Elektroflugzeuge // Entwicklung // Neuigkeiten // Möglichkeiten // Solarstrom

[moni_]

Hallo alle, die sich für die Entwicklungen bei Elektroflugzeugen interessieren

 

Mir persönlich geht es um Kleinflugzeuge, bin selber Flugschülerin. Wobei ich im Laufe des letzten Jahres zum Punkt kam, dass SPL zu zeitaufwendig für mich ist, der neuste Plan ist deswegen LAPL (da PPL für mich keine notwendigen Vorteile bietet). Wobei mich das Thema breiter interessiert, also auch Entwicklungen, die nicht nur Kleinflugzeuge betreffen.

 

Ich möchte nur fliegen weil es schön ist. Mir geht es weder um Adrenalin noch lange Strecken, ich möchte auch nicht x Stunden am Stück fliegen. Ich bin glücklich, wenn ich die Landschaft von oben anschauen kann. Da die Schweiz landschaftlich einiges zu bieten hat, reicht mir das eigentlich schon. Aber ich finde es schon reizvoll, auch anderswo zu fliegen, und natürlich wäre es auch schön da hin zu fliegen. Also insofern doch Strecke fliegen.

 

Interessant finde ich auch die Herstellung von Solarstrom auf dem Flugplatz. Noch gibt es meines Wissens keine autarke Flugschulung, also dass man den Strom für den Betrieb der Flugschulung selber produziert, auf dem Flugplatz/Hangardach.

 

Dieses Thema gibt es hier noch nicht, darum versuche ich es mal und eröffne es, vielleicht stösst es ja auf Interesse. Das Thema soll nicht so eng gefasst sein, also bringt gerne eure eigenen Aspekte ein, News, Bedenken, Visionen. Ich hoffe auf ermutigende Informationen, die man hier zusammentragen kann, und das Interessierte inspiriert. Ausserdem denke ich, gibt es hier im Forum auch technische Experten. Wer weiss, vielleicht ergibt sich auch eine Vernetzung.

 

Mal gucken

 

Gruss

Monika

[Dierk]

 

Zitat

Zusammenfassung eines Vortrags, bei dem es um die Entwicklung und Einführung neuer Technologien im Bereich Brennstoffzellen und Elektrifizierung in der Luftfahrt geht, d.h. um das Thema "Vorbereitung von Flugzeugen auf Wasserstoff". Die Sprecher des Panels haben umfangreiche Erfahrung im Bereich der Elektromobilität in der Luftfahrt und diskutieren, wie man Flugzeuge für Wasserstoff vorbereiten kann.

 

Der Moderator des Panels, Graham Warwick, ist der Technologie-Redakteur von Aviation Week und hat 40 Jahre Erfahrung im Bereich der Luftfahrtjournalistik. Selbst wenn die Technologie bis 2028 bereit ist, ein Wasserstoff-Kraftstoff-Flugzeugs bis 2035 zertifiziert ist, wird die Infrastruktur für Wasserstoff möglicherweise aber zu diesem Zeitpunkt nicht bereit sein; man sollte mit einer Verzögerung bis Mitte des Jahrhunderts rechnen. Die Teilnehmer betonen die Bedeutung von Führung und Risikobewältigung bei der Einführung neuer Technologien und diskutieren die Zusammenarbeit mit Unternehmen, die sich auf Brennstoffzellen spezialisiert haben. Einer der Teilnehmer beschreibt den Lernprozess bei der Integration von Brennstoffzellen in Flugzeuge und stellt fest, dass es eine Herausforderung ist, sicherzustellen, dass die Technologie reif genug ist, um kommerziell eingesetzt zu werden. Ein anderer Teilnehmer betont die Verantwortung gegenüber den Kunden, ein zuverlässiges und sicheres Produkt auf den Markt zu bringen.

 

Es werden die Unterschiede und Herausforderungen bei der Anwendung von Technologie in der Luftfahrt im Vergleich zu anderen Branchen diskutiert. Die Luftfahrt hat spezifische Anforderungen, wie eine geringere Fehlertoleranz, so dass Sicherheit und Redundanz wichtig sind. Der Sprecher betont auch die Wichtigkeit der Zusammenarbeit zwischen Lieferanten, Airlines und Wartungsorganisationen bei der Schaffung des Marktes für Elektrifizierung in der Luftfahrt. Sie erwähnen auch die Bedeutung der Infrastrukturentwicklung in der Produktion, Lagerung und Verteilung von Wasserstoff. Der Sprecher erwähnt, wie ZeroAvia die Möglichkeiten der Technologie demonstriert, aber das Ziel ist, diese Technologie zu skalieren und zu zeigen, dass es sich nicht nur um eine Idee handelt, sondern dass dies Wirklichkeit werden kann. 

 

Es gibt tatsächlich nicht viel Konkretes in dem Talk, viele Allgemeinplätze ohne jemals konkret zu werden (abgesehen davon, dass man aktuell noch nicht bereit ist, um die Technologie rasch zu skalieren).

