Flugtaxi: Die geheimnisvolle fliegende Zigarre hebt ab

[cosy]

Hiermit möchte ich unter Insidern eine Diskussion lostreten um dieses bestimmt innovative Konzept mit einem deutschen V12- Turbodiesel, um die Overall-Performance von Light-Jets zu schlagen:

https://www.ottoaviation.com/celera-500l

 

[Urs Wildermuth]

Was positiv auffällt bei dem Projekt ist, dass es fast komplett unter Verschluss gehalten wurde, bis zum Erstflug des Prototypen.

 

Der ganze Rest hingegen tönt genau so fantastisch und unrealistisch wie die meisten neuen Projekte. Neuer Motor, neuer Flieger, Flughöhen in denen ein Druckabfall tödlich ist, e.t.c. Und das Ganze noch mit einem Kolbenmotor. Ich würde keinen Cent auf sowas verwetten.

[FalconJockey]

Das fliegende Zäpfchen

[fixusc]

Danke für den Hinweis auf den Erstflug! Habe das Projekt schon länger ab und zu mal angeschaut, den Erstflug habe ich aber glatt verpasst. Finde ich ein interessantes Konzept, hat aber bestimmt seine Herausforderungen. Sollte es sich als ein "so billig wie möglich, egal wie gefährlich" Projekt herausstellen, dann revidiere ich dann gerne meine Meingung :)

 

LG Felix

[MarkusP210]

Bahnbrechende Ideen gab es in der Vergangenheit viele, wenige haben es in die Luft und einzelne zur Serienreife geschafft. Aber so ist das nun mal, ohne diese Mechanismen würden wir noch heute in Karren mit Steinrädern rumrollen. Tönen tuts (wie immer) überzeugend, geflogen ist es auch schon (wir wissen allerdings nicht wie gut); die Tatsache dass das Permit to fly offenbar nur Wüstenflugplätze umschloss lässt darauf schliessen dass die FAA erst mal zusehen und beurteilen will.

 

Wollte man sich mit Kolbenschüttlern nicht in gefährliche Höhen wagen wären Malibu, alle Cessna - und Beech-Twins und alles was sonst noch Druckkabine hat zu verbieten.

 

P.S: Alle schreien immer nach modernen Motoren für die Luftfahrt, der RED A03 ist das auf jeden Fall und mit der Redundanz beider Zylinderbanken ist das Konzept und auch die Leistungsausbeute nicht utopisch. Die Frage stellt sich (wie übrigens immer) nach dem Getriebe und dessen Dauerhaftigkeit vs. Gewicht.

 

Bearbeitet 15. September 2020 von MarkusP210

[cosy]

Hab dies aufgeschnappt: "..It can glide 125 miles from 30,000 feet, but can it deliver on these promises?.."

Dies beudet, dass er einen Gleitwinkel von 1:20 haben wird (zumindest auf dem Prospekt). Ist ja auch ein Flügel sowie ein Rumpf mit laminar flow Profil (Rumpf zumindest bis zur grössten Dicke).

 

Das Triebwerk ist ein Voll-Alu-V12-Zylinder (80°) Diesel (Jet A1) von RED Aircraft GmbH*, rated 500..600 PS: https://red-aircraft.com/

Sie entwickeln auch eine eigene Steuerungselektronik dazu. Es soll sowohl FAA als auch EASA - zertifiziert werden.

Bei gleicher Leistung und Flughöhe soll es nur 50% des Verbrauchs kleiner Turbofan - Triebwerke verbrauchen.

 

Laut Firmenmitteilung wird dieses Triebwerk auch eingesetzt (werden) in:

- Pro Avia light Twin (9..14 Pax, zertifiziert)

- YAK 152 Trainer, bisher mit einem alten 9-Zyl. Sternmotor mit 355 PS, dem VOKBM M14 (auch im YAK-18T eingebaut).

 

Bruno

 

* Raikhlin Aircraft Engine Developments GmbH , Adenau D

Seitenansicht A03

Bearbeitet 15. September 2020 von cosy

[MarkusP210]

Motor aus deutschem Engineering und Produktion, das wär mal ein guter Anfang für die erforderliche Zuverlässigkeit, bin gespannt wie's weitergeht.

