Anlasser als Lichtmaschine?

Spunki

User
Hallo Jungs!

Nur mal so als Anregung ...

Bei unseren Modellturbinen ist offensichtlich der Wunsch vorhanden genauso wie die "Grossen" völlig autark ohne zusätzliche Betriebsmittel auszukommen ...

Ein gutes Beispiel für diese Tendenz ist der mittlerweile ausgereifte und verfügbare Kerosinstart, der sonst notwendige interne Gastank und/oder die externe Gaskartusche fallen weg ...

Weiters gehen Überlegungen dahin "Zapfluft" für Bremse und/oder sogar Fahrwerk zu nutzen, ein externer Kompressor würde dann auch nicht mehr notwendig sein ...

Selbst beim Öl gibt es wieder erfolgreiche Ansätze einer Getrennt(umlauf)schmierung um Betriebsmittel (Öl) zu sparen ...

Der nächste für mich logische Schritt wär demnach eine unabhängige (Eigen-)Stromversorgung, sprich "Lichtmaschine", dafür würde sich der sowieso vorhandene Anlassermotor anbieten der dann Strom liefert ...

Das Problem dabei wär nur die Ankopplung des Startermotors an die hohen Drehzahlen der Turbinenwelle, könnte aber mit einem kleinen Flügelrad an der Anlasserkupplung klappen, berührungslos und mit dem notwendigen Schlupf ...

Würde dann wie folgt aussehen: Turbine startet wie gewohnt, Starter kuppelt aus und ECU schaltet auf "Generatorbetrieb" um. Der Turbinenakku dient dann lediglich nur mehr als "Puffer" der wie beim PKW überwacht geladen wird und könnte dementsprechend kleiner und leichter ausgelegt werden ...

Landen mit vollem ECU- (oder sogar Empfänger-)Akku, wär doch was oder?

Nur so ein "Hirngespinst" von mir ...


Grüße Spunki
 

uwe

User
Hallo Andreas

Warum nicht folgenden Ansatz:

1. Impellerrohr im Inneren des Fliegers mit Motor als Generator
2. Spannungsregelung auf Ladespannung
3. Akkuweiche die 2. Akku der nicht benutzt wird auf Laden schaltet.

Folge nichts Aktives wird beeinträchtigt.

Gruß Uwe
 
Mal so als hinweise am rande:
Um eine saubere (konstante) und brauchbare spannung zu erzeugen, muss ein Motor der für sowohl den motor als auch für den generatorbetrieb ausgelegt ist, mit immer gleicher drehzahl gedreht werden.
Punkt 1: ein guter motor ist immer ein grottenschlechter generator, und umgekehrt. Ne saubere auslegung ist hier nicht wirklich möglich.
Punkt 2: konstante drehzahlen.....nur zu erreichen über einen CSD, einen constant speed drive. Ist ein riesiges getriebe, sehr wartungsintensiv und schwer. Sieht in etwa so aus:

constant-speed-drive.jpg


Bei aller liebe zum basteln, aber das ist richtig richtig kompliziert...
 
Spunki schrieb:
Hallo Jungs!

Nur mal so als Anregung ...

Bei unseren Modellturbinen ist offensichtlich der Wunsch vorhanden genauso wie die "Grossen" völlig autark ohne zusätzliche Betriebsmittel auszukommen ...

Ein gutes Beispiel für diese Tendenz ist der mittlerweile ausgereifte und verfügbare Kerosinstart, der sonst notwendige interne Gastank und/oder die externe Gaskartusche fallen weg ...

Weiters gehen Überlegungen dahin "Zapfluft" für Bremse und/oder sogar Fahrwerk zu nutzen, ein externer Kompressor würde dann auch nicht mehr notwendig sein ...

Selbst beim Öl gibt es wieder erfolgreiche Ansätze einer Getrennt(umlauf)schmierung um Betriebsmittel (Öl) zu sparen ...

Der nächste für mich logische Schritt wär demnach eine unabhängige (Eigen-)Stromversorgung, sprich "Lichtmaschine", dafür würde sich der sowieso vorhandene Anlassermotor anbieten der dann Strom liefert ...

Das Problem dabei wär nur die Ankopplung des Startermotors an die hohen Drehzahlen der Turbinenwelle, könnte aber mit einem kleinen Flügelrad an der Anlasserkupplung klappen, berührungslos und mit dem notwendigen Schlupf ...

Würde dann wie folgt aussehen: Turbine startet wie gewohnt, Starter kuppelt aus und ECU schaltet auf "Generatorbetrieb" um. Der Turbinenakku dient dann lediglich nur mehr als "Puffer" der wie beim PKW überwacht geladen wird und könnte dementsprechend kleiner und leichter ausgelegt werden ...

