Ich hatte das bis jetzt nicht nachgerechnet, daher war das nur "aus der Hüft geschossen".

Folgende Überlegung: ein aerodynamisch hochwertiger (!!!, nix Scheibe Falke) Motorsegler kann, bei 100kt (CAS), mit einer Sinkgeschwindigkeit von -2m/s (ich habe einen realen Messwert genommen) angesetzt werden (ohne Propellereinfluss). Damit muss dem System Flugzeug mit 550 kg Masse pro Sekunde 10.791 Joule Energie zugeführt werden um die Höhe zu halten. Setzt man für einen Propellerwirkungsgrad (Verstellprop) 85% und für den Einbauwirkungsgrad auch 85% an benötigt das Flugzeug rund 15 kW oder 20,4 PS für den Reiseflug bei 100 kt. Der Heizwert von Benzin wird mit 8,5kwh/Liter angegeben, der spezifische Kraftstoffverbrauch von Ottomotoren im Bestpunkt mit 225g/kwh, der Rotax 916 (als moderner Luftfahrtmotor) mit 240g/kwh (ich habe nur kurz gesucht). Ergibt dann zusammen im Reiseflug (60PS Motor auf technischem Stand vom Rotax 916 angenommen) 3,6 kg/h oder 4,8l/h.

550kg für einen Motorsegler ist machbar (siehe Pipistrel Sinus, EZF wäre sinnvoll) und auch von der Zuladung ausreichend. 60 PS für einen 550kg TMG ist mehr als ausreichend (9,17 kg/PS, HK36-R: 9,625 kg/PS, SF25B: 12,33kg/PS, SF25C: 8,125kg/PS). Wobei anzumerken ist, dass der SF25C mit Limbachmotor die 80 PS aus Lärmgründen in D nicht erreicht.

Also die Physik spricht nicht grundsätzlich dagegen

Die Physik spricht auch nicht gegen das 3L-Auto (oder mittleweile eher: 2L-Auto)... Schaut mal, was die deutsche Automobilindustrie seit dem VW Lupo (der kam 1999 - im letzten Jahrtausend (!)) zuwege gebracht hat, und wo sie heute steht...

Könnte VW ja auch heute noch bauen. Haben halt beschlossen das bei größeren Autos mehr Umsatz zu holen ist.

Und genau das dürfte auch bei Flugzeugen in überproportionalem Maß stimmen. Ich denke nicht dass TBM, Pilatus - you name it - Absatzschwierigkeiten haben...

Ganz unironisch, vielen Dank für die Erläuterung warum man den Turbo nachlaufen lassen muss, ich hatte mich das immer gefragt (fliege selbst keinen Rotax). Erinnert mich an die alten Diaprojektoren, da musste man nach dem Abschalten des Lichtes auch noch die Kühlung laufen lassen.

Es ist schon schwer ein hochwertiges und gleichzeitig günstiges Flugzeug zu bauen. Andererseits - siehe UL-Branche - überleben auch viele nicht, wenn alle Anbieter in die gleiche Nische drängen.

Vielleicht wären angepasste Leasingkonzepte für ein solches Flugzeug was, um die Einstiegshürde zu senken.

KLasse Len! Das nenne ich mal kluge Rechnung.

Danke!

Ich habe über ein Motorseglerkonzept eine Dissertation geschrieben, von daher sollte noch ein bisschen Wissen über die Thematik vorhanden sein.

Folgende Überlegung: ein aerodynamisch hochwertiger (!!!, nix Scheibe Falke) Motorsegler kann, bei 100kt (CAS), mit einer Sinkgeschwindigkeit von -2m/s (ich habe einen realen Messwert genommen) angesetzt werden

Welcher Motorsegler mit einem MTOW von 550 kg kann das realisieren? Woher kommt der genannte reale Messwert?

2 m/s Sinken bei 100 kn <=> 185,2 km/h <=> 51,4 m/s hieße ein Gleitzahl von 25,7!

Das als Beispiel angeführte Flugzeug (Pipistrel Sinus) bekommt das nicht hin. Die angegebene beste Gleitzahl ist zwar 27, allerdings bei 95 km/h, also bei gerade mal 51 Knoten! Es ist wichtig den Einfluss der Geschwindigkeit nicht aus den Augen zu verlieren. Flieget eine Sinus 100 Knoten, geht die Gleitzahl auch sehr stark runter auf etwa 13. Die Sinkrate liegt dann bei -4 m/s, und nicht wie angenommen bei 2 m/s (Siehe Sinkpolare im POH). Damit lege auch der Leistungsbedarf etwa beim doppelten Wert. Somit erhält man unter Beibehaltung der zuvor getroffenen Annahmen bezüglich spez. Treibstoffverbrauch und Wirkungsgrade keine 4,8l/h sondern knapp 10 l/h. Was auch eher der Realität entspricht.

