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Thema: Die Perspektiven von Elektroantrieben im Wettbewerbs-Kunstflug

  1. #1
    Vereinsmitglied Avatar von Jan
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    Hi alle,

    ich möchte mal eine spannende und vielleicht auf den ersten Blick gewagte These aufstellen:

    Irgendwann werden wir in den Motor-Kunstflugklassen wie z.B. auch in F3AX um Elektro gar nicht herumkommen. Nicht nur aus Gründen des Umweltschutzes (wg. Lärm), sondern vor allen wg. Gewicht. Ein Elektroantrieb hat heute schon locker mehr Leistung als ein ZG 62 mit Reso bei null Vibrationen. Mit Lipoly-Akkus hat der Antrieb dann auch noch erheblich weniger Gewicht. In F3A ist es doch jetzt schon so weit. Da fliegt der Jason Shulman (schreibt man den so??) auf einer Kunstflug-WM mit Elektroantrieb und macht einen Top-10-Platz. Das wäre doch vielversprechend.

    Das mit den Vibrationen ist natürlich auch spannend. Die Hydro-Mount-Dämpfung wiegt alleine 250 gr. Die vielen Verstärkungen, die zum Schutz gegen Vibrationsschäden ("Schüttel-Toni") erforderlich waren, werden überflüssig. Bei geringer werdendem Gewicht werden die Ansprüche an die Stabilität geringer. Folge: Noch mal leichter. Wenn heute die Dinger bei 2,4 bis 2,55 m SW noch ca. 9,0 kg wiegen (die erlaubte Obergrenze liegt ja bei 10,0 kg), dann wird demnächst vielleicht ein Flieger mit Elektroantrieb bei 3,0 Meter noch unter 10 kg zu bringen sein. Bisher haben die 3-Meter-Maschinen mit 120 bis 150ccm Antrieb ein niedrigstes Gewicht von ca. 14,00 kg. Da könnte man mit Elektroantrieb wohl wirklich noch 4,0 kg einsparen. Da könnten echte Entwicklungssprünge drin sein. Wer weiß. Dann habe sogar ich vielleicht noch mal irgendwann einen 3-Meter-Flieger. Bisher hatte ich das immer ausgeschlossen.

    Was meint Ihr?

    [ 05. November 2003, 13:13: Beitrag editiert von: Schultze-Melling ]
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    "Fliegen ist zu schön, als dass man es den Militärs überlassen darf." (Hans Werner Grosse, WeltkriegsII- und Weltrekordsegelflieger, *29.11.1922)
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  2. #2
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    Hi Jan !

    Diese Art von Elektrovisionen geistern ja schon seit langem durch die Fliegergemeinde und manch eine ist ja auch schon Realität geworden. Wenn die Entwicklung der E-Antriebe und Akkus so weiter geht wird es wohl nur eine Frage der Zeit sein bis ein 2,5 oder 3 Meter-Kunstflugmodell auch elektrisch möglich ist.

    Was den Lärm betrifft, habe ich schon etliche dicke Benzinerkisten gesehen, die in der Luft nicht zu hören waren, da auch in diesem Bereich gute Neuentwicklungen gibt. Oft sind dann die Elektroflieger gleicher Größe lauter, weil die Luftschrauber höher dreht.

    Ob man ab einer gewissen Größe die Zelle eines E-Modells deutlich leichter bauen kann, weil die Vibrationen des Verbrenners nur einen kleinen Teil der Belastung ausmachen. Bei extremen Flugfiguren wirkt ein vielfaches der Belastung auf das Modell. Moderne Zweizylndermotoren haben sehr viel geringer Vibrationen, als die alte ZG62er-Generation.

    Zuviel Gewicht schadet einem Modell, aber bei zu geringem Gewicht werden die Flugeigenschaften auch wieder schlechter. Soviel ich weiss gibt es auch schon ein 2-Meter-Depron-Raven die E-Power ohne ende hat, aber ist die wohl nicht mehr für die durchschnittlichen Windverhältnisse geeignet. Damit ein Modell auch bei stärkerem Wind, wie er wohl auch auf Wettbewerben vorkommnt, sauber geradeaus fliegt, ist eine bestimmte Flächenbelastung notwendig.

    Bei einigen Wettbewerben wird auch der Sound mit in die Bewertung aufgenommen. Da kann der E-Antrieb wohl nicht viel Punkten. Ein Smoker für die Kür dürfte wohl auch etwas aufwendiger zu realisieren sein, denn es fehlt ja der heiße Auspuff.