Landen mit vollem ECU- (oder sogar Empfänger-)Akku, wär doch was oder?

Nur so ein "Hirngespinst" von mir ...


Grüße Spunki


also scale da brauchten wir ja eine 2e bine (apu)
sonst da must ein bruschless dran.
aber fuhr all das extra gewicht (schunt , motor , wandler)
hat man auch 2 extra 3200 kokam lipo,s sodas man fast eine woche in die luft sind .(das ist ja langer dan einen 380 airbus... ;-)
 

Spunki

User
Danke Jungs!

Ich denke die ECU-Hersteller würden es schon schaffen selbst einem gewöhnlichen speed-Motor Strom in brauchbarer Form abzuringen, wie dies nun im Detail aussehen könnte überlasse ich den Elektronikexperten ...

Wichtig wär nur dass die Leistungsbilanz stimmt, sprich die "Lichtmaschine" müsste geringfügig mehr liefern als Pumpe+ECU gerade aktuell verbrauchen ...

Überlegung: Bei meiner TJ-67 läuft die Häusl-Pumpe bei Vollgas (120.000U/min) an 6 Zellen mit max. 2.7 Volt Pumpenspannung. Der Strom müsste dabei bei rund 1,2 Ampere liegen ... als Pumpenleistung ergeben sich daraus also ca. 3,2 Watt ... und die ECU selbst verbraucht auch nur minimal Strom ... in Summe (inkl. der "Wandlerverluste") müsste die "Lichmaschine" sagen wir mal 6 Watt liefern (können) ... würden 6 Watt "Generatorleistung" den Startermotor überfordern? ... denke nicht, das packt der ...

Und es müsste bestimmt auch eine Gewichtsersparnis bringen, der ECU-Akku kann dann gerade mal so groß (und leicht) ausfallen als dass er lediglich einige Startversuche zulässt, analog zum PKW wo dann auch bald Schluss ist ...

Ich denke die wenigen zusätzlichen Elektronikbauteile und das kleine Flügelrad (z.B. aus CFK) an der speziellen Starterkupplung würden dann kaum ins Gewicht fallen ...

Wie auch immer, vermutlich nur eine meiner "Schnapsideen", also laden wir weiterhin brav unsere dicken, teuren und schweren Akkus vor jedem Flug ;)


Grüße Spunki
 

airtech-factory

User gesperrt
Bei den Flugzeiten unserer Modelle dürfte für das Anlassen und Vorglühen mehr Strom verbraucht werden als in einem 8 min. Flug wieder reingeladen werden könnte... also würde sich höchstens die Betriebsdauer bis zum nächsten aufladen herauszögern. Um eine genauen Akkuzustand zu bekommen bedarf es wohl recht aufwändiger und kostenintensiver Technik.

Wenn dann so ein Lüfterrädchen mal aus materialermüdung "durchgesaugt" wird hat man dabei eh nix mehr verdient..

Ich sehe mehr Sinn in Eurer Fuelwatch.. :p

Jörg
 
Spunki, du überliest den springenden punkt, das CSD.....enwickel ein anflansch-CSD für Speed400 das 125000rpm abkann und wir reden weiter :-)
Aber vielleicht sollten wir erst mal die achsial-strahlturbine in den griff bekommen bevor wir uns um so spielereien gedanken machen :-)
 

Spunki

User
@Jörg!

Du hast natürlich recht, das "System" müsste so ausgelegt werden sodass nach 8min (mit Fuelwatch 10-12min) der kleine ECU-Akku wieder aufgeladen wäre ...

Analog unseren Stromversorgungen in Diesel-PKW´s, die glühen im Winter auch ordentlich vor, starten dann zähe, fahren mit Licht, Heckscheibenheizung und bleiben dann aber selbst im langsamen
Kurzstreckenverkehr (Stadt) selten liegen ...

Und das kleine "Turbinenrädchen" könnte man ja auch aus hochfestem Alu mitsamt der Kupplung fräsen, dann bricht auch nichts ab und wird "hindurchgesaugt" ...

@Hank!

Braucht es wirklich ein "CSD"?, mit 125.000? ... ich denke so 25.000, vielleicht 30.000 U/min stellen die Obergrenze für unsere einfachen Speed-Motoren dar ... leistungsmäßig wären da diverse baugleiche speed400-race (die mit Schachtkohlen) bestimmt ausreichend, auch bei "nur" 25.000 U/min ...