Will man ein Flugzeug bauen, welches in der Lage ist bei 100 Knoten mit nur 2 m/s zu sinken, müssen zumindest Einziehfahrwerk und eine sehr große Streckung vorhanden sein. Das führt unweigerlich zum deutlich höherem Gewicht. Somit liegt MTOW eher bei 800-900 kg (siehe Stemme S12, e-Genius).

Ist Deine Arbeit öffentlich verfügbar? Würde mich sehr interessieren.

https://elib.uni-stuttgart.de/bitstream/11682/9767/3/Diss_Len_Schumann.pdf

"Könnte VW ja auch heute noch bauen. Haben halt beschlossen das bei größeren Autos mehr Umsatz zu holen ist."

Würde VW auch heute noch bauen. Wenn es denn genügend Kunden dafür geben würde. Die Verkaufszahlen seinerzeit haben für sich gesprochen. Schlussfolgerung: Diese ganzen Klimarettungshelden predigen Wasser und trinken selber Wein.

Auch wenn ich mich auf sehr, sehr, dünnes Eis begebe: es wirkt so, als würdest Du die im jeweiligen Gebiet optimalen Leistungen kombinieren und sagen: "geht doch!"
- 2m/s bei 100kts als realer Meßwert ... stimmt, geht, ...bei der ASH 25. Beim DuoDiscus musst Du das Gewicht schon auf 700kg MTOW erhöhen. Alle anderen Segelflugzeuge? ... Motorsegler brauchen dazu Kühlluftöffnungen, ungünstigere Cowling, langbeiniges Fahrwerk.... Du brauchst einen Verstellprop, um einen Benzinmotor bei 100kts im Bestpunkt bei ca 30% seiner max Leistung und 35-40% seiner Nenndrehzahl betreiben zu können. Was das alles kostet, siehst Du an der Stemme.

Aber man muß ja gar nicht alle Zielparameter gleichzeitig optimieren. Wäre doch spannend: mit welchen Parametern wäre ein Charterpreis von z.B. 60-70€ wirtschaftlich und nachhaltig zB durch einen Verein zu realisieren? Bei 100, 400 Std/a?
Ich wette, es käme etwas wie C42, Aeroprakt A22, Scheibe Falke heraus, im Gemeinschaftshangar. Wenn Du aktuell irgendwo noch einen Charterpreis im Verein von 90€ findest, ist das in D ein Falke, in F eine Jodel oder Emeraude...

Wg Deiner Diss: geht mir jedesmal das Herz auf, wenn ich LaTeX sehe. Damit habe ich '88-'91 meine geschrieben, dann noch einen anatomischen Atlas, aber irgendwann hat mich zu sehr gestört, daß die Zweitverwertung der fertigen Texte so umständlich ist. Hach, die Jugend ...

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 https://de.wikipedia.org/wiki/Pipistrel_Sinus. Hier sieht man auch, dass man ein 15m Flugzeug mit ca 300kg Leermasse problemlos in Serie bauen kann. EZF bringt ein paar Kilo mehr, mit einem kleineren Motor könnte man wieder was sparen. Vertellprop in der Klasse ist je nach Hersteller kein Massetreiber mehr.

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, da die genannten Beispiele andere Zielsetzungen hatten.

Die Stemme S10 ist ein (der einzige) echte Zwitter: Sehr gutes Segelflugzeug (Gleitzahl ~50) und gutes Motorflugzeug, mit einer stärkeren Betonung des Segelflugs. Das Mittelmotorkonzept mit entsprechenden Verbindungen (CFK Cockpit, Stahlrohrmittelrumpf, CFK Leitwerk) führt zu einem relativ schweren Rumpf und der sehr hoch gestreckte Flügel muss dem entsprechend seeehr massiv gebaut werden. Aber eben deswegen auch nach wie vor Weltrerkodhalter für den längsten Segelflug.

Der e-Genius wurde so gebaut, dass 300kg "Energiesystem" im Rumpf unterzubringen sind, d.h. der ist von vorne herein auf das Maximum, was die CS22 hergibt, ausgelegt.

Ein Baustein die Sinkgeschwindigkeit bei höheren Geschwindigkeiten nicht allzustark ansteigen zu lassen ist eine für TMG relativ hohe Flächenbelastung (Sinus 38,5 kg/m²), um eine Mindestgeschwindigkeit von 80km/h mit einem einfachen Klappensystem noch zu erreichen kann man bis ca 70kg/m² hochgehen.

Was ich bei den 2m/s tatsächlich vergessen habe, ist der zusätzliche Kühlwiderstand für den Motor. Das wird den Wert ca. 10-20% verschelchtern.

Wenn es um Geamtpreisoptimierung geht , dann ist die "alte Schüssel" -leider- immer dem neuen Flugzeug überlegen, da keine Abschreibungskosten mehr anfallen und auch Versicherung bei 15k€ Zeitwert nicht groß zu Buche schlägt.

Deswegen gibt es ja auch so einen neuen Motorssegler nicht: wer günstig fliegen will nimmt alt und fliegt ein paar kt langsamer, wer schnell fliegen will nimmt UL oder darüber.

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/