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AW: Drachen / GS mit Elektroantrieb
Ich tippe auf 420 N.
Da sind wir mal gespannt.
Kommentar
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AW: Drachen / GS mit Elektroantrieb
Hallo Ludewig,
wenn ich hier jetzt eine Zahl in Newton hinschreibe, sagen die "Normalpiloten" und der Thommyy: damit kann man ja nicht fliegen.
Also mache ich das einmal umgekehrt:
Ein Gleitschirm soll komplett 110 kg wiegen (Pilot 75 kg, Schirm 5kg, Antrieb 20kg, Gurtzeug, Rettung etc.10kg). Er sinkt bei antriebslosem Flug mit 1,5m/s.
Diese Fuhre wollen wir jetzt mit echten 2m/s steigen lassen. Da wären wir dann in 50sek 100m höher und in 5min 600m.
Das wäre doch wirklich ein schöner Steigflug und es gäbe an dem "Dampf" des Antriebs für eine Starthilfe nichts zu meckern.
Welchen Schub meinst Du muss der Propeller dann liefern?
Ist ganz einfach und da gibt es auch nichts herumzudiskutieren, das ist Physik pur:
385 Newton oder ca. 38,5kp!!!!
boa ist doch lächerlich, aber wahr. Der Propeller muss den 110kg schweren Schirm mit insgesamt 3,5 m/sek hochheben. 1,5 m um das Eigensinken zu kompensieren und 2 m für das echte Steigen. Das erfordert eine Schubleistung von 1100N x 3,5m/sek = 3850 W. Dafür muss also der Propeller bei einer Fluggeschwindigkeit von 10m/sek (36km/h) mit 385 N schieben.
Damit der Propeller diesen Schub liefert, muss der Motor eine Abgabeleistung haben, die der Propellerleistung geteilt durch den Wirkungsgrad des Propellers entspricht. Unser Propeller hat bei dieser Schubleistung und Fluggeschwindigkeit ca. 48% Wirkungsgrad (bei niedrigerer Leistung steigt der Wirkungsgrad an !!!!).
Damit muss der Motor 3850/0,48 = 8021W also ungefähr 8kW Leistung abgeben. Dann saugt der Motor (Wirkungsgrad HPD 10 = 0,94) aus der Batterie eine Leistung von 8kW/0,94 = 8,53 kW
Nun zu Deiner Frage: welcher Schub in Newton wird dabei erzeugt?
Im Flug gemessen um die 385 N.
Ob jetzt wirklich das Steigen 2m/sek ist, hängt davon ab, ob die Annahmen in der Praxis zutreffen. Ist die GS-Fuhre wirklich 110kg schwer? Hat der Schirm tatsächlich 10m/sek Fluggeschwindigkeit? Ist die Luft ruhig oder böig? Steigt sie oder fällt sie? wie hängt der Pilot im Sitz? Wie fliegt er Kurven und, und, und .???
Man sieht, wie unsinnig es ist, einfach eine Zahl für den Schub anzugeben und dann auch noch im Stand, um die Leistungsfähigkeit eines völlig neuartigen Antrieb beurteilen zu können.
Entscheidend ist, dass Propeller und Motor und Akku einen guten Wirkunggrad bei der notwendigen Schubleistung und Fluggeschwindigkeit haben, dass der Motor überhaupt die erforderliche Dauerleistung von über 8kW abgibt ohne zu überhitzen und dass die Strömung um den Propeller nicht durch einen Käfig gar mit einer Netzbespannung und den Pilotenkörper völlig verwirbelt wird.
Ich höre jetzt besser auf sonst steinigen mich die "Normalpiloten", die ja angeblich nur eine Zahl brauchen, um die Leistungsfähigkeit eine Antriebs zu beurteilen.
Für die Experten: rechnet mal nach, welche miserablen Wirkungsgrade ein klassischer Motorschirm hat, der angeblich 600N Schub braucht, um damit ordentlich zu fliegen.
Ja, stimmt. Der Motor braucht dann wirklich seine 20PS. Aber Benzinenergie kostet ja fast nichts
Seit jetzt nicht beleidigt. Die Wahrheit ist halt mal so hart.
WernerKommentar
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AW: Drachen / GS mit Elektroantrieb
Hallo Werner oder jemand anders der das weis,
mal eine ganz andere Frage: Braucht man spezielle Tragegurte für den E Antrieb? Soweit ich weiss ist das beim Motorschirm so. Muss man irgendwas umrüsten oder kann ich jeden Schirm mit E Antrieb fliegen, soweit ich innerhalb des Gewichtsbereich bleibe?