 

 

 

Hier noch was von der FAZ: 

 

Fliegen mit Wasserstoff: Schon 2035 klimaneutrale Passagierflüge? (faz.net)

 

Zitat

Der Triebwerkshersteller MTU Aero etwa peilt Brennstoffzellen-Antriebe für Flugzeuge an, die 50 bis 100 Passagiere über 1800 Kilometer transportieren können. „Das reicht für etwa drei Viertel aller europäischen Routen“, sagte Vorstandschef Lars Wagner jüngst dem „Münchner Merkur“.

...

Airbus will bis 2035 ein marktreifes Passagierflugzeug mit Wasserstoffantrieb auf den Markt bringen. Mit 100 bis 200 Sitzplätzen könnte die Maschine etwa die Kapazität wie die heutigen Mittelstreckenjets der A320neo-Familie bieten. Zuletzt machte der Konzern seine Pläne aber vom Ausbau der nötigen Infrastruktur abhängig.

 

tja frage mich wie schwer diese Technologie sein wird. 

Bearbeitet 30. Januar 2023 von Dierk

[sharkbay]

Hallo Monika,

 

fein, nun ist Dein Thema am richtigen Ort ( wünsche Dir hier interessante Informationen und Diskussionen ).

 

Gregor

 

[moni_]

@sharkbay Hallo Gregor 

Ich habe mir ziemlich den Kopf zerbrochen, wo es denn nun hingehört. Dachte dann, wenns thematisch am falschen Ort ist, kann man es ja noch verschieben. Dann danke für's bestätigende Feedback und die Wünsche!

 

Hallo @Dierk

Danke für deinen Beitrag! Ich muss mir das alles mal in Ruhe ansehen, muss zugeben, dass ich mich mit Wasserstoff noch nie auseinandergesetzt habe. Ich hielt das für explosiv,  aber das sind ja andere Treibstoffe (+Batterien... :S) auch. Für Elektroflugzeuge muss man sogar einen pyrotechnischen Lehrgang absolvieren (wegen dem Schleudersitz), was bei mir immer einen verzweifelt-irren Lachanfall auslöst (wie jene Stelle in der Flugtheorie mit dem harmlosen Titel Betriebsverfahren/Aussenlandungen wo es so ungefähr heisst "Betrachten Sie die Obergrenze des Bewuchses als festen Grund. Auf heftige Bremswirkung gefasst sein" aaaaaaaaaaaahahahahaha......).

Hältst du Wasserstoff für realistischer als Solarenergie?

 

Grüsse

 

[Tomi]

Hoi Moni,

 

ich bin der festen Überzeugung, dass die (ferne) Zukunft im Elektroflug liegt, Wasserstoff ist logistisch viel schwerer zu handhaben als (Sonnen)strom.

Die Batterien werden den selben Weg gehen wie Speicher bei den Kompis. 1985 hab ich für 640Kilobites Zusatzspeicher für einen ZylogZ80 etwas über 1000Fr. bezahlt, das Ding war ein halbes Kg schwer und musste mit doppelseitigen Teppichklebeband am Gehäuse befestigt werden, sonst wäre die Hauptplatine abgebrochen. Heute kaufst Du eine 1TB-SSD bei Aliexpress für 10Fr.-

 

Es wird interessant ein, eine Kurve zu erstellen welche die Entwicklung der Batterien (Leistungsdichte, Gewicht, Preis) aufzeigt.

 

Die ganze Diskussion lehnt sich ans Zweipersonen-Cockpit an. Mein Grosi erzählte mir, der sicherste Job auf Erden sei Lastwagenfahrer, Güter müssten immer feinverteilt werden. Der Zweitsicherste Job sei Lastwagenbeifahrer (was es damals noch gab), weil so ein Ungetüm mit soviel Technik würde sich niemals von einem Mann allein beherrschen lassen.

 

Und ja, es wird viel Wiederspruch geben im Forum. Meiner Ansicht nach ist der Weg Richtung Stromer aber vorgegeben, es wird halt einfach Zeit brauchen.

 

Tomi

[Dierk]

Hier mal ein "Demonstrator"

 

 

[moni_]

Hallo @Tomi

Du --> "Wasserstoff ist logistisch viel schwerer zu handhaben als (Sonnen)strom."

Ach ja? Ich habe eben wirklich keine Ahnung.

 

Du --> "1985 hab ich für 640Kilobites Zusatzspeicher für einen ZylogZ80 etwas über 1000Fr. bezahlt, das Ding war ein halbes Kg schwer ...."

Wow, 1985 war ich noch nicht dabei.... Aber leider kann man nicht wirklich behaupten, dass Batterien so schnell leichter und billiger wurden wie Speicherplatz, nicht?

 

"....Kurve .... welche die Entwicklung der Batterien (Leistungsdichte, Gewicht, Preis) aufzeigt...."

Das müsste doch zu finden sein im Netz. Würde mich auch brennend interessieren. Ich suche mal...

 

@Dierk

hui Den habe ich auch schon gefunden und auch gleich erkannt. Neben dem Rolls Royce sehen halt die Pipistrel Velis Electro ziemlich uncool aus :).

 

Wo stehen die Pipistrel Velis eigentlich in der Schweiz überall? Irgendwo las ich, es gibt 14 Stück davon.