Deshalb würde ich da auch voll auf die Elektronikentwickler setzen, bin überzeugt die schaffen es auch aus einer völlig "versauten" und schwankenden Generatorleistung "sauberen", stabilen und brauchbaren Strom zu machen, verlustarm und vielleicht sogar mit relativ wenig Aufwand, fürs Erste würde ja mal eine kleine externe Schaltung reichen ...


Grüße Spunki

PS: Es gibt für alles 1.000 Gründe warum es nicht geht ...
 
Das ist der punkt, du darfst keine 125000 an den motor legen, sondern eben nur, sagen wir, 20000. So weit so gut, nur jetzt gehst du vom gas.....70000 an der bine....gibt noch 8000 am motor....wo ist der strom??? Weil der auslegungspunkt bei 20000 liegt.....

Du brauchst ein Getriebe das dir unabhängig von der Eingangsdrehzahl (= Leistungshebel) immer deine Generatordrehzahl =20000 liefert. Anders geht es nicht brauchbar strom zu generieren....glaub mir, sonst würden die echten nicht so nen aufwand betreiben. Die schleppen auch ungern 40 kilo CSD mit sich rum wenns nicht anders geht :-)

Gruß
Hank

PS: du kannst ja eins aus windrädern klauen, die haben die da aus exakt dem gleichen grund auch drinnen...
 
Und was ist mit dem Brushless-Konzept?
Fertige ein Verdichterrad mit eingelassenen Magneten und setzt die Wicklung aussen drum herumoder dahinter.
Darüber kann die Bine gestartet werden, Du hast beim Starten durch den besseren Wirkungsgrad des Prinzips weniger Energiebedarf und kannst - wenn die Bine dann läuft - Energie für die Bordelektronik abzapfen.
Damit könnte man die Bordspannungsversorgung deutlich kleiner auslegen.
Zudem sind die Ansaugverhältnisse besser, da die Turbine dann aussieht wie eine ohne Starter.

Nachteile wären:
- Die Wicklung des Startermotors läge näher am warmen Bereich. Welches Material(Isolation) das mitmacht, wäre zu klären.
- Die Entwicklung eines Stellers, der erst als Motor und dann als Generator arbeitet, ist nicht mal eben so zu machen. Was für Profis?
- Akkus werden üblicherweise händisch nachgeladen und somit auch immer gecheckt. Bei automatischem Nachladen während des Betriebes fällt evtl. ein Akkudefekt nicht sofort auf.
- Die konstruktive Änderung bedingt tiefere Eingriffe in die Mechanik, was nicht mal eben so machbar ist.

Aber es wäre schon nah an der Perfektion.... :D
 

Spunki

User
Danke Hank!

Natürlich wär eine konstante Generatordrehzahl ideal, klar, damit schafft man sich bestimmt viele Probleme der "Stromwandlung" vom Hals ...

>>Anders geht es nicht ...<<

Soweit ich weiß Hank bist Du doch Student der Luft- und Raumfahrt, meinen Respekt, dieses Studium schaffen nicht viele und Du wirst danach ein gefragter Mann sein, selbst in dieser wirtschaflich schweren Zeit ... allerdings eines wird dann nicht gefragt sein Hank, die Antwort "Das geht nicht!" ... das will keiner hören, "wie es nicht geht" wissen Deine Arbeitgeber nämlich selbst, Du wurdest eingestellt um zu zeigen "wie es trotzdem geht!"

Und das ist auch der Grund warum mein Chef seit über 22 Jahren kein einziges "Das geht nicht!" akzeptiert hat ...

Aber zurück zum Thema, es gab (gibt) sogenannte 6/12V-Gleichstrom "Dynastarter", ganz simpel, die vereinen Starter und Lichtmaschine in einem, z.B. der "Puch 500" hat so einen drinnen ... und selbst ohne aufwändiger Elektronik und "CSD" ging dem Puch der Saft damit nicht aus ;)

10460-90.jpg



Hallo Martin! :)

Ich sag nur: Einfach genial!!! ... perfekt, kein Starter mehr vor der Bine, und Strom im "Überfluss" ...

Muss mir Deine Idee erst mal so richtig auf der Zunge zergehen lassen ... die ist "nobelpreisverdächtig" ...


