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Thema: Drachen / GS mit Elektroantrieb

  1. #1
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    Drachen / GS mit Elektroantrieb

    Hallo zusammen,
    da wir im Flachland nicht so komfortable Möglichkeiten haben eine Mindesthöhe zu erreichen um uns von dort aus rauszuschrauben, interessiere ich mich für den technischen Stand von Elektromotoren, die am Gerät angebracht werden können um den Drachen oder den Gleitschirm anzutreiben. Aus meiner Sicht müssten 4 kW genügen, auch wenn man damit nicht so abgeht, wie an der Winde.
    Die Technik sollte möglichst leicht sein, damit das Handling nicht zu kompliziert wird.
    Gibt es so etwas bereits? Welche Erfahrungen habt Ihr damit?
    Welche Meinung habt Ihr zum Thema Elektroflug?
    Ich bin gespannt.
    Grüße aus dem Flachland!
    Thomas W.

  2. #2
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    Lightbulb AW: Drachen / GS mit Elektroantrieb


  3. #3

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    AW: Drachen / GS mit Elektroantrieb

    Elektroantrieb :

    So ein Motor mit 4 KW ist schon ziemlich schwer dazu kommen noch Batterien. Ich bezweifel, daß es überhaupt zum abheben reicht. Ausserdem denke ich, daß 4 KW nicht ausreichen werden, veranschlage eher das dreifach bis vierfache !

    Solarantrieb :

    Vergiss es, bisher ist es noch nicht einmal gelungen ein Solarflugzeug zu starten.

  4. #4
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    AW: Drachen / GS mit Elektroantrieb

    Hallo Glider2,
    geht nicht war auch mein erster Gedanke, allerdings habe ich mich durch Erfahrungen im Segelflugbau eines besseren belehren lassen müssen. Überschätzt die Leistung nicht, die benötigt wird. Wo Du Recht hast ist, dass man auf die Masse achten muss. Über 13 kg Zusatzmasse sollte man nicht hinauskommen. Ich bin sicher das geht nur bei einer eng begrenzten Flugzeit im reinen Motorbetrieb (ich gehe von 10 Minuten aus).
    Zusätzlich Solarpanels einzusetzen ist aus meiner Sicht auch kein technisches, sondern nur ein finanzielles Problem.
    Gruß Thomas W.

  5. #5
    Registrierter Benutzer Avatar von Enigma
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    AW: Drachen / GS mit Elektroantrieb

    Hallo Thomas,

    ich fliege ab und zu mit dem Motorschirm Thermik.
    Der Motor wird nur zum erreichen der ersten Thermik benutzt oder wenn man absäuft.
    Da ich einen "normalen" schweren Rucksackmotor fliege muß ich den Motor im Standgas laufen lassen um das Gewicht und wichtiger noch den zusätzlichen Widerstand zu kompensieren.
    Die Firma Fresh Breeze konstruiert gerade einen Rucksackmotor der als Ziel hat besonderst klein und leicht zu sein....als Urlaubsmotor zum mitnehmen.
    Ich denke, dass ich mit der Benzinthermik etwas Off Topic bin, aber vielleicht würde dich ja auch ein kleiner Benzinmotor interessieren den Du in der Luft komplett abstellst und eventuell bei Bedarf wieder startest.
    Ach ja, geplantes Gewicht unter 20Kg aber incl. Gurtzeug.

    Wenn es doch zu sehr off Topic war sorry, ansonsten beantworte ich natürlich eventuell entstehenden Fragen gerne.

    Grüße
    Michael

    P.S. im Sommer bin ich mit meinem normal großen und schweren Rucksackmotor 1,5 Stunden Flachlandthermik geflogen (der Motor hat mich nur in die erste Thermik gebracht und war dann bis zur Landung aus).

