Mindestantriebsleistung von Segelflugzeugen?

[Basti 205]

Hallöle,
Ich muss mich doch auch mal wieder hier blicken lassen, natürlich nur mit einer Frage an die Experten.
Was für Mindestantriebsleistung braucht damit z.b. ein Easyglider oben bleibt?
Die Frage kommt weil jemand aus einem Modellmotorenforum fragt ob es möglich wäre ein Segler mit einem Stirlingmotor in der Luft zu halten.
Ich habe jetzt was von 50-100W/Kg gegooglet was weit von dem was ein Stirling in der Größe bringen könnte entfernt liegt, und der Motor alleine fliegt ja noch nicht.
Ich finde die Idee auch sehr spannend um mal wieder zwei Hobbys zu kombinieren nur haben meine Schreibtisch Stirlingmotoren eigentlich keine nennenswerte Nutzleistung.

Gruß Basti

[frankyfly]

Wenn man Gleitzahl, Gewicht und Geschwindigkeit kennt müsste man das zusammen mit Newton doch eigentlich ausrechnen können! wobei ich aus dem Bauch heraus sagen würde - Lieber Lepo oder Winde mit Stirlingmotor und Segler ohne Motor - Da Beißt einen das Gewicht nicht so in den Hintern´

[Basti 205]

Mir würde ja eine ungefäre Schätzung ob 10 oder 100W für einen normalen Modellsegler zum oben bleiben reichen. Wobei ich auch bezweifle das man mit einen passenden Stirling auf 10W Output kommt.
Ich hatte meinen Easygligder ja auch schon mal mit einem Minimalantrieb 350mA 3S Akku ausgestattet, der hatte noch deutlichen Steigflug. Leider weis ich nicht mehr was der Atrieb gezogen hat aber 100W waren es bestimmt.

[Heling]

Nach allem, was ich bisher an Stirlings gesehen habe, glaube ich nicht, dass damit ein Flugzeug zu betreiben ist, ohne jedoch genaue Zahlen zur Hand zu haben. Bauchgefühl: zu groß, zu schwer, zu wenig Leistung.

[Husi]

Moin Basti,

schön dich hier auch mal wieder zu lesen. (Das hat aber nichts mit unserem Telefonat zu tun, oder?)

Du kennst ja meinen E-Segler, den ich in Schmoldow dabei hatte.
Nach der sehr schönen Ausführung von Helmut Schenk (siehe hier -> PDF <- ) habe ich mal ein paar Daten zusammen geschrieben.

Die Auswertung eines Meßfluges ergab ungefähr folgendes:
Flugdauer (ohne Motor) 4 Min und 20,1 Sekunde => 260,1 Sek.
Höhenverlust in dieser Zeit: 264,4 Meter
Die Durchschnittliche Fluggeschw. war: 37,45 Km/h => 10,4 m/s
Mit dieser Geschw. wurde während der Flugzeit (260,1 Sek) eine Strecke von 10,4 * 260,1 = 2705,7625 Meter zurück gelegt.
Daraus ergibt sich eine Gleitzahl von: 264,4 / 2705,7625 = 0,09771737 => Kehrwert = 10,2336 (nur )

Der nötige Schub für einen horizontalen Flug ermittelt Helmut Schenk so:
Schub (Horizontal) = Gewicht / Gleitzahl
Das Gewicht beträgt ca. 2,2 Kg => 2,2 * 9,81 = 21,58 N

Schubkraft (Horizontal) = 21,58 / 10,2336 = 2,109 N
Antriebsleistung = Schub (Horizontal) * Geschwindigkeit = 2,109 * 10,4 = 21,93 Watt

bei einem Wirkungsgrad von 42% (Propeller + Motor + Regler + Kabelverluste) ergibt sich eine nötige Antriebsleistung = 21,93 / 0,42 = 52,2 W (die dem Akku entnommen werden müssen)


Vielleicht schreibt ja Andi noch etwas zu dem Thema, wie verhält es sich tendenziell bei kleinen bzw. noch größeren Modellen mit der nötigen Antriebsleistung.
Ich denke je größer ein Modell wird, desto besser kann dessen Wirkungsgrad werden. Natürlich wird dabei die "total" gebrauchte Leistung dann auch mehr...