Und wo gibt es bereits überall e-Tankstellen auf Flugplätzen?

 

 

[ArminZ]

Zum Thema Energiedichte folgendes...

eine Stimme:(2019):

Quote

Beim E-Auto übernehmen aktuell Lithium-Ionen-Batterien die Speicherung der elektrischen Energie. Ihre Energiedichte liegt bei etwa 100 bis 150 Wattstunden pro Kilogramm (Wh/kg).
Zum Vergleich: Die Energiedichte von Diesel und Benzin liegt bei gut 11.000 bis rund 12.000 Wh/kg, ist also etwa um den Faktor 100 höher.

 

eine andere Stimme:

Quote

Ab einer Energiedichte der Akkus von 400 Wh/kg wird angenommen, dass Elektroflugzeuge mit Kerosin angetriebenen Flugzeugen annähernd in Konkurrenz treten können.
Momentan liegt die maximale Energiedichte von Lithium-Ionen-Akkumulatoren bei etwa 260 Wh/kg (Stand: 2021).

 

Bearbeitet 31. Januar 2023 von ArminZ
Ergänzung

[ArminZ]

4 hours ago, moni_ said:

(...)

Und wo gibt es bereits überall e-Tankstellen auf Flugplätzen?

Gemäss Tagblatt per Frühling 2022 zwei Stadionen (St. Gallen-Altenrhein und Bern). Im Artikel werden auch ein paar Flugplätze genannt, an denen Elekrflugzeuge stationiert sind.

Bearbeitet 31. Januar 2023 von ArminZ

[durito]

Hi Monika,

 

In Lommis steht ebenfalls (noch) eine Pipistrel, sowie natürlich eine dazugehörige Ladestation. Es gab dazu auch diverse Ideen, wie man das weiter fördern kann, z.B. mit geplanten Solarpanels auf dem Hangardach. Wo man da mittlerweile steht weiss ich aber leider nicht.

 

Ich hab letzten Herbst die Einweisung auf der Elektro angefangen. Aus den gleichen Gründen, einfach um des Fliegens willen, ohne Absicht für Streckenflüge. Diese wären noch kompliziert und eher ein Inselhüpfen von Tanke zu Tanke...

 

Grundsätzlich wäre nämlich ein Elektro-Flieger der perfekte Feierabend-Flieger. Aus dem Hangar schieben, Knopf drücken, losfliegen. Landen, in den Hangar schieben, einstecken, Bier trinken. Umso besser, dass dabei auch noch mehr Geld fürs Bier übrig bleibt als mit der Diesel...

 

In Realität scheitert diese Vorstellung leider noch an diversen unpraktischen "Details", wie z.B. dass der Flieger eben nicht einfach über Nacht im Hangar geladen werden darf (d.h. erst mal vor dem Hangar geladen werden muss). Dazu auch eingie Kinderkrankheiten (Kennt ihr das? Motor startet nicht, also einfach mal Flieger neu starten, danach gehts dann sicher? Ich jetzt schon...)

 

Ich pflichte Tomi absolut bei. Der Antrieb bringt nur Vorteile. Es ist grossartig, dass Pipistrel (und BAZL etc.) da einfach mal vorwärts machen, es gibt aber noch einiges zu tun bis es auch Sinn und Spass macht.

 

cheers, Dani

[cosy]

7 hours ago, ArminZ said:

Zum Thema Energiedichte folgendes...

eine Stimme:(2019):

 

eine andere Stimme:

 

Das macht mich wurmig!!!

 

Bei diesem Thema bringt Stimmen zählen nix. Das einzige Wahre ist die Anwendung einfachster Physik auf dem Niveau eines Kantischülers.

 

Du triggerst mich zu tiefster Stunde durch das Lesen dieser Zitate, so dass ich mal diese *Milchbüechlirechnung hier (nochmal?) mache.

 

Wenn irgend ein Profi oder Dozent hier einen Fehler findet, dann bitte sehr bin ich sofort bereit, mich in die Ecke zu stellen und zu schämen....

 

Warnung: die nachfolgenden Annahmen beruhen aus weiser Voraussicht auschliesslich auf hier und jetzt verfügbaren Lösungen, Flugzeugen, Motoren, Treibstoffen, Batterien

und NICHT was von Einhörnern per Marketing-Gag angekündigt wird für nächste Weihnachten, oder bahnbrechende Entdeckungen, diie erst im Labor im molekularen oder mikroskopischen Rahmen nachgewiesen wurden.

 

1. Referenz-"modell" eines heutigen Verkehrsflugzeuges

Die nachfolgenden Eckdaten sind einer A320-100 oder -200ceo angenähert, wobei die Triebwerksleistung ein paar Prozent tiefer angesetzt wurde (~100kN pro Treiber).

Dabei vergleiche ich die gebunkerte Energie in den Tanks, sowie die im Reiseflug erreichte Schubkraft , umgerechnet über die Reisegeschwindigkeit von ~850 km/h TAS zu einer Leistung von etwa 23.5 MW pro Triebwerk. Bei angenommenen 1.8kg/s Fuel Flow komme ich auf eine Leistungsentnahme auf der Treibstoffseite von etwa 77 bis 78 MW.