  6. #6
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    AW: Drachen / GS mit Elektroantrieb

    Hallo Michael,
    vielen Dank für Deine Hinweise. Wenn der Motor auch etwas laufruhiger ist als das bisher gewohnte, ist das bestimmt eine Alternative. Man hat natürlich viel längere Laufzeiten als mit einem Akku. Ich denke Elektro ist (noch) was für Leute, denen es reicht auch nur mal für 20 Minuten am Abend in der Luft zu sein.
    Der Durchbruch wird aus meiner Sicht erst mit der Brennstoffzelle kommen.
    Ich staune aber, dass es noch keiner probiert hat mit der vorhandenen Technik den Drachen oder den Gleitschirm auszustatten.
    Viele Grüße aus Cottbus von Thomas W.

  7. #7
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    AW: Drachen / GS mit Elektroantrieb


  8. #8
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    AW: Drachen / GS mit Elektroantrieb

    Hallo,
    ein sehr interessantes Thema das ihr da habt. Interessiert mich auch schon länger, da ich auch einfach nur was brauche, um aus dem Flachland in die Thermik aufzusteigen. Ich hab auch einen Moschi- Schein aber keinen Motor, da ich Dinger für die darin Verbaute Technik einfach für viel zu Teuer halte. Ich dachte auch schon über einen Elektroantrieb mit Brennstoffzelle und evtl. sogar mit Klapppropeller nach. Alles über Brennstoffzellen gibt es hier: http://www.energieportal24.de/

    Das ein Elektromotor im Prinzip nicht zu schwer sein muss kann man im folgendem Link sehen, die haben da einen 13KW- Motor verbaut der nur 8Kg wiegt.
    http://www.airenergy.de/silent/silent_daten.htm

    Und noch ein sehr interessanter Link zum Muskelkraftantrieb den UP mal gebaut hat. So was wär’s eigentlich: http://www.up-europe.com/news/newsshow_de.php?OffSet=65
    Es gibt auch noch ein Bild davon auf Gleitschirm FAQ finde den Link aber im Moment nicht.

    Blue sky
    Jörg

  9. #9
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    Gleitzahlstreckung mit Elektroantrieb

    mal eine andere Überlegung .......

    Muß der Zusatzantrieb denn unbedingt zur Eigenstartfähigkeit des Drachens führen?

    Es wäre ein Ansatz, das als erträglich erachtete Zusatzgewicht (ich sag mal max. 10kg) wie folgt aufzuteilen:
    (eben verbessert wg. TANDEM-GLEITSCHIRM, nächster Beitrag, siehe unten)
    - flexible Solarpanele, ca.5qm
    - leichter E-Motor, angepasst an die Leistung der Solarpanele (mit Klapppropeller am Kielrohr)

    Der Gag des Ganzen:
    - echte Fußstartfähigkeit bliebe erhalten;
    - der Zusatzschub beim Fliegen im Sonnenschein würde die Gleitzahl beträchtlich strecken, ich halte Werte > 1:30 für erreichbar;
    - das Wandern von Wolke zu Wolke würde damit dem Segelflug ähnlicher;
    - beim Aufdrehen unter der Wolke (im Schatten) spielt die Gleitzahl sowieso kaum eine Rolle.

    Ich bin selbst „nur“ GS-Pilot, halte die Idee aber am Gleitschirm nicht für machbar:
    - der Motor mit Druckpropeller im Windschatten des Piloten hat in der GS-Anordnung einen sehr bescheidenen Wirkungsgrad;
    - moderne, flexible Solarzellen sind für Drachen bzw. Starrflügleroberseiten vielleicht flexibel genug, aber sicher nicht für die Obersegel von Gleitschirmen.

    Die Idee weitergesponnen:
    dieses Fliegen wäre noch nicht mal unsportlich (Benzinfliegen empfinde ich so), da weiter nur Sonnenenergie genutzt würde, was wir ja sowieso alle tun.

    Was haltet ihr Drachenflieger davon?

