flugzeug sinkt beim Gleitflug mit 100 kn mit 2m/s. Wenn man eine Verdopplung des Werts als nicht „weit entfernt“ von der Zielvorgabe definiert, dann kann man der Aussage bezüglich der Sinus zustimmen. Eine hypothetische Risen mit 5m mehr Spannweite könnte sich unter Umständen an die 5 l/h bei 100 kt nähern. Aber zwischen theoretischer Betrachtung und praktischer/bezahlbarer Umsetzbarkeit liegen leider oft Welten. Sobald ich real gemessene 5 l/h bei 100 Knoten und zwei Personen im Cockpit sehe, werde ich mich als erster Reisig freuen! Dass es Theoretisch realisierbar ist, wenn Geld kein Faktor ist, ist mir schon bewusst.

Die Annahme mit (sehr) großer Streckung ist grundsätzlich richtig, wobei ich das "sehr" schon iin Klammern sehe, da Aufwand- Nutzen schnell negativ werden. Die Schlussfolgerung, dass das automatisch zu einem großem, schweren Flugzeug führt ist allerdings nicht richtig…

Eine Erhöhung der Flügelstreckung ist grundsätzlich mit einer Erhöhung der Masse verbunden, wenn alle sonstigen Parameter (Flügelfläche, rel. Profildicke, Verwendete Materialien etc.) gleichbleiben. In erster Linie nimmt die Holmmasse aufgrund von zwei Effekten signifikant zu.

Erstens: Die Höhere Spannweite führt zu einem höheren Wurzelbiegemoment bei gleichem Gesamtauftrieb. Daher muss der Holm für ein höheres Biegemoment dimensioniert werden. Als Folge mehr Material und somit höhere Masse. Das ist jedoch noch das kleinere Übel.

Zweitens: Eine höhere Streckung führt es zu einer kleineren Profiltiefe und damit auch zu einer kleineren Profildicke. Der Flügelholm muss aber in die Tragfläche passen, also wird der Gurtabstand des Holms kleiner. Der Gurtabstand wirkt sich jedoch mit dreier Potenz auf das axiale Widerstandsmoment aus. Damit braucht ein Holm bei einer Halbierung der Profildicke das Achtfache an Material in den Gurten, wenn das Biegemoment gleichbleibt. Tut es aber nicht (Siehe Erstens). Im Ergebnis also noch deutlich mehr Material und somit signifikant höhere Masse. Leider lässt sich daran nicht rütteln.

Daher kann ich auch der Aussage „Aufwand- Nutzen können schnell negativ werden“ uneingeschränkt zustimmen. Ab einer bestimmten Streckung wäre ein auseichend steifer Flügel einfach nicht mehr umsetzbar, obwohl es der Aerodynamik weiterhin zugutekäme.

Abhilfe kann unter Umständen eine abgestrebte Tragfläche bieten, zumindest ist das die Idee hinter den ganzen „Truss-Braced Wing“ Projekten.

https://de.wikipedia.org/wiki/Boeing_Truss-Braced_Wing

Ich habe mich vielleicht unklar ausgedrückt, aber einen existierenden Entwurf ist mir unbekannt. Es war eher eine Idee, in welcher Nische ein moderner TMG im Vergleich zu UL/LSA überleben könnte. Und das was ein TMG physikalisch besser kann als jedes andere Flugzeug ist, mit wenig Antriebsleistung verhältnismäßig viel Masse und diese verhältnismäßig schnell zu transportieren.

Der Sinus (als Gedankenmodell) mit Einziefahrwerk und angepasstem Flügel, kleinerem Motor und optimierter Cowling würde schon in die Richtung gehen, wobei man bei dem noch sehr aufrecht sitzt, was den Rumpf zusammen mit dem Schulterdeckerkonzept einen größeren Querschnitt als nötig verleiht.

Zahlen würde das wahrscheinlich niemand wollen, weil das nicht unter 150k€ zu produzieren wäre. In kleinstserie eher nochmal 100k€ mehr. Nehmen wir zum Spaß an es würde sich lohnen 500 Einheiten am Stück zu bauen und könnte die dann für einen Endpreis von 180k€ an den Kunden bringen. Dann könnte man durchaus mit 30-40€ Abschreibung pro Flugstunde leben.

Eine möglichst hohe Streckung ist bei solch einem Konzept gar nicht ertrebenswert, da man mit den Randbedingungen (Mindestgeschwindigkeit) das beste Gleitverhältnis nicht in Bereich von 100kt bekommt. D.h. es lohnt sich nicht nur auf den induzierten Widerstand zu schauen und es ist sinnvoll einen Kompromis zwischen Masse und Widerstand und vor allem der bespühlten Oberfläche zu wählen. Manchmal ist es dann auch zielführender ein Profil mit größerer relativer Dicke zu wählen.

Wenn man mal 13 m Spannweite und 8,5m² Flügelfläche als ersten Startwert nimmt, kommt eine Streckung von knapp 20 raus, was dann von der Flügelmasse recht moderat werden sollte, wenn man ein Profil mit ca. 15% relativer Dicke annimmt.

Ich habe ein paar Stunden in der Dissertation geschmökert. Es lohnt sich, nicht für Fußgänger, aber für alle Segelflieger - und für technisch interessierte Motorflieger. Da steckt eine Riesenfülle von Details drin, über die man gerne mehr wissen darf. Eine Frage ist aber noch offen: Der Genius soll ja ein TMG sein - wie kurbelt er, bei 65 kg Flächenbelastung?

Das Machwerk ist jetzt sicher kein Musterbeispiel dafür, wie eine wissenschaftlich exzellente Diss aussehen sollte!

Der eG wird mit der CS22 (Segelflugzeuge und Motorsegeler) als Basis betrieben (hat ja keine Zulassung sondern fliegt immer mit PTF), daher ist es ein waschechter TMG. Gibt auch von der praktischen Seite Sinn, weil vor allem Sinkflug, Landeanflug und die Landung sehr segelfluglike sind, da der Propeller nicht läuft (gibt es ja keinen Grund für) und man mit den Störklappen die Sinkgeschwindigkeit reguliert. Da ist es nicht schlecht, wenn der Pilot damit kein Problem hat.

Die "kurbeleigenschaften" sind überschaubar, da das Flugzeug für das geradeaus Rennen ausgelegt und "eng rum" schon allein wegen der hohen Geschwindigkeit bei der das geringste Sinken liegt anstrengend ist, und das Flugzeug im engen Kurvenflug ziemlich schlecht wird. Hat man bei Messflügen mit der DLR DG300/17 gut gesehen, über 150 km/h war der eG besser sobald es um eine 180° Wende ging die DG 30m höher.

https://www.youtube.com/watch?v=p2_MAHrQZSo

BTW für die es interessiert: 12 Jahre nach dem die Schleppkupplung vorne im Flugzeug verwendet wurde, kam sie auch im Heck zur Anwendung:

https://www.ifb.uni-stuttgart.de/institut/aktuelles/news/e-Genius-sets-record-for-heaviest-electrically-towed-sailplane/