 

[Varga]

Mit besonderer Aerodynamik und sparsamem Antrieb will das US-Unternehmen Otto Aviation den Luftraum auf der Kurzstrecke erobern

https://www.derstandard.at/story/2000120422866/flugtaxi-die-geheimnisvolle-fliegende-zigarre-hebt-ab
 

Gruss

Werner

[simones]

„Die Betriebskosten pro Stunde sollen umgerechnet 275 Euro betragen.“

 

Für was? Wenn die nur den Sprit meinen, könnte es hinkommen ......

 

lg Micha

[FalconJockey]

Was ist das? Ein 12 Zylinder Diesel. Braucht wieviel? 100 bis 150 Liter pro Stunde? Ein Liter Jet A1 kostet um die 50 Cent.

[fixusc]

Ebenfalls ein neues Konzept für effizienteres Fliegen ist die X-57 Maxwell von der NASA. Leider gab es dazu lange kaum Informationen. Nun habe ich aber diese Präsentation gefunden, wo auf viele spannene Details eingegangen wird:

https://www.youtube.com/watch?v=bEH9BTKei7Y&feature=youtu.be

Geht ca. 1 Stunde, aber der Beitrag ist echt interessant.

[kruser]

Am 11.9.2020 um 01:23 schrieb FalconJockey:

Das fliegende Zäpfchen

 

vielmehr "Zapfen"  .. .

 

salute

jens

 

[cosy]

Red Air schreibt hier: (vermutl. Landmeilen, also knapp 400 kts. Das ist fast nicht zu glauben. Zum Vergleich: die wesentlich schlankere PC-12 NGX hat 1200 PS und fliegt 1800 NM weit , oder knapp unter 300 kts TAS schnell.)

 

Wei soll diese Zigarre bei dem wirksamen Querschnitt und bei der riesigen benetzten Fläche mit nur 40% des Powers der PC-12 dies schaffen?

 

"

Otto Aviation claims that the Celera 500L can cruise at more than 460 miles per hour, achieves a 4,500 nautical mile range, and has an operating cost of just $328 per hour. This aircraft will make it possible to connect all perceivable city pairings in the United States, owing to its fantastic range. According to the maker, the craft’s laminar flow design is the key factor behind its impressive coverage and fuel consumption. The Celera’s extremely low coefficient of drag combined with its lightweight composite structure enable it to operate on much less horsepower than equivalently sized jets or turboprops.

Another key attribute of Otto Aviation’s Celera 500L private aircraft is its liquid-cooled V12 twin six-cylinder German-built RED A03 engine. This rear-mounted engine is certified to operate using both biodiesel as well as Jet A1.

Mentioned below are some of the factors that influenced Otto Aviation to choose RED Aircraft GmbH’s RED A03 engine for the Celera 500L.

• Liquid cooled V12, twin 6-cylinder bank, capable of independent operation with mutually independent critical engine sub-systems for each bank
• Type certification approval granted via EASA (TC.E.150) and FAA (E00092EN)
• Certified to operate on readily available Jet A1 and biodiesel
• Capable of 550+ takeoff horsepower and best-in-class fuel efficiency
• Controlled via fully redundant electronic engine control unit with single power control lever reducing pilot workload
• Lightweight, all-aluminum design

Otto Aviation CTO David Bogue

“We evaluated several engine options for the Celera 500L. The RED engine outperformed each one with exceptional efficiency through higher altitudes. We’re delighted to partner with RED on this aircraft using their certified engine.” 

Bearbeitet 4. Mai 2021 von cosy

[cosy]

Hab das kurz überschlagen:

Unter der Annahme, dass sie 400 kts TAS erreichen wollen, müsste der Propeller, um nicht im Grenzbereich des Mach-Effekts zu gelangen ( bei M0.8+ wird die Aerodynamik des Props nahezu zusammenbrechen) RIESIG sein, schlicht nicht machbar. Da scheint was faul zu sein.