Grüße Spunki
 
Spunki, ja bin ich, gerade deshalb hab ich auch etwas mehr einblick in die wies, warums, und grundsätzliche gesetzmäßigkeiten.
Und für eine gleichmäßige energielieferung brauchst du halt einfach eine gleichmäßige energiezufuhr (Pout=Pin x Wirkungsgrad). Zwischen Idle und vollgas hast du den faktor 4 an reinem rotationspotential....wie willst du da sauber strom rausbekommen?
Einzige möglichkeit: generator in idle auslegen, und alles zusätzliche energie "nach oben raus" verbaten (=in wärme umwandeln). Bei 6W ausgangsleistung verbläst du dann 18W in form von hitze....na gute nacht. Mal abgesehen davon das das kein generator mitmacht was du ihm da zumuten willst.

Bei den echten ists sogar weniger als faktor 2 (J79 idle 5000rpm, vollgas 7200rpm, grob ausm gedächtniss).....selbes gilt für alle triebwerke bis zum EJ200.
Die energiebilanz schaut einfach so aus das es wirtschaftlich und energetisch günstig nicht zu schaffen ist ohne die drehzahl auszugleichen. APUs laufen mit konstanter drehzahl, CSD liefert konstante drehzahl....
Und auch wenn die chefs noch so wenig hören wollen das es nicht geht....ohne CSD geht es nicht. Genauso wie du ohne pumpe kein wasser bergauf bekommst, und ohne hilfe kein klavier in den 7. stock....

Ach ja und noch was: die rotationsenergie unserer brenner ist eh nicht so gigantisch....daher ist für wellenleistungsturbinen und turboprops (gerade im modellbereich) wahnsinnige anpassungsarbeit zu leisten. An eine bine einfach was mechanisch "vorschalten" ohne anpassung der turbinenstufe, halte ich für kritisch, wenn überhaupt funktionsfähig.
 

Spunki

User
"ohne" geht es nicht ...

"ohne" geht es nicht ...

Ok Hank, Deine Meinung, akzepiere ich ... hoffe nur Deine zukünftigen Chef´s auch! ;)

>>Genauso wie du ohne pumpe kein wasser bergauf bekommst<<

Schlechtes Beispiel, dann erklär mir doch mal bitte wie z.B. Mammutbäume ihr Wasser bis auf 110m Höhe raufbekommen, in die letzten Wipfelspitzen, und das sogar ganz ohne Pumpe! ;)

Oder wie lässt sich erklären dass PKW´s mit "Dynastarter" unterwegs sind?, das Ding ist lediglich über Keilriemen angetrieben, macht also den ganzen Drehzahlbereich mit, von Standgas bis Vollgas und ladet trotzdem den Akku, und nebenbei kann man auch den Motor damit starten! ;) ... hab mir mal mit so einem Ding vom Schrottplatz ein flottes "manntragendes" E-Car zusammengebastelt ...

Und eine "mechanische" Ankopplung wär das nur bedingt, die vorgelagerte Kopplung über das "Windrädchen" wär lose und mit genügend Schlupf, es würde dem angesaugten Luftstrom lediglich ein wenig Bewegungsenergie entnehmen, auf das Laufverhalten dürfte das in etwa soviel Einfluss haben wie eine zu enge Ansaugöffnung in diversen GFK-Rümpfen, am Stand event. etwas weniger Schub, falls überhaupt ...


Grüße Spunki

PS: eine Frage noch, steht bestimmt auch in den Büchern: sind die diversen "RAT`s" auch über "CSD" realisiert?, siehe Foto: http://p.airliners.net/photos/photos/8/1/9/0292918.jpg

Danke!
 
Hallöchen,
hier mal der Senf eines nicht-Jet-Fliegers:
Die Lichtmaschine meines Autos lädt den Akku schon bei einer Motordrehzahl von 750 U/min - und sie tut dies immer noch bei 9000 U/min (Faktor 12) .....
Der Trick dabei ist ein Generator ohne Permanentmagnete - der Laderegler speist die Elektromagnete immer mit soviel Saft, wie zum erzeugen des Ladestroms notwendig .....
Eine Viskokupplung wäre auch ein geeignetes Mittel zur Drehzahlangleichung ....
Den Startermotor als Generator zu benutzen ist keine gute Idee - das kann er einfach gar nicht gut !

Gewichtsersparnis ist mit einem solchen System wahrscheinlich nicht machbar.

PS:
Die "Windrädchen-Lösung" ála ME 163 wäre noch der sinnvollste Ansatz, aber dann doch bitte mit Luftspulen-Außenläufer .....

nix für ungut,
D. Peschke
 
Hi Zusammen,

hab mir auch schon Gedanken darüber gemacht.
Es gibt doch so kleine und präzise Spannungsregler, die aus z.B. 6 - 30 Volt konstant 5 Volt machen.

