Hallo zusammen,
ich klinke mich einfach mal hier ein:
Ich finde ein Teil dieser Diskussion ist mal wieder ein sehr schöner Fall bezüglich Definitionsproblematik, d.h. man spricht über einen Sachverhalt nicht mit den gleichen Randbedingungen / Voraussetzungen. Sei es weil man es nicht besser weiß oder die entsprechenden getroffenen Annahemen nicht richtig kommuniziert hat. In diesem Fall ist das aus meiner Sicht die wissenschaftliche Definition von Wirkungsgrad vs. die "laienhaft" oder umgangssprachlich Nutzung des Begriffs Wirkungsgrad / Effizienz. Und zum Schluss sind alle doch nicht weit auseinander ...
Im wissenschaftlichen Sinn ist Wirkungsgrad immer das Verhältnis von Nutzen zu Aufwand. In Bezug auf auf Propulsion, also dem antrieben von Vehikeln, ist der Wirkungsgrad halt 0 wenn das anzutreibende Vehikel keine Geschwindigkeit hat, da diese ja Hauptbestandteil des Nutzens ist.
Für die Bedingungen im Stand muss man dann natürlich eine andere Definition des Wirkungsgrades nutzen / heranziehen bzw. für sich festlegen was Nutzen und Aufwand ist. Beispielsweise könnte man den durch den Propulsor erzeugten Standschub (Nutzen) in Verhältnis mit der zugeführten Leistung (Aufwand) ins Verhältnis setzen. Man bekommt dann einen dimensionsbehafteten Wert von z.B. kg/W mit dem man verschiedene Antriebe miteinander Vergleichen kann. Eine konkrete Aussage wie effektiv aber die Umwandlung der eingesetzten Leistung in Schubkraft ist hat man dann aber immer noch nicht.
Schub(kraft) entsteht aber dadurch, dass eine gewisse Masse (Luftmasse) auf eine bestimmte Geschwindigkeit (Strahlgeschwindigkeit) beschleunigt wird. Kennt man beide Größen, dann kann man die Energie / notwendige Arbeit bestimmen die man idealerweise dafür braucht. Betrachtet man diese notwendige Arbeit pro Zeiteinheit bekommt man eine ideale Leistung. Diese kann man ins Verhältnis mit der eingesetzten bringen und man bekommt einen dimensionslosen Wirkungsgrad.
Wie man an die entsprechenden Werte für einen normalen Propeller bzw. EDF kommt, steht auf einem anderen Blatt weil diese nicht so einfach akkurat zu messen sind ...
Aber nun endlich zurück zum eigentlichen Thema auch wenn der Thread Ersteller seine Antwort schon bekommen zu haben scheint.
Das sich die Leistungsaufnahme eines EDFs im normalen praktischen Betrieb im Stand und im Flug sich nur minimal unterscheiden hat aus meiner Sicht bzw. aktuellen Kenntnisstand zwei Gründe:
Zum einen gehe ich davon aus, dass die Fluggeschwindigkeit (normaler Horizontalflug ohne den Flieger vorher richtig angestochen zu haben) deutlich unter der realen Strahlgeschwindigkeit bleibt, so dass man sich in einem Fortschrittgradbereich ( J-Wert) befindet, bei dem das benötigte Drehmoment und somit die Leistung noch nicht wirklich abnimmt. Leider fehlen mir entsprechende Messdaten bzw. mir ist kein "Propellerdiagramm" für einen EDF bekannt mit dem man das nachvollziehen könnte.
Zweites ist durch die größer Anzahl an Blättern bei einem EDF Impeller (welche über die letzten Jahre ja auch noch angestiegen ist) die Querschnittsfläche deutlich versperrt im Vergleich zu einem normalen oder Mantelpropeller. Bei letzteren kann dann mehr Luft "ungestört" hindurchströmen. Aber nur mit vielen Blättern lässt sich bei gegebenen Querschnitt der Leistungseintrag in die Luft erhöhen.
Kleiner Fun Fact zum Schluss: Auch bei Wasserstrahlantieben (Water Jets) macht es hinsichtlich der Leistungsaufnahme keinen großen unterschied ob das Schiff / Boot steht oder fährt. Das gilt sowohl für Modelle als auch für die Originalen.
Beste Grüße,
Patrick