 

2. Berücksichtigung der Effizienz der beiden Systeme

Die Overall - Effizienz im  Falle des "Schwerölbrenners" CFM56-xxx sieht somit wie folgt aus:

eta= Pout / Pin    23.5/78 = 30 bis 30.5%   (Dies erscheint mir sehr plausibel... ein Turbomotor, Benzin erreicht höchstens 14..15%)

 

Die Overall Effizienz der fliegenden Batterie leite ich ab aus den uns gut bekannten Effizienzgraden der heute am Markt erhältlichen Elektroautos. 

Dabei bitte nicht Prospektwerte nehmen, sondern neutrale Tests von Labors. (Tesla rechnet im Prospekt mit 15 kWh pro 100km, intern aber mit mind. 20kWh für das Modell 3)

Die Zahl des Gesamtwirkungsgrades ist 73%, wobei hier keine Verluste durch Selbstentladung berücksichtigt sind (Eine Li-Ion Batterie entlädt sich 2 bis 5% pro Monat, im Winter stärker)

 

Da der Wirkungsgrad auf der Strasse unweigerlich viel höher ist als jener in der Luft, müsste dieser Wert gekürzt werden. Da jedoch der Rest der Berechnung derart miserable Werte produziert, dass selbst die Walliser Steine zu weinen beginnen, lass ich dies mal so stehen (Vielleicht findet jemand den Gral, um einen Prop-Antrieb so effizient zu machen wie der Reibungskoeffizient eines guten Michelin Rennreifens).

 

3. Basisdaten der Referenzbatterie

Es gibt mindestens 12 verschiedene Elektrochemie-Arten von Litium-Ionenbatterie. Als Referenz nehme ich die bestbekannte und robuste AHA LFP200 vom bisher weltgrössten Lithiumbatteriehersteller SinoPoly. Das Volumen einer Zelle und das Einbaugewicht nehme ich als Normgrösse in den Vergleich. Diese LiFePO4 -Zelle ist auf 200Ah getrimmt und hat den Nennstrom von 200A bei 1C. Ich hatte diese Zelle schon hundertfach in stationären Batterieanlagen eingesetzt.

Es gibt wohl Li-Batterien mit höherer Leistungsdichte, welche aber (dank Kobalt statt Eisenphospat) bei Kurzschlüssen oder Runaway molekularen Sauerstoff freisetzen, der dann sofort mit dem gebundenen Lithium zu einer exothermischen Reaktion führt, d.h. eine "Verbrennung mit Freisetzung von Gasen , die Reaktionstemperatur ist über 2000 im Kern und nicht stoppbar.

Sowas ist ein NoGo in der Aviatik.

 

4. Vergleich  der Energieart am Refernzflugzeug 

 

Resultierende Energiemenge gebunkert [kWh] Bei gleicher Masse resp. Volumen des  "Tanks"    Ohne Berücksichtigung des  Gesamtwirkungsgrades.

Energiequelle                                                 Massebezogen                                  Volumen-Bezogen

JET A1 /A2                                                                 1                                                           1                     (A320 mit 2x CFM56-58 mit 22-30'000 Liter)

LIFEPO mit LiFePO4                                                0.0175                                                0.0191               (A320e  )

 

 

Faktor der Gewichtszunahme  resp. der Volumenzunahme im Vergleich zum Referenzflugzeug, wenn man die gleiche gebunkerte Energiemenge erreichen will:

 

Energiequelle                                                 Massebezogen                                  Volumen-Bezogen

JET A1 /A2                                                                 1                                                           1                     (A320 mit 2x CFM56-58 mit 22-30'000 Liter)

LIFEPO mit LiFePO4                                      24x Masse JetA                                 21x A320 Tankvolumen     

 

Wie ihr seht, sind die Zahlen weit, weit weg von der zitierten Behauptung.      

Die hier erwähnten hoch belastbaren und robusten Zellen haben eine Energiedichte von etwas über 200 Wh, aber der Faktor 24 im Vergleich zum Kerosen macht eine Energiedichte von mindestens 4800 Wh  nötig.

 

Träumen wir weiter unsere Zukunft. 

Die Realität wird eher Hybridantriebe sehen für den kommerziellen Verkehr, wie es Rolls Royce mit Partnern angedacht hatte:

zwei bis drei riesige Generatoren im Rumpf drinn, welche Wechselstrom produzieren, der dann eine vielzahl von e-Motoren antreibt, an denen Propeller arbeiten, oder Mantelstromantriebe..  Eine Batterieanlage wird es auch geben, die aber nur zur Notversorgung aller "Hilfsbetriebe" dient. 

Etwa so wie die frühen DA-42 Muster, wo eine separate Batterie für die Glühkerzen und die ECU vorgesehen war pro Motor, der Motor aber JETA1 oder Diesel bezog..