    Grüße
    Martin
    Geändert von EMR (16.09.2004 um 22:17 Uhr)

  10. #10
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    AW: Drachen / GS mit Elektroantrieb

    2kW Solarleistung?

    Bin zwar technisch nur halbversiert, aber trotzdem:

    Im günstigsten Falle beträgt die Strahlungsenergie pro Zeit und Fläche, die von der Sonne auf der Erde ankommt, 1000 Watt pro Quadratmeter (W/m2). Mit dem Wirkungsgrad der besten photovoltaischen Energiekonverter können damit heute 160 W/m2 elektrischer Leistung erzeugt werden.

    Das wären 12,5 m²

    Nur so...
    Geändert von Tandem-Gleitschirm (16.09.2004 um 21:10 Uhr)

  11. #11
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    Gleitzahl mit Elektroantrieb

    also dann:

    Photozellen-Wirkungsgrad bezogen auf das erreichbare Optimum ~ 0,38:
    (Angabe von TANDEMPILPOT Optimum ~ 160W/qm)
    wenn TANDEM GLEITSCHIRM (siehe oben) recht hat, könnte man auf 5qm max. 800W Energie erzeugen, sagen wir vorsichtshalber knapp die Hälfte, also 300W.
    (300/800=0,375)

    Motor/Propeller-Wirkungsgrad ~0,3:
    Angenommen, Motor mit Propeller hätten zusammen einen Wirkungsgrad ~0,3, dann kämen ca. 100W (= 100 J/s) als echter Schub hinten raus.

    Mit einem W lässt sich ein kg in einer Sekunde einen Meter gegen die Erdbeschleunigung anheben. [Lageänderungsarbeit = (m x g x h)]/t, (unbeschleunigtes, gleichmäßiges Heben angenommen)

    - 120kg Drachen mit Pilot nebst allem Drum und Dran
    - 1m/s Sinken bei bestem Gleiten
    - 70km/h (= 19,4m/s) Speed bei bestem Gleiten
    - ergibt Gleitzahl ~ 1:19
    (kommt das hin, ihr Drachen?)

    Aerodynamischer Wirkungsgrad ~ 0,5:
    Weiter angenommen, diese Propeller-Energiezufuhr lässt sich mit einem Wirkungsgrad von 0,5 (ganz grob geschätzt) in potentielle Energie umsetzen - dann könnten mit den oben geschätzten 100W die 120kg Drachen(+) um gut 0,4m/s angehoben werden.
    Genausogut könnte das Sinken von 1m/s zu auf 0,6m/s reduziert werden.

    das wären dann:
    - 0,6m/s Sinken bei bestem Gleiten
    - 70km/h (= 19,4m/s) Speed bei bestem Gleiten
    - ergibt Gleitzahl ~ (0,6:19) = 1:32 !

    Kann das sein?
    Hat jemand mitgerechnet, stimmt das?
    Kommt mir mittlerweile utopisch viel vor - bei nur 100W mit 1:32 zu gleiten.

    Gruß
    Martin
    Geändert von EMR (26.09.2004 um 11:36 Uhr)

  12. #12
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    AW: Drachen / GS mit Elektroantrieb