Grüße, NadineKommentar
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AW: Drachen / GS mit Elektroantrieb
Danke für die anschauliche Rechnung, Werner.
Das macht auch den Piloten die Zusammenhänge klarer, die nicht so tief in der Physik stecken.
Gruss Hartmuthttps://vimeo.com/49892438Kommentar
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AW: Drachen / GS mit Elektroantrieb
Hallo Nadine,
Nein, brauchst Du nicht. Jeder Schirm, der vom Hersteller für die Startart Elektro als geeignet eingestuft ist, kann sowohl für den Bergstart als auch den E-Start benutzt werden. Er muss nur im Gewichtsbereich inklusive Antrieb liegen. Nach letztem Stand wird auch kein K-Flug (Kompatibilitätsflug) vom DHV gefordert.
WernerKommentar
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AW: Drachen / GS mit Elektroantrieb
Wer also mindestens 25kg Platz läst bis zur DHV-Obergrenze hat auch kein Problem.
So soll es sein.
Werner hat mir ein Abschaltvideo geschickt das ich hier weitergeben darf für alle Interessierenden. Bitte mit Rechtsklick die Datei zuerst speichern:
ftp://ftpuser:ftpuser@87.237.241.182...2s%20Rampe.AVI
Das Video zeigt den älteren 1,4kg 1,4m Propeller am 10KW-Motor.
Abgebremst wird der Propeller aus 1958 U/min und kommt tatsächlich nach spätestens 0,6 Sekunden zum stehen. Und wie ich einschätze ist da noch mehr möglich. Der leichtere Scott-E-Prop könnte die 0,4s sicher schaffen.
Damit ist der Käfig-Paramotor ab Heute Geschichte.
Wieder eine Entwicklung Made Germany.
Jetzt kommt es darauf an die Elektronik so sicher und einfach wie in unseren Autos zu machen. Schauen wir mal.
TomyZuletzt geändert von Tomyy; 07.05.2011, 09:38.Kommentar
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AW: Drachen / GS mit Elektroantrieb
Kleiner Hinweis am Rande: das AVI ist 45MB (bei durchschnittlich 650kB/sec.)Kommentar
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AW: Drachen / GS mit Elektroantrieb
Mal so als kleiner Mut-Macher:
Es tut sich was!Li-Tec hat sich gemeinsam mit den Großkonzernen Evonik, BASF und VW verpflichtet, in den nächsten Jahren 360 Millionen Euro für Forschung und Entwicklung an der Lithium-Ionen-Technologie zu investieren. Gleichzeitig stellt das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) 60 Millionen Euro für diesen Bereich zur Verfügung.
(Quelle: Li-Tec Homepage)
Und es tut sich direkt vor unserer Haustür.
Die Li-Tec hat ihren Sitz in Kamenz (Sachsen) und beschäftigt 180 Mitarbeiter - um die Verbesserung der Akkutechnologie brauchen wir uns keine Sorgen machen....Kommentar
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AW: Drachen / GS mit Elektroantrieb
Hallo Tomyy,Werner hat mir ein Abschaltvideo geschickt das ich hier weitergeben darf für alle Interessierenden. Bitte mit Rechtsklick die Datei zuerst speichern:
ftp://ftpuser:ftpuser@87.237.241.182...2s%20Rampe.AVI
Das Video zeigt den älteren 1,4kg 1,4m Propeller am 10KW-Motor.
Abgebremst wird der Propeller aus 1958 U/min und kommt tatsächlich nach spätestens 0,6 Sekunden zum stehen. Und wie ich einschätze ist da noch mehr möglich. Der leichtere Scott-E-Prop könnte die 0,4s sicher schaffen.
danke für das Video.
Die Vorführung ist wirklich beeindruckend, wie die Propellermasse durch den Motor in exterem kurzer Zeit gebremst wird - offensichtlich auf magnetischen Wege. Kombiniert mit geeigneten Sensoren, die eine kritische Situation eindeutig und schnell erkennen können, scheint dieses System wirklich sein Geld wert zu sein.
Gruss Hartmuthttps://vimeo.com/49892438Kommentar
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AW: Drachen / GS mit Elektroantrieb
Hallo E-Freunde,
ich mache jetzt mit meiner Infoserie zum SCOTT-E weiter.
Nachdem ich bereits im Beitrag/Antwort 516 und 539 zum Motor und zum Schubsystem im Detail informiert habe, werde ich heute auf den Energiespeicher/ Akku eingehen.