 

Cosy

 

 

Bearbeitet 1. Februar 2023 von cosy

[moni_]

@cosy du hast deinen Beitrag nach anfänglichem Herumpoltern aber ja auch mit einem Einhorn beendet. Natürlich zählt die zukünftige Entwicklung. Mag sein dass dich das nicht interessiert, mich aber schon. Allerdings fehlt es mir tatsächlich an Physik-Grundlagen und mir scheint, bei deinen Erläuterungen ging unter, dass Elektromotoren sehr viel effizienter sind als ein Verbrenner. Wirkungsgrad nennt sich das glaube ich. Dein Beitrag bezieht sich auf grosse Flugzeuge, richtig? Bei kleinen funktioniert das wohl eher als bei grossen, nicht?

 

@durito oh interessant! Dann hat es dir leider doch nicht so Spass gemacht, und du fliegst lieber herkömmliche Typen? Neustart scheint mir nicht so schlimm, nicht? Was gab es denn noch für Zwischenfälle?

 

Danke für eure Tankstellen-Tipps. Flugplatzhopping ist für Anfänger ja durchaus eine nicht uninteressante Option

Bearbeitet 1. Februar 2023 von moni_
Schreibfehler

[moni_]

Hat eigentlich jemand diesen Artikel in einer noch nicht so alten Aero Revue gelesen über die komplette PPL Schulung auf Elektroflugzeugen? Den Artikel habe ich doh nicht geträumt, nicht?

[wendezeiger]

Es hat ja mittlerweile schon einige Videos über die Pipistrel Velis.

 

Dieses hier ist aber noch nicht so alt und ich finde es recht gelungen. Alpenflug ab Schänis:
 

 

Edit:

Meinte glaube ich doch dieses hier vom gleichen Kanal

https://youtu.be/TI6Ynbbb5U8

Bearbeitet 1. Februar 2023 von wendezeiger

[ArminZ]

2 hours ago, moni_ said:

Hat eigentlich jemand diesen Artikel in einer noch nicht so alten Aero Revue gelesen über die komplette PPL Schulung auf Elektroflugzeugen? Den Artikel habe ich doh nicht geträumt, nicht?

Aus einem Artikel über den Rekordflug der Velis Electro aus der Schweiz an die Norsdee:

Quote

Die Velis Electro hat eine Reichweite von rund 100 Kilometern. 

Da wäre der in der Ausbildung geforderte Allein-Überlandflug von mind 80nm wohl 'direkt' nicht elekrisch möglich (aber eventuell mit einer weiteren Zwischenlandung auf Hin- und Rückweg?)

Bearbeitet 1. Februar 2023 von ArminZ

[cosy]

1 hour ago, moni_ said:

@cosy du hast deinen Beitrag nach anfänglichem Herumpoltern aber ja auch mit einem Einhorn beendet. Natürlich zählt die zukünftige Entwicklung. Mag sein dass dich das nicht interessiert, mich aber schon. Allerdings fehlt es mir tatsächlich an Physik-Grundlagen und mir scheint, bei deinen Erläuterungen ging unter, dass Elektromotoren sehr viel effizienter sind als ein Verbrenner. Wirkungsgrad nennt sich das glaube ich. Dein Beitrag bezieht sich auf grosse Flugzeuge, richtig? Bei kleinen funktioniert das wohl eher als bei grossen, nicht?

 

@durito oh interessant! Dann hat es dir leider doch nicht so Spass gemacht, und du fliegst lieber herkömmliche Typen? Neustart scheint mir nicht so schlimm, nicht? Was gab es denn noch für Zwischenfälle?

 

Danke für eure Tankstellen-Tipps. Flugplatzhopping ist für Anfänger ja durchaus eine nicht uninteressante Option

Danke, Moni.

Ich habe bei der ersten *Tabelle* den Wirkungsgrad nicht berücksichtigt, sondern quasi nur die notwendige "Tankgrössse" in Volumen und Masse ausgewiesen, wenn man die gleiche Energiemenge bunkern will. Damit würde entweder der 'A320e viel länger fliegen oder eben er müsste nicht so grosse Tanks haben.

 

Jedoch beim zweiten Vergleich habe ich den Wirkungsgradvorteil der e-Variante eingebaut, indem ich die Skalierungsfaktoren für die Tanks mit dem Quotienten

Corr_eta= (eta CFM/eta e-Antrieb) multipliziert habe.   Anders gesagt : der Kehrwert der Faktoren der ersten Tabelle ist um den Unterschied der Wirkungsgrade grösser als der genanne Faktor in der zweiten Tabelle. 

 

Das e-Ding hat beinahe nur die Hälfte der gebunkerten Kerosen- Energiemenge, weil es weniger Leistung verpufft als das Strahltriebwerk.