 

Kann jemand eine perfekte Form mit extrem tiefem cw und in Etwa diesen Abmessungen mal durchrechnen betr. Leistungsbedarf bei 400 kts? da werden 500 PS nie reichen (der Prop macht ja dann noch einen grossen Verlust)?

[Dierk]

Die Schallgeschwindigkeit hängt von der Flughöhe ab. 

Wenn man mal FL240 nimmt, dann wäre 0.8 Mach = 0.8 * 604 kts = 483 kts

 

Wenn das die Grenze für die Propellerspitze ist dann darf bei 2800 U/m der Propellerkreis einen Durchmesser von 74 Zoll = 1.88 m haben. 

 

https://warpdriveprops.com/propspd2.html

 

Der Propellerpitch bei 0.75 der Blattlänge wäre dann 195 Zoll für eine Umdrehung, bei einer hoher aerodynamischer Effizienz des Fliegers von 0.9

 

Der Blattwinkel des Verstellpropeller müsste etwa 48 Grad betragen. Der bekommt dann den relativen Wind ab. 

 

Um die Leistung rechnen zu können fehlen Daten wie cW-Wert, Stirnfläche, Flügelprofil, Flügelfläche usw. 

 

Ich weiss auch nicht, ob ein Blattwinkel von 48 Grad bei 400 kts effizient Schub liefern kann. 

 

es wäre aber nicht das schnellste SEP :

 

https://vintageaviationecho.com/voodoo-speed-record/

 

Edit: diese Grafik (Figure 1) sagt, dass ein Blattwinkel von 45-50 Grad grundsätzlich keinen Effizienzverlust bedeuten muss. 

 

Bearbeitet 4. Mai 2021 von Dierk
link

[FalconJockey]

vor 5 Stunden schrieb Dierk:

Die Schallgeschwindigkeit hängt von der Flughöhe ab.

Die Schallgeschwindigkeit hängt einzig und alleine von der Temperatur ab: http://walter.bislins.ch/blog/index.asp?page=Fluggeschwindigkeiten%2C+IAS%2C+TAS%2C+EAS%2C+CAS%2C+Mach

[Dierk]

vor 27 Minuten schrieb FalconJockey:

Die Schallgeschwindigkeit hängt einzig und alleine von der Temperatur ab: http://walter.bislins.ch/blog/index.asp?page=Fluggeschwindigkeiten%2C+IAS%2C+TAS%2C+EAS%2C+CAS%2C+Mach

 

Naja, du hast schon recht.

 

Physikalisch gesehen ist der Einfluss von Dichte klein. Weil aber die Standardatmosphäre einen Temperaturgradienten aufweist, ändert sich die Schallgeschwindigkeit im allgemeinen Fall der Standardatmosphäre eben auch mit der Flughöhe. Das mag vereinfachend sein. Das Beispiel ging von der Standardatmosphäre aus. Statt FL240 hätte ich auch "bei Temperatur - xxx" schreiben kö nnen, das wäre aber nicht unbedingt klarer gewesen. 

 

 

[FalconJockey]

vor 23 Minuten schrieb Dierk:

Statt FL240 hätte ich auch "bei Temperatur - xxx" schreiben können, das wäre aber nicht unbedingt klarer gewesen.

Doch, schon. Weil es die korrekte Angabe ist, denn die Temperaturschwankungen liegen regelmäßig im Bereich ISA+/-15 Grad, das macht schon etwas aus.

[cosy]

Danke-

Noch zur Frage, wieviel Leistung die Zigarre benötigt, um diese Geschwindigkeit auf FL240 oder so zu erreichen. Dabei muss auch der Prop-wirkungsgrad berücksichtigt werden. Man könnte dazu das Eta (die Effizienz) der TBM 900-er nehmen, denn die haben ihre Antriebs-Aerodynamik auf Speed getrimmt.

 

Hier ist ein Rechner-li für die TBM, die sagen sie sei 348 kts schnell @ FL280 ISA und 6300 lbs.

Das P&W PT6A-66D macht 850 HP im T/O, die Maschine hat 8.7 lbs pro PS.