    Ein nicht unwesentlicher Punkt dürften auch die Anschaffungskosten für eine solche Maschine sein bzw. die Betriebskosten. Wie lange halten die Akkus den Wettbewerbseinsatz und die vielen Trainingseinheiten durch ?

    Zum aufladen der Akkus muss man schon fast einen Stromaggregat mitschleppen, das dann mehr krach macht als der lauteste Benziner.
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  3. #3
    Vereinsmitglied Avatar von Sebastian Scheinig
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    Hi Jan,

    deine Visionen sind sehr schön, aber zum Teil wirklich unrealistisch. Bei den Slowflyern sind wir seit der Lipo-zeit soweit, dass wir schon fast die berühmte mit Bleiband umwickelte Lipo nutzen müssen, da die Flieger ZU LEICHT werden.
    Eine 3m Kiste in die Luft zu bekommen war schon mit nicd möglich, wog dann halt 22kg bei 33kg Schub und konnte nur 4min fliegen, aber theoretisch ging das
    Die Funtana ist ja schon das erste "Opfer" der Elektrotechnik. Sie wird mit sehr viel Erfolg mit dem Hacker C50XL und Lipos geflogen. Ich denke auch die Großen gingen elektrisch, aber nur für den Bastler und Tüftler der Spaß am Elektroantrieb hat. In 3m Kisten wirst du wettbewerbsmäßig wohl nie einen Elektroantrieb sehen...

    Aber ich schließe gerne mit den Worten "Sag niemals nie!"...
    Viele Grüße
    Sebastian
    Meine Seite RedBaron FM-Poing
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  4. #4
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    Moin,

    ein großer Vorteil wird sein, dass man einen Elektroantrieb gnadenlos überlasten kann, so dass man den Knüppel nach vorne schiebt und ohne dass der Motor erst in Resonanz fallen muss, ... er sofort ans Gas springt, den Akku in den Anlaufstromwürgegriff nimmt und hochdreht.

    Wenn ich aber betrachte, was in "normalen" Hochstromanwendungen jetzt schon an LiPo's versenkt wird, wenn mal eben ein normal großes Modell damit geflogen wird, dann kostet der Akku plötzlich so viel wie der Rest.

    Um die Leistung eines 60ccm bis über 100ccm Verbrenners zu ersetzen, nicht die eines 10-30ccm ist doch einiges mehr nötig. Sicher wäre das mit entsprechendem Geld auch heute schon möglich, Eigenbau-Außenläufer in groß, Drehzahlsteller auf Basis von was bestehendem mit größerer Endstufe und ein Akku im Wert eines Jetmodells...

    Irgendwann wird es mehr eine Kostenfrage sein, denn das Ansprechverhalten der Elektromotoren bietet für den Kunstflug durchaus einige Vorteile. Die Idealisten sind ja jetzt schon dabei, Beispiele wurden ja schon genannt.

    @Biplane: Ich habe noch keine Kür bei F3A-X gesehen und in die Geräuschbewertung geht auch ein, ob der Flieger sauber klingt (Ruderspalte sauber gemacht, ...). Das entscheidet sich nicht alleine über die Abgasanlage und den Prop. Und solange die Juroren fair sind, finden sie andere Aspekte um zu bewerten, ob die Geräuschkulisse gut beeinflusst oder ob geschlampt wurde.
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  5. #5
    Vereinsmitglied Avatar von Jan
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    Ich war mal neugierig und habe mal eine überschlägige Berechnung angestellt.

    Ergebnis: Zur Zeit haben wir für derartige Antriebe nötigen Akkus wohl schon. Der große Gewichtseffekt wird aber wenn überhaupt nur an der Zelle des Fliegers ansetzen können, weil die starken Vibrationen der Boxer-Motoren wegfallen. Der Antrieb wiegt ganz schön viel.

    Ich habe folgende Überlegung angestellt, was wir für einen Antrieb veranschlagen müssten, um eine angemessene Leistung zu kriegen:

    Bei einem Elektro-Flieger mit einem Gewicht von 2 kg hat man heute einen Standschub von ca. 3,5 kp. Bei ca. 15 Volt Spannung liegen dann etwa 40 Amps. an. Also Eingangsleistung etwa 600 Watt, bzw. ca. 300 Watt/ 1 kg.
    Bei einem Gewicht von ca. 10 kg und einem Bedarf an Standschub des ungefähr 5-fachen wird man ganz grob geschätzt von einer Eingangsleistung bei Vollschub von ca. 3000 Watt ausgehen müssen.
    Bisher fliegen wir mit einer Akkukapazität von ca. 2,0 Ah. Die Flugzeit könnte passen. Denn bisher beträgt die Flugzeit bei gut abgestimmten Antrieben im Bereich FunFly ca. 10 bis 12 Minuten. Bei teilllastfesten Antrieben wird mit Sicherheit 15 bis 20 Minunten möglich sein.