 

Das Ganze ist trotzdem noch etwas blauäugig, weil ja die e-Antriebe mittels Fan oder Propeller den Schub erzeugen. Und da sind wir wieder weit weg von den Effizienzgraden der e-Autos auf flacher Strecke ohne Wind mit Prall gepumpten Rädern in der härtesten Gummimischung und ganz ohne betätigung der Scheibenbremsen- 

 

Zum Thema gibt es ein interessantes Video des Forschungs- und Dienstleistungsunternehmens MTU (ja , deutsches Top-Unternehmen) über die zukünftige Generation der Strahltriebwerke für fliegende Verkehrsmittel ab den Jahren 2035: WET (water enhanced Turbofan):  hier klicken

Es handelt sich ganz knapp zusammengefasst um folgende Evolution des Mantelstromtriebwerks mit Fan:

- Einspritzen von Wasser in den Brennraum

- nach den Turbinenschaufeln einen Wärmetauscher mit Kondensator(-effekt), wo das nötige  Wasser aus den Reaktionsprodukten gewonnen wird

- Filtermechanismen zum "auswaschen* der NOx und CO- Abgasanteile 

- Dadurch soll sich im Vergleich zur Generation CFM die Klimaschädigende Wirkung des Antriebs gleicher Leistung um 80 % reduzieren

- Weil der Mechanismus einen Teil der in heutigen Triebwerken verlohrenen Energie in den Abgasen zurückholt, wird der Wirkungsgrad steigen resp. der Verbrauch weiter sinken

 

 

Die letzte der genannten Effekte ist schon realisiert worden und funktioniert: z.B. bei dieser Klein-Propellerturbine mit (patentierter) Abgas / Ansaugluft GegenstromWärmetauscher.

 

Die Turbine nennt sich Regenerative Turboprop TPR90  und war an der Aero 2022 ausgestellt und ich führte mit dem Entwicklungschef ein interessantes Gespräch. Eine erste Implementation in einem VL3 war auf der Messe ausgestellt. Diese Erstinstallation kostete 100 kEUR. Den Verbrauch im Cruise, den er mir genannt hatte, wäre ohne Energierückgewinnung absolut unmöglich. Diese Leistungsklasse wurde bisher von 'umgenutzten' APU-Antrieben besetzt, die eher 70kg fuel/h konsumierten. 

 

Link zur Website

Artikel im Aerokurier

 

Cosy a.k. Bruno

 

 

[durito]

11 hours ago, moni_ said:

@durito oh interessant! Dann hat es dir leider doch nicht so Spass gemacht, und du fliegst lieber herkömmliche Typen? Neustart scheint mir nicht so schlimm, nicht? Was gab es denn noch für Zwischenfälle?

 

 

Der Spass ist definitiv da. Nur eben ist es noch nicht ganz so komfortabel wie es sein könnte. Einmal Neustart ist auch nicht weiter schlimm (auch wenn Software-Probleme im Motorkreislauf in einem Flugzeug nicht grad Glücksgefühle auslösen..), aber es war schon fast ein Lottospiel ob er läuft oder nicht. Ich will die Pipistrel nicht schlecht reden, sie zeigt gut auf, wie simpel und komfortabel Elektro-Flug sein kann, aber aktuell sind wir noch auf dem Weg dahin. Und ja, ich fliege wieder "old school".

 

Btw, die Flugschule in Schänis, die Du meinst ist: www.elektroflugschule.ch

[moni_]

@wendezeiger oh toll, danke!! Da wird ja tatsächlich ein Teil des Fluges ohne laufenden Motor, nur mit gleiten gemacht!

@ArminZEine Zwischenlandung sollte ja eigentlich nicht ein Negativpunkt sein. Ich glaube ich weiss, wo ich diese Aero Revue habe, werde am Weekend nachschauen.

@cosyvielen Dank für deine Mühe, Bruno. Ich versuche dann mal deinen Text nachzuvollziehen wenn ich nicht mehr so saumässig erkältet bin wie diese Tage :S Es hapert wirklich gerade übel mit Denkleistung.

@durito Ja genau, mit den Leuten habe ich bereits Kontakt aufgenommen und will da mal einen Flug probieren! Dann sehe ich weiter. Wenn also in St. Gallen Altenrhein getankt werden kann, und so ein Glarner Alpen Rundflug möglich ist, hat man wirklich hübsche Optionen.

Aber ja stimmt, unzuverlässige Software ist etwas beunruhigend.... Ich bin wirklich nicht lebensmüde, ganz im Gegenteil

 

[moni_]

https://virus-grenchen.ch/flugzeug/

<-- das ist die Fluggruppe, die ich meinte, bei der man mit Pipistrel die PPL machen kann. Die Lage ist aber auch gut, da man von dort aus andere Flugplätze erreicht mit der Velis electro.

"wesentliche Teile der Pilotenausbildung vollelektrisch".

Den Rest mit Pipistrel Virus:

"Bei reduzierter Leistung ergibt sich eine Reisegeschwindigkeit von 200 Kilometer pro Stunde oder 110 Knoten, und dabei verbraucht der Virus 16 Liter bleifreies Autobenzin pro Stunde. Viele Standardflugzeuge brauchen auch heute noch verbleites Benzin und haben Verbräuche zwischen 25 und 40 Liter pro Stunde. (....)

Dank der hohen Reisegeschwindigkeit fliegt der Virus in weniger als einer Stunde von Grenchen nach Locarno. So werden lärmempfindliche Gebiete kürzer beschallt. Diese herausragenden Eigenschaften erreicht der Virus dank seiner hohen aerodynamischen Güte: der Virus fliegt mit weniger PS schneller oder mit weniger Treibstoff weiter … dank seiner guten Gleitzahl!"