 

cosy

 

[Lubeja]

Am 4.5.2021 um 16:02 schrieb cosy:

Wei soll diese Zigarre bei dem wirksamen Querschnitt und bei der riesigen benetzten Fläche mit nur 40% des Powers der PC-12 dies schaffen?

Mit, dank weitgehender Laminarströmung um das ganze Flugzeug herum, gegen 60% weniger Luftwiderstand, wie Otto Aviation angibt? Ernsthaft, darüber haben ich mir auch schon Gedanken gemacht. Drei davon:

• Rümpfe konventioneller Flugzeuge sind im beladenen Zustand dicht bepackt und damit relativ schwer, im Sinne des spezifischen Gewichts. Dies macht Sinn, wenn der Rumpf möglichst wenig aerodynamische Interaktion haben soll. Hier haben wir es aber mit einen "Lifting Body" zu tun, der einen nicht kleinen Teil des Auftriebs liefern soll. Meine Überlegung: bei einem Lifting Body ist ein hohes spezifisches Gewicht des Rumpfes kontraproduktiv und gleichbedeutend mit hoher Flächenbelastung. Für gute aerodynamische Leistungen wäre aber eine kleine Flächenbelastung zu präferieren. Ergo: man baut einen grossen Rumpf mit viel Volumen und auch in beladenem Zustand geringer Dichte.
• Zwar hat man einen grossen Rumpf, aber der im Vergleich zu normalen Flugzeugen massiv kleinere Flügel spart auch wieder einiges an wetted area ein. Zudem vermeidet diese Konstruktion die Nachteile eines Nurflüglers, wie zum Beispiel dessen oft übersehene Diskrepanz zwischen hoher Flügelstreckung und gescheiter Einhaltung der Flächenregel (ja, die ist im transsonischen Bereich von besonderer Wichtigkeit, aber auch darunter schadet es nicht, sich ihrer zu bedienen).
• Die Form der Maschine kommt einer Haackschen Ogive im Längen-/Breitenverhältnis von 4:1 (was man grob als aerodynamische Idealform annehemen kann) recht nahe. Das gilt zwar mehrheitlich für den Überschallbereich, trotzdem ist die Ogive einer geraden Röhre gegenüber auch im Unterschallbereich deutlich im Vorteil, weil sich die Luftströmungen über die ganze Länge des Körpers kontinuierlich aber dafür langsam ändern, anstelle mehrerer fluktuierender Bereiche aufzuweisen, wie das bei einer konventionellen "Konus-Röhre-Konus"-Konstruktion der Fall ist.

[fixusc]

vor 13 Minuten schrieb Lubeja:

Meine Überlegung: bei einem Lifting Body ist ein hohes spezifisches Gewicht des Rumpfes kontraproduktiv und gleichbedeutend mit hoher Flächenbelastung. Für gute aerodynamische Leistungen wäre aber eine kleine Flächenbelastung zu präferieren.

Nur wenn du damit thermiksegeln willst. Je höher die Flächenbelastung, desto weniger stark nimmt der Widerstand mit der Geschwindigkeit zu, weshalb selbst bei den Segelflugzeugen heute meist schwerer=besser ist, ausser bei schwachen Bedingungen. Bei der geplanten Geschwindigkeit ist jeder zusätzliche Auftrieb schädlich, da er auch Widerstand bringt. Deshalb hat der Flieger auch so schmale Flächen. Aber vielleicht hilft der Rumpf im langsamen Geschwindigkeitsbereich mit hohem Anstellwinkel etwas, die Stallgeschwindigkeit zu senken, denn das Ding wird wie ein Geschoss landen...

[cosy]

45 minutes ago, Lubeja said:

Die Form der Maschine kommt einer Haackschen Ogive im Längen-/Breitenverhältnis von 4:1 (was man grob als aerodynamische Idealform annehemen kann) recht nahe.

Deine Ausführungen sind wirklich interessant. Ja, - wie schon Dassault Marcel (u.a.?) sagte, was ästetisch aussieht (schön) muss auch gut fliegen.