    Wenn wir die Spannung verdoppeln und auf über 30 Volt gehen (ca. 10 Lipoly Zellen à 3,5 Volt in Serie), dann bräuchten wir einen Strom von etwa 100 Amps. Das gibt es bereits im Lipoly Bereich zu kaufen! Wenn wir konservativ rechnen, wird man eine Stromversorgung brauchen, die etwa 5 C liefert, also etwa das Fünffache der Nennkapazität als Strom liefern können, bei 4 Ah also Max Strom pro Zelle 20 Amps (die heutigen Zellen können teilweise schon bis zu 10 C). Um auf 100 Amps zu kommen müsste man also 10 Zellen mit jeweils 2 Ah parallel zusammenschalten. Ergebnis: Akkukapazität ca. 20 Ah bei 30 Volt.

    Der Haken: Ein solcher Akku wäre heute noch irrsinnig teuer. Das Gewicht ist leider auch noch nicht so toll.

    Zellen mit 4s und 4p (also 4 Einzelzellen mit 3,5 Volt und ca. 2 Ah Kapazität seriell hintereinander und 4 parallel nebeneinander) z.B. ThunderPower 8200 4s4p LiPoly Pack (Quelle: www.lipoly.de ) wiegen 644gr. Also 1 Stück = 40,25 gr.

    Wir bräuchten also 10 Zellen seriell und 10 Zellen parallel. 100 *40,25 gr. = 4.025 gr. Selbst wenn der Elektromotor wenig wiegt - vermutlich weniger als 500 gr. - dann wird es dennoch schwierig, jetzt schon einen deutlichen Gewichtsvorteil bei den 3-Meter-Maschinen herauszuholen. Denn die 4,5 kg entsprechen su ziemlich genau dem Gewicht eines 150er Antriebs mit Motorträger, Befestigungsplatte, Schalldämpfern und Tanks, oder? Vielleicht muss man bei den Verbrennern auch mit ca. 5,5 kg rechnen? Dann hätten wir bei den Elektrofliegern doch einen Vorteil. Da lasse ich mich gerne belehren.

    Über den Preis senken wir lieber den Mantel des Schweigens (16 Stück kosten 365 Euro brutto, wir brauchen möglicherweise 100 Stück). Der brushless Motor mit Getriebe und Steller wird mit etwa 900 Euro zu veranschlagen sein.

    Hoffentlich habe ich mich nirgends verrechnet. Hatte wenig Zeit. Bitte nachprüfen.
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  6. #6
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    Hi Alle
    Ein 2,5m Kunstflugmodell hatte ich vor ca 5 Jahren schon (Cap 231) 8Kg schwer, davon 4kg Modell und 4kg Antrieb.
    Die Kiste war dank Kohleholmen nicht zerfliegbar aber die Flugzeit zu kurz. Mit Lipos wärs heute noch leichter aber Lottogewinn nötig.
    Die Raven von Tom ist leider den Weg allen irdischen gegangen. (In Rolle Leitwerk abgedreht)
    Den Nachfolger dazu hab ich gebaut.
    Ultimate 1,8m 3kg 16 Zellen Torcman Aussenläufer
    logischerweise Kohleholme und Gurte.
    Voll Kunstflugfest
    Mit 3300er Gp gute Flugzeit mit Lipos sicher traumhaft.
    Mit den grösseren wirds schwieriger.
    Fliege den momentan größten erhältlichen Antrieb
    (Torcman 685 mit 1 :1,6 Anpassungsgetriebe) in meiner Klemm 35. Die Luftschraube ist dabei vom GRI-Getriebe vom Zg 62. (32"x21")
    2700 Watt sind drin, dann macht der Regler Probleme.Das müsste aber diesen Winter erledigt sein, da kommen Neue.
    Der Antrieb wiegt mit 90 Gp 3300 und Luftschraube ca 8kg.Mit Lipos wärs natürlich leichter aber siehe oben mit dem Lotto....
    Da ich rein rechnerisch einen 3m Vogel auf 8kg bauen könnte, wärens also ca 16 kg zu ziehen.
    Die Flugzeit läge aber mit den Gp bei ca 6min.
    Und das ist mir zuwenig für den Bauaufwand.
    Auch müsste die Luftschraube noch optimiert werden, hier ist noch richtig was zu tun, auch bei meiner Klemm.
    Alles in allem gehts vorwärts mit den elektrischen, aber so 1-2 Jahre werden noch vergehen bis wir auch in die großen Klasse im Kunstflug reinschnuppern können.
    Und zum Laden: Das gibt uns der Herr oder wie man da sagt. Ich geh normalerweise bei schönem Wetter zum Fliegen. Und die gelbe Kugel macht dann schön volle Akkus.
    Oder anders ausgedrückt: Es lebe die Solarzelle )))
    Gruß Franz