[okaga]

Ich finde das Thema auch sehr spannend. Zu einem aus Umweltgründen. Obwohl ich als Hobby fliege, ist mein Leben allgemein eher Umwelt- und Ressourcenschonend. Wenn mein Hobby auch mehr in diese Richtung geht, umso besser.

Dazu ist bei vielen Fliegern die Motortechnik sehr alt. Wenn man denkt, wie viel Zeit wir mit Motor- und Treibstoffmanagement verbringen, und wie viele Unfälle daraus resultieren, hat ein Wechsel zu Elektro oder Wasserstoff viele Vorteile. Allerdings haben wir dann viel mehr Software im Antrieb, was mich etwas beunruhigt, da ich selber von Beruf Software entwickle  

 

Ich frage mich gleichzeitig, wie der Flugzeugpark in 20-30 Jahren aussehen wird. Irgendwann werden Avgas und Mogas viel zu teuer und zu wenig verfügbar, um mit der jetzigen Flotte weiterzumachen.

Wir wissen ja, wie enorm teuer und schwierig es ist, einen neuen Motor auf dem Markt zu bringen. Wie viele Hersteller von zertifizierten GA-Flugzeugen werden die Investition machen, und wie viele werden die Produktion einfach einstellen? Ich kann mir vorstellen, dass Cirrus und Diamond diesen Schritt machen werden (Diamond will schon 2023 den eDA-40 auf den Markt bringen), Cirrus hat das Geld und Volumen um es zu tun. Bei den anderen (Cessna, Beechcraft etc), würde es mich nicht wundern, wenn sie diesen Segment einfach aufgeben. Und nicht zuletzt, wie viele Fliegergruppen sich leisten werden, neue, moderne Flieger zu kaufen.

 

Im Bereich LSA und Eigenbau kann ich mir vorstellen, dass wir gute Möglichkeiten haben werden, sobald gute Antriebstechnik breiter verfügbar ist. Hier wird es auch spannend, ob es mehr und mehr in Richtung Multikopter gehen wird (z.B.Volocopter), oder ob wir doch weiterhin viele Flächenflieger haben werden. Multikopter reizen mich persönlich eher nicht, daher hoffe ich, dass es doch bei den Flächenfliegern auch elektrisch oder mit Wasserstoff weiter geht.

[moni_]

Danke für deinen Beitrag Andy, schön zu lesen dass ich nicht die einzige bin, die zwar fliegen will, aber lieber etwas umweltverträglicher.

Ich finde diese Oldtimer Flugzeuge total schön und toll, ich mag auch das Geräusch und stinken stört mich persönlich ja gar nicht. Aber ich finde schon bemerkenswert, dass Pipistrel Virus verhältnismässig dermassen weniger Sprit braucht als andere herkömmliche Flugzeuge. Liegt das denn an der neueren Technik, dass die anderen eben eigentlich alle Oldtimer sind?

 

Die Diamond schaue ich mir noch genauer an!

 

Kürzlich sah ich eine Doku über Panam und staunte, wieviel da vom Engagement einer einzelnen Schlüsselfigur ausging und was da innert weniger Jahre von 0 aus aufgebaut wurde. Davor waren Passagierflüge mit sowas wie regelmässigen Flugplänen, die bezahlbar sind, undenkbar. Ich frage mich, wo die Entwicklung gebremst wird bei eFlugzeugen. Die Verrenkungen, die da gemacht wurden, um über den Ozean fliegen zu können, irrwitzig

[Urs Wildermuth]

vor 12 Stunden schrieb moni_:

Ich finde diese Oldtimer Flugzeuge total schön und toll, ich mag auch das Geräusch und stinken stört mich persönlich ja gar nicht. Aber ich finde schon bemerkenswert, dass Pipistrel Virus verhältnismässig dermassen weniger Sprit braucht als andere herkömmliche Flugzeuge. Liegt das denn an der neueren Technik, dass die anderen eben eigentlich alle Oldtimer sind?

 

Das Hauptproblem, welches verursacht dass wir heute noch mit Technik aus den 1950gern fliegen müssen, sind die irren Zertifizierungshürden. Sowohl finanziell als auch logistisch sind die kaum stemmbar, weswegen fast alle Projekte für bessere Motoren und Technik pleite gehen, bevor sie je abheben.

 

Klar gibt es Ausnahmen, vor allem hier in Europa. Die Thielert Diesel (heute Continental) und die damit verwandte Austroengine war ein Quantensprung, sowohl im Verbrauch als auch in der Technik. Rotax ist eine Entwicklung die im low power segment praktisch übernommen hat. Diamond, Pipistrel, Tecnam und andere Hersteller haben in Europa viel erreicht. Aber Grundsätzlich herrscht nach wie vor das Problem, dass es schlicht zu teuer ist, neue Antriebe oder Flugzeuge zu entwickeln und zuzulassen.