Der Akku des Scott-E ist ein LiIo Akku bestehend aus 252 bzw 280 Einzelzellen vom Typ 18650 VT (Zellenlänge 56mm, Zellendurchmesser 18mm) der Firma Sony in Japan.
Diese Zellengröße ist Industriestandard und wird von allen marktführenden Zellenherstellern mit Macht weiterentwickelt. Die Zellen sind so miteinander verbunden, dass die maximale Ladespannung 57,4 V und der im praktischen Fliegen entnehmbare Energieinhalt etwas mehr als 1kWh beträgt. Der Akku wiegt 11,5kg inclusive Batteriemanagementsystem. Das reicht für ein Steigen auf 600m für den 80 kg Pilot mit einem Schirm der Kategorie A aus. Leichtere Personen können mit einem Hochleistungsschirm auch 800m erreichen.
Standartmäßig wird der Akku in 2,5 -3 Stunden aus dem voll entleerten Zusatnd wieder geladen. Es gibt auch ein stärkeres Ladegerät, mit dem der Akku in 1,5 Stunden wieder voll ist.
Für Piloten über 100kg oder für solche unter 60kg gibt es auch verstärkte oder abgemagerte Ausführungen.
Scott-e ist mit einem BMS (Batteriemanagementsystem) direkt auf dem Akku ausgerüstet, das nicht nur die üblichen Funktionen wie Spannungs-,Strom- und Temperaturübewachung hat sondern auch sicherstellt, dass immer nur der von der Antriebssteuerung momentan angeforderte Strom bereitgestellt wird. Dies gilt beim Entladen und Laden des Akkus. Außerdem speichert das BMS die gesamte Historie der Benutzung des Akkus. Diese Funktion gibt die Möglichkeit Garantien für den Akku zu gewähren, da sowohl die Lade- und Entladezyklen und die dabei verbrauchten Energiemengen als auch eventuelle mechansiche Schocks erfasst und gespeichert werden.
Einige Worte zur Sicherheit und Lebensdauer der im Scott-E verwendeten Zellen:
Die Zellen dieses Typs sind eigensicher. Das heißt sie können sich nicht von selbst entzünden weder bei Kurzschluss noch bei Penetration mit einem Nagel, nicht beim Überladen und auch nicht beim total leer machen. Man darf sie nur nicht ins Feuer werfen, was ja wohl auch keiner tut.
Die Lebensdauer liegt gemäß Sony - Datenblatt bei 800 bis 1000 Vollzyklen. Dann haben Sie aber immer noch 80% der Anfangskapazität und können für andere Anwendungen weiterverwendet werden. Erreicht man diese Zyklenzahl nicht, altern die Zellen und werden wie alle LiIo Zellen vorraussichtlich in 6-8 Jahren deutlich in Ihrer Leistungsfähigkeit nachlassen. Weil es diese Zellen erst seit ca. 3,5 Jahren auf dem Markt zu kaufen gibt, müssen wir uns hier auf Zeitraffertests und Erfahrungen des Herstellers mit anderen Zellentypen verlassen.
Mit den vielzitierten kurzlebigen Höchstleistungs - Flugmodellbauakkus haben diese Zellen wenig zu tuen. Unsere Zellen werden im Gewerbebereich vor allem in Hochstromanwendungen professioneller Elektrogeräte wie Bohrschrauber und Bohrhämmer im Bauhandwerk unter härtesten Bedingungen eingesetzt.
Einbau im Scott-E
Der Akku ist in einem stabilen Kasten aus GFK direkt in dem Scott-e Gehäuse flach auf dem Rücken des Piloten untergebracht. Dieser Kasten ist gleichzeitig tragendes Element des Antriebs und bietet den bestmöglichen Schutz für diese teuerste Komponente der ganzen Einheit. Auch bei einem heftigen Crash kann dem Akku sellbst nichts passieren und er kann auch dem Piloten keine Verletzungen durch seine Wucht zufügen. Ein speziell für den Crashfall konzipierter Dämpfungsbügel unterhalb des Akkukastens fängt die Masse des Akkus ab ohne auf den Piloten eine Zusatzbelastung zu erzeugen.
Durch diese Art des Akkueinbaus ist es nicht wie bei einem separaten Akku möglich, dass man das gute Stück irgendwo vergisst oder ungeschützt im Kofferraum herumrollen lässt. Es verschwindet nach dem Flug einfach mit dem Gurtzeug und dem daran angebauten Scott-E im Kofferraum oder im Packsack, wenn man erst noch mit öffentlichen Verkehrsmitteln zurückfahren muss.