Allerdings könnte man einen CSD auch selber konstruieren. Mit Riemen, umgekehrten Variomat (Raddurchmesseränderung durch Fliehkraft) und viel Zeit (und Versuche) müsste das doch zu machen sein... Ich werd mich im CAD versuchen...

Sogenannte Mehrschichtriemen sind für über 100m/s Umfangsgeschwindigkeit ausgelegt, wobei auch der schwingungsarme Lauf für die direkte Abnahme ab Turbinenwelle spricht. Nachteilig ist die möglicherweise grosse Vorspannkraft, die man geschickt auf die Lager verteilen müsste (biegekritische Drehzahl)

Mit Zahnrädern ging es bestimmt auch aber hier fehlt die Erfahrung. Ohne Spezialverzahnung wird man kaum auf anständig hohe Drehzahlen kommen wegen der verursachten Schwingungen... Auch endet (fast) jedes Berechnungsprogramm bei 80m/s und gibt rote Zahlen an...

Gruss
Johannes
 

Spunki

User
Versuch macht klug ...

Versuch macht klug ...

Und ich werd meinen "SpeedSpunk" einfach mal seitlich in den Ansaugtrichter halten, einen Verbraucher dranhängen und Strom und Spannung messen, sprich Leistung ... und das Laufverhalten der Bine beobachten (Drehzahl, Temperatur)

elek0101.jpg


Bei 90km/h ging die gelieferte "Generatorspannung" bis auf 6V rauf, ziemlich linear sogar ...

siehe: http://www.pibros.de/elek01.htm


Grüße Spunki

PS: das "Ding" dürfte seinerzeit bei http://www.rc-online.de laut geschlossener Meinung aller dort vertretener "Experten" niemals funktionieren, wie denn auch?, viel zu einfach! ... tut es aber! ;)
 
Johannes,
Jo diese dinger gibt es, allerdings haben die soviel ich weiß eine konstantleistung, d.h. 5V und x Ampere max......je höher die eingangsvolt sind umso geringer ist dann auch die stromaufnahme. Das problem hier ist das das ding ungewollt viele Amps bei hohen drehzahlen liefert, und das teil dann nicht weiß wohin damit. Ergo muss mans dann verbraten.....sinnloserweise.

Spunki
RATs arbeiten nicht mit CSD, sind aber auch nur in einem sehr kleinen Geschwindigkeitsbereich einsetzbar (eben um saubere drehzahl zu bekommen). Die alte RF-4F hatte diese auch links auf dem triebwerkswulst....die dokumentation liegt bei mir irgendwo rum, kann nachschauen wies da genau gelöst ist bzw wo das einsatzspektrum war. Meiner erinnerung nach ging das teil aber nur im bereich unter 250KIAS oder so...

Miracoolix, das deine lichtmaschine schon im leerlauf läd bezweifel ich, da ist der eigenbedarf des autos viel zu hoch....zumindest bei modernen KFZ mit massig elektronik drinnen. Hab mal irgendwo gelesen dass sinnvolle batterieladung durch fahren erst bei überlandfahrten nicht unter eineinhalb stunden möglich ist....nagel mich aber nicht drauf fest...
 

Spunki

User
RAT´s

RAT´s

Danke Hank!, interessante Dinger diese RAT´s, gut zu wissen dass die in vielen Maschinen onboard sind, wenn gar nichts mehr geht fährt der RAT aus und macht neben den Schreien der Passagiere auch mächtig Lärm! ;)

Zu den Lichtmaschinen, soweit mir bekannt ist einer der Vorteile bei heutigen modernen PKW-Drehstromlichtmaschinen neben dem Verschleiß (bürstenlos) auch der Umstand dass sie bereits ab einer niedrigen Drehzahl genügend Strom liefern ... dies war bei den alten Gleichstromlichtmaschinen nicht der Fall ...

Inwieweit nun auf "Standgas" beim PKW die "Energiebilanz" stimmt hängt bestimmt sehr stark von den eingeschalteten Verbrauchern ab (Klima, Lüftung, Heizung, Licht und nicht zu vergessen Radio!)

Aber zurück zum Thema, in unserem Fall (Modellturbine) würde die geforderte Generatorleistung ja nur wenige Watt betragen, Drehzahl sollte sich durch geeignete Schaufelwahl erreichen lassen, sagen wir mal ausgelegt ab "Drittelgas", "Überschuß" würd ich zuerst im Akku "verbraten" bis dieser voll ist, danach einfach an einem simplen Widerstand falls notwendig ...

Oder den Motor dann einfach "leer" mitdrehen lassen ...


Grüße Spunki

PS: nach welchem Prinzip arbeiten eigentlich einfache Fahrraddynamos? ;)
 
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