    [ 05. November 2003, 20:01: Beitrag editiert von: Franz Schmid ]
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  7. #7
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    Hallo zusammen,

    ein dankenswerter und nachdenklich stimmender Eintrag/Beitrag!

    Vor > 10 Jahren = unmöglich!
    Vor > 5 Jahren = möglich, aber technisch und wirtschaftlich als unrentabel eingestuft.
    Heute > Technik noch nicht ausgereift, aber machbar! Von der wirtschaftlichen Seite betrachtet, sind diese Antriebe noch meilenweit von der heutigen Verbrennerwelt entfernt.
    Wie lange dieses Delta exestieren wird, liegt hauptsächlichst von einer erfolgreichen Marketing-und Vertriebsstrategie ab.

    Meine Prognose: < 10 Jahre für das Einschwingen von Verbrenner- zu Elektroantrieben! In Gleichsetzung von Leistung und finanziellem Aufwand.



    Randolph Brömer
    Randolph Brömer
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  8. #8
    Vereinsmitglied Avatar von Jan
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    Original erstellt von Franz Schmid:

    ...Torcman 685 mit 1 :1,6 Anpassungsgetriebe) in meiner Klemm 35. Die Luftschraube ist dabei vom GRI-Getriebe vom Zg 62. (32"x21")
    2700 Watt sind drin, dann macht der Regler Probleme.Das müsste aber diesen Winter erledigt sein, da kommen Neue. Der Antrieb wiegt mit 90 Gp 3300 und Luftschraube ca 8kg.Mit Lipos wärs natürlich leichter aber siehe oben mit dem Lotto....
    Hi Franz,
    Du arbeitest mit 90Zellen 3,3 Ah. Wahrscheinlich 3 parallel mal 30 seriell??

    Dann wäre meine Schätzung für die Antriebsauslegung (100 Zellen Lipoly, 10 parallel für 20 Ah, 10 seriell für ca. 35 Volt) nicht übertrieben, wenn man den größeren Energiebedarf eines Kunstflugmodells sieht. Aber der Lottogewinn fehlt auch mir...
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  9. #9
    Vereinsmitglied Avatar von Jan
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    Original erstellt von Randolph:
    Meine Prognose: < 10 Jahre für das Einschwingen von Verbrenner- zu Elektroantrieben! In Gleichsetzung von Leistung und finanziellem Aufwand.
    Wahrscheinlich geht es bei den Wettbewerbsfliegern schneller. Spätestens dann, wenn die Elektros leichter werden als die Verbrenner. Kräftiger sind sie jetzt schon. Das mit dem Laden kriegt man auch noch hin.

    Die Zukunft geht weg von Verbrenner. Viele Flugplätze kriegen schon jetzt gar keine Genehmigung mehr für Verbrenner. Das wird eher noch schlimmer werden. Elektrofliegen kann so manchem Platz die Aufstiegserlaubnis retten. Auch wenn es eine Weile lang noch eine Differenz bei den Kosten geben wird - wenn man die Wahl hat zwischen nicht fliegen oder etwas mehr ausgeben, wird sofort die Mehrausgabe gewählt werden.

    Da der Wettbewerbskunstflug in technischer Sicht immer schon eine Art Vorreiterrolle hatte, finde ich es sehr wichtig, dass die Elektroentwicklung an der deutschen Wettbewerbsszene nicht vorbeigeht.
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  10. #10
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    Cool

    Hallo,

    vergessen wir hier etwa, dass es auch bei den Verbrennern Fortschritte gab und geben wird ?

    Wo war man vor 10 Jahren mit Turbinen ?

    Konnte sich vor 10 Jahren jemand einen Mittelklasse Benz mit einem Verbrauch von 7 Litern Diesel vorstellen ?