Elektrische Verbindungen
Mechanisch bleibt der Akku permanent mit dem Motorcontroller und den Hilfssystemen vebunden. Die Trennung der Spannung nach dem Benutzen des Scott-e erfolgt über einen Halbleiterleistungsschalter, sodass das ganze Antriebssystem bis zum Wiederbenutzen in eine Schlafstellung geht. Dadurch ist es möglich ohne verschleissende und schwergewichtige Steckkontakte auszukommen. Auch auf der Schwachstromseite müssen keine Steckverbindungen gekuppelt werden, was das ganze elektrische System auch nach langem häufgem Gebrauch sehr störungssicher macht.
Entladeverhalten
Die Spannung eines LiIo Akku unter Last hängt von der Akkutemperatur und dem Ladezustand ab. Damit ist die Vollgasleistung eines Elektroantriebs davon abhängig, wie voll der Akku noch ist und welche Temperatur er hat. Beim Start hat er die höchste Leistungsfähigkeit und kurz vor dem Entladeschluss die niedrigste.
Der Scott-E Akku ist so ausgelegt, dass er bei niedrigen Temperaturen nach z.B. längerer Lagerung im kalten Kofferraum oder in der Garage dem Piloten noch einen kraftvollen Start ermöglicht. Auch wenn der Akku nach längerem Flug nur noch eine geringe Entladreserve hat, reicht die Spannung noch immer für einen brauchbaren Steigflug aus. Dies ist eine sehr wichtige Eigenschaft, da die für einen Steigflug nicht mehr brauchbare Energie sonst völlig nutzlos herumgeschleppt wird.
So weit zum Akku des Scott-E und seine Hilfssysteme. Ich freue mich über Eure Fragen
WernerKommentar
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AW: Drachen / GS mit Elektroantrieb
Leider hat der Hersteller Geigerengineering das Abschaltvideo wieder von seiner Seite entfernt weil er meint der Traffic wird zu groß und es kostet auch Geld.
Ich habe das 48Mbyte Video auf 1 Mbyte verkleinert und Ihr könnt es einige Zeit von meiner Homepage direkt anschauen...bis ich Haue vom Hersteller bekomme.
Klickmich
TomyyZuletzt geändert von Tomyy; 10.05.2011, 14:30.Kommentar
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AW: Drachen / GS mit Elektroantrieb
Hallo E-Freunde,
Hier folgt nun der 4.Teil meiner Beschreibung für den Scott-e als Aufstiegshilfe. Nach der Beschreibung des Gesamtkonzepts, dem Motor, der Schubeinrichtung/Propeller und dem Akku möchte ich heute auf das sicher innovativste Merkmal des Scott-E eingehen, die
Antriebssteuerung mit dem virtuellen Käfig :
Ein hinreichend starker Motor, ein leistungfähiger und leichter Akku, ein effektiver Propeller und eine ergonomisch gestaltete Rückentrage sind zwar das Rückgrad eines elektrischen GS-Antriebes, sind aber bei weitem noch kein für die Startart Elektro geeignetes System. Dazu gehören unverzichtbar ein Bedien- und Überwachungssystem für den Antrieb und ein Sicherheitssystem, das den Verzicht auf den mechanischen Propellerkäfig nicht zu einem erhöhten Risiko für den Piloten werden lässt.
Für den Scott-e besteht dieses Bedien-, Überwachungs-, und Sicherheitssystem aus 6 Teilkomponenten:
-elektronischer Powergriff/ Gasgriff
-SDC (smart drive control) als zentrale Steuereinheit
-Drehzahlsteller
-VC (virtual cage) Modul
-BMS Batteriemanagementsystem
-RCM Datenspeicher- und Auswertesysstem
Diese Teilkomponenten sind von Geiger Engineering mit eigenem in langer Industrieerfahrung und Jahrzehnten Flugpraxis erworbenen Know How entwickelt worden und werden heute in zahlreichen Anwendungen in diversen leichten Fluggeräten eingesetzt. Spezifisch für den Gleitschirmantrieb wurde das VC Modul und der elektronische Powergriff entwickelt. Beide Komponenten passen soft- und hardwaremäßig nahtlos in das Gesamtsystem.
Die Schlüsseltechnologie für das Starten und Fliegen mit einem E-Antrieb ohne mechanischen Propeller ist das VC Modul.
Wie funktioniert das und warum gibt es für den Piloten eine größere Sicherheit als ein mechanischer Käfig?