Trotzdem- wenn ich mich recht erinnere, soll die Zigarre so gebaut werden, dass sie echte Stehöhe im Mittelgang hat für moderne Menschen. Das bedeutet, dass sie innen mind. 190 cm hoch sein muss, macht über 2m Durchmesser. Damit das Ding einen tragenden Rumpf hat, muss der Querschnitt ja mindestens so breit wie hoch sein, damit wird aber die benetzte Fläche (hab's nicht gerechnet) bestimmt viel grösser als ein vergleichbarer klassischer Aufbau.

 

Noch was zur Prop-Steigung:

- Bei stehender Maschine ergibt sich aus der Blattsteigung direkt der Anstellwinkel. Bei fliegendem Flugzeug addiert sich jedoch der resultierende Vektor aus Fluggeschwindigkeit und Umfangsgeschwindigkeit hinzu (Vektordreieck)- respektive der aus dem Vektordreieck resultierende Winkel muss zum Blattwinkel hinzuaddiert werden.

Das gibt dann- im Flug- etwa das:

(Wer den Unterschied zwischen den Hebeln für Constant -Speed und Pitch-Hebel wirklich verstanden hat, sieht auch hier durch)

 

Optimaler Wirkungsgrad

Eine schöne Übersicht zur Berechnungsgrundlage liefert dieser Aufsatz hier!:

Das Effizienzratio J=(V/(N*D)) [N: s^-1, V: m/s, D : m] ergibt im Maximum den bestenWirkungsgrad (einfach in Excel aufplotten)

 

cosy

[Lubeja]

vor 7 Stunden schrieb fixusc:

Nur wenn du damit thermiksegeln willst. Je höher die Flächenbelastung, desto weniger stark nimmt der Widerstand mit der Geschwindigkeit zu, weshalb selbst bei den Segelflugzeugen heute meist schwerer=besser ist, ausser bei schwachen Bedingungen. Bei der geplanten Geschwindigkeit ist jeder zusätzliche Auftrieb schädlich, da er auch Widerstand bringt. Deshalb hat der Flieger auch so schmale Flächen. Aber vielleicht hilft der Rumpf im langsamen Geschwindigkeitsbereich mit hohem Anstellwinkel etwas, die Stallgeschwindigkeit zu senken, denn das Ding wird wie ein Geschoss landen...

Nicht von der Hand zu weisen - wenn man ein konventionelles Flugzeug im Sinn hat. Meine Vermutung geht hier aber eben genau in die Gegenrichtung: der Rumpf produziert im Cruise den Löwenanteil am Auftrieb (dessen Flächenbelastung wird immer noch deutlich grösser sein, als bei einem Segelflugzeug), dort, wo lifting bodies erst richtig funktionieren. Während der Anstellwinkel des Flügels im Reiseflug gegen null tendiert und dieser nur bei Start und Landung wirklich arbeitet. Weil er aber so dünn und klein ist (extrem kleiner Querschnitt), "stört" er im Reiseflug weniger, als ein nicht tragender Rumpf.

 

Wie gesagt, ich kenne die Maschine auch nicht näher. Alles was ich hier von mir gebe, sind Denkansätze auf dem Weg, das Geheimnis der Mühle zu entschlüsseln.

[Hotas]

Die Prototypenerprobung wurde im November erfolgreich abgeschlossen, mit erfolgreich ist die Erfüllung der "operative performance goals" gemeint. Also zumindest technisch gesehen scheint diese Maschine tatsächlich nicht zu viel versprochen zu haben. Momentan sei die Zertifizierung im Gange, und Auslieferungen sind ab 2025 geplant. Dann wird sich auch zeigen, ob die Betriebskosten über alles tatsächlich im Bereich der angekündigten 328$ liegen.

Ich bin gespannt, und zugegeben ist mir dieser Ansatz von Otto Aviation einiges sympathischer als z.B. jener von Boom Supersonic.

 

 

 

[Dierk]

Zitat

the long and skinny wings are to provide maximum lift and minimum drag due to which it has reached an impressive glide ratio of 22 to 1 allowing Pilots to switch off the engine altogether and glide unpowered for up to 125 miles which the company says is roughly three times better than the typical aircraft

 

 

nun ja dann müsste man den Prop auch voll feathern können