Wie verhält es sich bei deinen Motoren? Ist das der Motor-Wirkungsgrad (Leistung / pro Motorgewicht) bei kleiner werdenden Motoren besser, oder umgekehrt?

Viele Grüße
Mirko

[dilg]

Hallo Basti, schön wieder was von dir zu lesen...


Zu deinen Problem, ich hab da einen andren Ansatz:

mit meinen Mikrosegler und 500mAh Akku flog ich so 6 min. Dh 0,5Ah bei 0,1h macht grob 5A.

5A mal 3S sind irgendwas über 55 Watt, das is jetzt amal a grober Wert für eine Abschätzung.
(Die Werte sind ganz grob aus dem Gedächtnis, aber es geht ja eh um die Größenordnung)

[bzfrank]

Ich nehm immer die Daumenregel 1 Watt pro Gramm, klappt gut.

[Basti 205]

Solche Rechnungen wie von Mirko habe ich befürchtet
Bei Stirlingmotoren soll mit der Größe auch das Leistungsgewicht wachsen, somit wird wohl ein handliches Modell ausscheiden.
Die ca. 50W hat mein Bauchgefühl jetzt auch gesagt. Leider denke ich das es nicht möglich ist mal eben einen leichten Stirling zu bauen der diese Leistung bringen wird. Bei 10W pro Kilo hätte ich gesagt das baue ich mal schnell aber das daraus ein Projekt wird mit dem man beim bei der Inter-Ex aufs Treppchen kommt habe ich weder Lust noch Zeit.

Schade eigentlich...

[tracer]

Schade eigentlich...

...um gottes Willen nichts nehmen was auf Anhieb funktioniert...

Und schon gibst Du auf?

Bei Dir hätte ich ich eher ein "challenge accepted" erwartet …

[Basti 205]

Ja ja, lang ists her das ich solche Projekte durchgezogen habe. Meine Flugmodelle stauben seit Schmoldow wieder ein und dann soll ich ein Projekt mit den Erfolgsaussichten starten? Als ich von der Idee hörte war ich auch kurz drann zu sagen "challenge accepted" aber wenn man da zwei Uni teams zu braucht damit das was wird lasse ich es glaube besser gleich

[Mataschke]

Aber du hast doch Mirko interessante Idee auf jeden Fall!


Gruß Michael

[Husi]

Mion Basti,

aber wenn man da zwei Uni teams zu braucht damit das was wird ...

ohne mit dem Andi gesprochen zu haben, glaube ich sagen zu dürfen, das wir beide dich als Uni-Team Nr. 1 unterstützen werden.

Viele Grüße
Mirko

[Husi]

Aber du hast doch Mirko

2 Dumme und ein Gedanke ?

[Basti 205]

OK, ich nehme den Easyglider und spare mir damit das Flugzeugteam. Also konstruiert ihr mir einen Stirlingmotor mit einem Leistungsgewicht von 50W/Kg Das hört sich leider extrem unrealistisch an
Hier gibt es einen Zeichnungssatz für einen Stirling mit 3,5W Wellenleistung wie ich ihn bauen könnte. So wie er aussieht war er für die Leistung In der Hölle. Leichtgebaut bekommt man ihn vielleicht auf 0,5Kg macht also 7W/Kg. Das ist immer noch weit von dem was man zum fliegen braucht entfernt. Einen Brenner mit ausreichend Leistung braucht man auch noch

[Heling]

Einen Brenner mit ausreichend Leistung braucht man auch noch

Ganz genau. Der Brenner braucht auch ordentlich Leistung bei einem Wirkungsgrad, der irgendwo zwischen knapp über Null und zehn Prozent liegen dürfte. Gibt eine Menge Abwärme, die gefahrlos das Modell verlassen müsste. Der Brenner sollte möglichst zugfrei arbeiten können, sonst wird die Beheizung des Motors schwierig.

Ein Weg zu besserem Leistungsgewicht wäre ein gekapselter Motor mit höherem Innendruck und beispielsweise Helium als Gas. Damit lassen sich deutlich höhere Arbeitsdrücke und somit mehr Leistung erzielen. Allerdings wird das schwieriger in der Fertigung und durch die gekapselte Bauweise auch eher schwer.

Zu klein sollte das Projekt also nicht geplant werden. Ab einer gewissen Mindestgröße mag es vielleicht tatsächlich klappen.