Das VC-Modul oder der virtuelle Käfig gibt nur dann den Strom für den Motor frei, wenn sich alle Betriebsparameter des Gleitschirms und die Positions- und Bewegungsdaten des Piloten mit dem Antrieb auf dem Rücken in sicherem Zustand befinden. Das ist der Fall, wenn der Schirm sich sauber über dem Piloten in ruhigem Flugzustand befindet und die Propellerachse ruhig und nicht zu stark nach oben oder unten geneigt ist. Was nun sauber oder ruhig oder zulässig geneigt ist, das ergibt sich aus den eingestellten zulässigen Toleranzen, den "Arbeitsfenstern".
Um die tatsächlichen Positionen und Bewegungungen von Schirm und Piloten festzustellen, sind 2 Sensormodule auf dem Obersegel des Gleitschirms und 1 Sensormodul im Gehäuse des Scott-e befestigt. Diese senden mittels Funkverbindung die Messdaten zur Zentraleinheit im Scott-e, wo sie geprüft und ausgewertet werden.
Liegen die Ergebnisse für die Positionen, Geschwindgkeiten/ Drehgeschwindigkeiten und Beschleunigungen/ Drehbeschleunigungen im Arbeitsfenster wird der Motorstrom freigegeben bzw. darf weiterfließen. Ist dies nicht mehr der Fall, weil zum Beispiel eine Böe die rechte Kappenseite gefährlich nach vorne beschleunigt oder die Krümmung des Segels zu gering ist, wird innerhalb von ca.0,5 Sekunden der Propeller gestoppt.
Diese sehr schnelle Reaktion ist notwendig, damit vom Auftreten der Störung bis zum Stillstand des Propellers weniger Zeit vergeht als die Leinen oder gar das Tuch brauchen um in eine gefährliche Nähe des Propellers zu kommen. Ähnliches gilt für den Startlauf, wo die Störung auch durch eine Taumelbewegung des Piloten oder durch eine falsche Körperhaltung hervorgerufen werden kann.
Die hohe Übertragungsrate der Datenströme zwischen der Zentraleinheit und den Sensoren führt zu einer praktisch verzögerungsfreien Reaktion des Systems. Damit ist eine sehr hohe Sicherheit vor einer gefährlichen Kollision des Propellers mit Teilen des Gleitschirms gegeben.
Durch konventionelle vom Piloten auszulösende Schalter ist eine vergleichbare Sicherheit niemals zu erreichen. Das liegt daran, dass der Pilot eine Störung häufig erst dann mitbekommt, wenn die Auswirkung der Störung (Schirmklappen, Vorschießen, Wegdrehen...) schon eingetreten sind. Bis dahin ist aber möglicherweise schon so viel Zeit verloren, dass ein Stillsetzen des Propellers bis zu einer Kollision nicht mehr möglich ist. Vor allem beim Startlauf bei schwachem Wind ist es dem Piloten kaum möglich die Lage seines Schirmes zu beobachten. Die Gefahr von Leinenfressern oder Propellerbruch ist dann extrem hoch.
Das Starten mit dem Scott-E braucht deswegen eine gewisse Übung unter verschiedenen Wetterbedingungen. Das VC-System informiert den Piloten mittels eines akustischen Signals über die Motorfreigabe. Damit lernt er/sie schnell einen sauberen Start durchzuführen. Die "Stimme des VC" ist ungnädiger als die eines Fluglehrers.
Alle Daten der Sensorik werden zusätzlich zu den Betriebsdaten des Antriebs und des Fluges selber im RCM Modul syncronisiert gespeichert und können im Anschluss an den Flug mittels eines speziell dafür entwickelten Programms am PC visualisiert und analysiert werden. Damit kann der Pilot oder/und sein Fluglehrer sofort sehen, wegen welcher Störung der Antrieb abgeschaltet hat, um sofort daraus Korrekturen des eigenen Verhaltens abzuleiten.
Das RCM Modul ermöglicht auch die Analyse des gesamten Fluges, um z.B. an Hand des Energieverbrauchs die eigene Flugstrategie zu optimieren.
WernerKommentar
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AW: Drachen / GS mit Elektroantrieb
Hallo,
hast du dich hier nur verschrieben oder habe ich nur eine falsche Vorstellung von einem mechanischen Propeller?
Ich habe noch eine Frage, wie reagiert das Gerät auf Erschütterung. Sicherlich schaltet der Sensor den Motor ab wenn das Gurtzeug zu arg wackelt oder?
Kann dann bei Startläufen (auch längere z.B. im Hochsommer in der Ebene) garantiert werden das der Motor sich einschalten lässt, oder muss der Pilot einen Start lernen bei dem er ganz ruhig läuft?
Ich hoffe du verstehst was ich meine.
BeneKommentar
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