    Hallo Martin,
    nachgerechnet habe ich nicht, es könnte jedoch hinkommen, wenn nicht der Hauptfeind für die Fortbewegung auf Mutter Erde hinzukommen würde- der Luftwiderstand. Ca. 90 % der Antriebsleistung eines Autos geht dafür drauf. Der Widerstand steigt auch noch mit dem Quadrat der Geschwindigkeit. Bei Flugzeugen kommt dann noch der induzierte Widerstand dazu, der an den Randbereichen zwischen Unterdruck (obere Tragfläche) und Überdruck (Tragflächenunterseite) entsteht (Wirbelschleppe).
    Dennoch glaube ich, dass bei optimaler Auslegung sehr geringe Leistungen notwendig sind, um ein geringes Steigen zu ermöglichen. Drachen halte ich so wie Du auch für geeigneter um das effektiv zu ermöglichen.
    Die Sonnenunterstützung sehe ich momentan auch nur am Drachen sinnvoll machbar. Der Drachen sollte dann auch im Hanger stehen, damit die Folie nicht geknautscht wird. Ich bin aber sicher, dass es in ein paar Jahren auch Textilien geben wird (luftundurchlässig), die aus Sonne Strom machen. Bei normaler Fläche eines Drachens oder Gleitschirms können dann ca. 1 kW dem Motor zur Verfügung gestellt werden. Das reicht auf alle Fälle, um nicht zu sinken (bei optimaler Auslegung). Der Start muss mit Hilfe von Zusatzakkus erfolgen. Diese müssen auch nicht schwer sein.
    Interessant wäre natürlich mal eine Stellungnahme eines Fachmanns (Luft- und Raumfahrtstudent), der sicher die erforderlichen Antriebsleistungen aus dem Ärmel rechnen kann. Ich habe nur Erfahrungswerte aus dem Flugmodellbau. Mit ca. 400 W lasse ich problemlos 2,5 kg Wasserflugzeug aus dem Wasser schnellen.
    Das Thema scheint eine Überlegung Wert zu sein.

    Gruß Thomas!

  13. #13

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    AW: Drachen / GS mit Elektroantrieb

    Elektroantrieb würde Sinn machen, da einige Vorteile ( Lärm, Wartuungsfreiheit usw. )

    Aber wo liegt der Sinn in Solarzellen ?
    Bisher gibt ja wie schon gesagt noch nicht einmal Segelflieger die mit Solarenergie starten können, und die sind sicherlich effektiver als flexible Flächen.

    Und die "Unsportlichkeit" liegt doch gerade darin wenn die Thermik oder das Können versagt den Motor anzuknipsen - das hat nichts mehr mit Segelfliegen zu tun.

    Ich denke die Leistungen der Solarzellen sind einfach so lächerlich gering, daß der schwache Antrieb die Nachteile wie höhere Gewichte und Widerstände kaum übertreffen wird.

    Da ist es wohl besser einen ganz kleinen und leichten Verbrennungsmotor zu entwickeln und mit dem Fliegen zu gehen. Das wäre auch insgesamt gesehen umweltfreundlicher als Solarzellen.

  14. #14
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    AW: Drachen / GS mit Elektroantrieb

    für Benzinmotoren spicht vorallem das Gewicht:
    Benzin hat eine Energiedichte von 44MJ/kg bzw. 12kWh/kg (etwa 9kWh/l)
    Lipos (Neuste Akkutechnologie) haben eine 3fach höhere Energiedichte wie NiCd akkus und trotzdem "nur" 150 Wh/kg.

  15. #15
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    Unhappy AW: Drachen / GS mit Elektroantrieb

    Hi
    angenommen der Drachen/Gleitschirm hat ein Eigensinken von 1,5 m/s, das Ganze hat eine Masse von 100 kg, so braucht man für einen Nullschieber:
    1,5*9,81*100=1500 Watt netto.
    Berücksichtigt man nun die Wirkungsgrade von Motor, Regler und Luftschraube, boshafterweise multiplizieren sich diese, so kommt man optimistisch zu 50% Gesamtwirkungsgrad, damit wird die aufzubringende elektrische Leistung am Akku
    1500/0,5= 3000 Watt
    Wohlgemerkt: mit dieser Leistung steigt man noch keinen Millimeter. Setzt man ein Steigen von 1,5 m/s an, so verdoppelt sich die erforderliche Leistung, also 6000 Watt. Hat man jetzt einen Akku mit 60 Volt, dann müßte man daraus 100 Ampere ziehen......
    Den Rest überlass ich euch.
    (Anmerkung: Mir ist bewußt, daß die Rechnung so nicht ganz stimmt, bei den geringen Fluggeschwindigkeiten ist sie als Näherung jedoch brauchbar)
    CU
    Ernst

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