 

In den USA, nach wie vor dem Hauptmarkt der GA, gehen regelmässig Hersteller pleite, die versuchen was neues zuzulassen. 10-15 Jahre sind eher die Norm als die Ausnahme und das kann keiner stemmen. Daher ist fast die gesamte US GA Industrie in Chinesischen Händen, weil alle irgendwann pleite waren und dann aufgekauft wurden. Prominentestes Beispiel ist wohl Cirrus

 

Solange das so weitergeht und "neue" Motoren und Avionik immer noch 10-15 Jahre hinterher ist bis sie zugelassen wird, werden die Oldtimer weiterhin das Rückgrat der Flotte darstellen.

 

Mal abgesehen davon, dass die Uraltmotoren gar nicht so schlecht daherkommen was den Verbrauch auf der Strecke betrifft. Und diese könnten durchaus auch noch optimiert werden, etwa mit elektronischer Zündung oder sogar FADEC, nur eben, kostet und zugelassen zu kriegen ist de facto unmöglich.

[wendezeiger]

Die Rotax-Motoren sind nicht nur moderner von der Motorsteuerung und vom Design her.

Sie laufen auch etwa bei doppelter Drehzahl und dem halben Hubraumvolumen wie die alten Continentals/Lycomings.

 

Das spart Sprit, aber belastet die Materialien schon etwas höher.

 

Die Ausfallrate ist bei den Rotax-Motoren daher schon etwas höher als bei den älteren, konservativer ausgelegten Motoren.

Diese Studie aus Australien hat dies 2014 genauer analysiert (auch nach genauen Ausfallgründen):

https://www.atsb.gov.au/publications/investigation_reports/2013/aair/ar-2013-107

 

Der Jabiru-Motor (auch ein modernerer Motor) ist dort übrigens noch viel schlechter. Es ist also vielleicht nicht ganz richtig, dass es mit heutiger Technology 'total einfach' wäre, einen besseren Motor zu bauen, und nur die Zulassungshürden es verhindern.

 

Insgesamt scheinen Kolbenmotoren aber aufgrund der Komplexität ein Grundniveau an Ausfällen zu haben, unter welches man kaum kommt, auch nicht mit vorsichtigem Design und jahrzehntelanger Erfahrung und der Entfernung von Schwächen. Man kommt irgendwie nicht unter ein Niveau von 10 Ausfällen pro 100000 Stunden. Zum Vergleich, die auch schon vom Design her alte Turbine Pratt & Whitney PT6 hat ein Niveau von 0.15 Ausfällen pro 100000 Stunden, über 50x besser. Airliner-Turbinen sind vermutlich noch besser (und es gibt je 2).

 

Wo hier die Elektromotoren landen werden (als Gesamtsystem mit der Batterie und Leistungselektronik) weiss aktuell glaube ich noch niemand so genau...

Bearbeitet 14. Februar 2023 von wendezeiger

[okaga]

vor 18 Stunden schrieb moni_:

Ich frage mich, wo die Entwicklung gebremst wird bei eFlugzeugen

Es ist halt die Batterietechnik, die noch nicht so weit ist. Der Pipistrel Velis hat 140 Kg an Batterien für eine Kapazität von 25 kWh. Das reicht knapp für 1 Stunde in der Luft. Es ist eigentlich eine moderne Batterie, mit ca. 170 Wh/Kg gut vergleichbar mit Batterien von modernen Elektroautos.

Wenn ich irgendwohin fliege, möchte ich mind. 1 Stunde Reserve haben. Mit dem Velis habe ich aber insgesamt 1 Stunde, d.h. man kann damit nirgendwo hin, auch wenn die Ladeinfrastruktur vorhanden wäre. Es ist auch nicht so, dass die Fliegervereine zu viel Geld hätten und einen Velis als Flottenergänzung sich leisten könnten. Ich sehe die Verwendung für die Schulung ebenfalls als unrealistisch. Ja mann kann damit die Platzrunden üben, aber nachher muss man auf einen Rotax o.ä. wechseln, was wieder eine Lernkurve ist und unnötige zusätzliche Flugstunden braucht, da das ganze Engine-Management dazu gelernt werden muss.

 

Wir brauchen mind. eine Verdopplung der Energiedichte der Batterien. So wie das aktuell geht, wird das nochmals 5-10 Jahre brauchen. Es wird viel in Batterie-Technologien investiert und recherchiet, daher bin ich optimistisch dass es irgendwann so weit kommt. Aber wir sind leider noch nicht da.

[okaga]

vor 6 Stunden schrieb Urs Wildermuth:

Sowohl finanziell als auch logistisch sind die kaum stemmbar, weswegen fast alle Projekte für bessere Motoren und Technik pleite gehen, bevor sie je abheben.

Ja genau, das sehe ich auch als grösste zukünftige Hürde. Ob wir mit Wasserstoff, Strom oder synthetischem Treibstoff fliegen werden, muss vieles neu gebaut und neu zertifiziert werden, und nur die wenigsten werden das auch schaffen.

Mit synthetischem Treibstoff hätten wir die besten Chancen, die "Uraltmotoren" weiterhin zu betreiben, aber irgendwann ist damit auch fertig. Sprich es werden keine mehr gebaut und die Ersatzteile werden sehr teurer und unmöglich zu finden sein.