    Also Vorsicht bei Zukunftspessimismus: Entwickliúng wird es nicht nur im Elektro-bereich geben.

    Gruß
    Wutbürger_2.0
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  11. #11
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    MoinMoin !

    Warum bei der Platzzulassung immer zwischen Elektro und Verbrenner unterschieden wird, will mir einfach nicht in den Kopf. Habe schon viele e-Modelle gehört, die deutlich Lauter sind, als viele Verbrenner.

    Mit welcher Begründung wird denn bei vielen Plätzen die Aufstiegserlaubnis nur für Elektro genehmigt ? Hab schon öfters gesehen, das bei solchen Plätzen eine vielbefahrene Autostraße in der Nähe ist, von welcher der Lärm viel deutlicher in das nächste Wohnviertel vordringt.
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  12. #12
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    30 Zellen GP3300
    T45-08 4:1
    20x10" APC
    6,3kg Schub
    48A
    4,83kg Abflug

    20x8" APC
    44A 5,9kg

    18x11" Aero
    41A 4,7kg

    (Ich habe das Bild mal rausgenommen. Du kannst mir eines schicken, das mach ich dann kleiner.
    Grüße von Kai)

    Mach ma jemand dat Bild buedde kleiner, mein Fireworks stuerzt dauernd ab

    [ 06. November 2003, 10:03: Beitrag editiert von: Kai Jansen ]
    http://www.motormike.de


    Die Deutsche Rechtschreibung ist Freeware, sprich, du kannst sie kostenlos nutzen. Allerdings ist sie nicht Open Source, d.h. du darfst sie nicht verändern oder in veränderter Form veröffentlichen. Klar soweit?
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  13. #13
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    Hallo Zusammen!

    Ja Jan, ein wirklich interessantes Thema. Die Technik geht weiter und wir sind manchmal schon heute gespannt, wie es später aussehen wird. Die E.-Antriebe werden sich immer und immer mehr durchsetzen, da bin auch ich mir sicher, aber ich als bekennender Verbrenner-Flieger möchte das gar nicht. Lieber sind mir Leistungsstarke leise Verbrennerantriebe, welche in mir Emotionen wecken, die ich mit dem Sound in Verbindung bringen kann. Nichts gegen Elektro, aber das wäre bei mir so, als wenn ein BMW kein “Herz” mehr hat. Ein Modell, ohne diesen für mich richtigen Klang, hat für mich, und ich spreche jetzt für mich, nicht den Reiz, welchen ich mit einem E-Modell erreichen könnte. Spielt es denn nicht auch eine Rolle, wie man empfindet? Oder zählt in der heutigen schnelllebigen Zeit nur alles, was bloß keine Abgase in der Luft bringt?

    Grüße von Kai
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  14. #14
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    hallo allerseits,

    zum thema "nachladen" - oben schreibt jan:
    20Ah an 30V für einen flieger mit 10kg und 3000W mit brauchbarer flugzeit, sagen wir 15min.

    das is ja erstmal voellig losgeloest davon welchen akku du nimmst. wie willst du das am platz ohne 220V-netz nachladen? antwort: gar nicht. meine autobattrie macht 50Ah an 12V.

    weiter zu nachladen: nach dem ersten flug moechtest du noch einen zweiten und dritten machen. hmm. ja. wie. beim verbrenner tankst du. dauert 2minuten.
    wie sollen 20Ah an 30V nachgeladen werden in der wallachei? ich denke dieser rein praktische aspekt geraet immer etwas ins hintertreffen, dabei ist er mitentscheidend.

    eine loesung waeren die vereine, denn es waer technisch eher einfach moeglich, 220V bereitszustellen, wo die modelle zum start stehen.

    um 20Ah einzuladen, braucht man 1h mit 20A oder 1/2h mit 40A (alles muss ja schnell gehen). und das bei 30V wie angenommen. wenn 220V wechselspannung bereitstehen, werden dort primär auch noch ungefaehr 4A fließen (mal so ganz ueberschlägig). Wenn nun 3 leute gleichzeitig laden wollen ... brauchts recht dicke kabel...diese kabel haben ja schnell locker eine länge von 50m bis zur naechsten steckdose ..

    abschliessend:
    20Ah an 30V sind 600Wh. eine KWh kostet so 20cent. hier sind wieder die e-flieger klar im vorteil denn sprit ist erheblich teurer pro flug.

    gruesse von
    rainer

    [ 06. November 2003, 15:14: Beitrag editiert von: leinel ]
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  15. #15
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