Wie schnell kann ein Motorsegler steigen ??

[verlierer]

Ich suche gerade eine einfache Abschätzung (Formel) wie hoch ein hypothetischer Motorsegler mit Gleitzahl 50 bei doppelter Schubleistung (Watt) steigen würde.
Wenn der Segler sich bei x kmh mit y Watt in der Luft hält, wie schnell könnte er dann mit 2*y Schub steigen ?

Für maximale Steigleistung ist es vermutlich sinnvoll, die Steigleistung NICHT über eine höhere Geschwindigkeit x zu realisieren, sondern mit dem doppelten Schub nur das verlangsamen des Flugzeugs zu verhindern ? Also einfach Flugzeugnase 30° in Richtung Weltall und mit 2*y Schubleistung die Geschwindigkeit kosntant halten ?

Welchen Steigwinkel schaffe ich dann mit 2*y ?

Ich nichts Ahnung von Polardiagrammen, etz. :-/

 

[glipski]

Ich suche gerade eine einfache Abschätzung (Formel) wie hoch ein hypothetischer Motorsegler mit Gleitzahl 50 bei doppelter Schubleistung (Watt) steigen würde.
Wenn der Segler sich bei x kmh mit y Watt in der Luft hält, wie schnell könnte er dann mit 2*y Schub steigen ?

Für maximale Steigleistung ist es vermutlich sinnvoll, die Steigleistung NICHT über eine höhere Geschwindigkeit x zu realisieren, sondern mit dem doppelten Schub nur das verlangsamen des Flugzeugs zu verhindern ? Also einfach Flugzeugnase 30° in Richtung Weltall und mit 2*y Schubleistung die Geschwindigkeit kosntant halten ?

Welchen Steigwinkel schaffe ich dann mit 2*y ?

Ich nichts Ahnung von Polardiagrammen, etz. :-/

Hier gibt es gute Literaur dazu

Czepa - der Steigflug http://www.czepa.at/pdf/der_steiglflug.pdf

rc-network Wiki http://wiki.rc-network.de/index.php/Antriebsauslegung_Elektroflieger

Grüße Gerhard

 

[verlierer]

Unter https://de.wikipedia.org/wiki/Steigleistung finde ich eine Gleichung für die Vertikalgeschwindigkeit, die Schub, cw, ca und die Flügelfläche in Verbindung setzt.
Das Verhältnis von ca und cw sei ja 50. Kann also aus ca cw bestimmen.
Wenn ich ca hätte, könnte ich zudem aus dem Flugzeuggewicht die Flügelfläche A berechnen.
Den Schub hätte ich wenn ich die vertikalgeschwindigkeit auf 0 setzte.
Dann verdoppele ich den Schub und erhalte die daraus resultierende vertikalgeschwindigkeit :-)

Also brauch ich jetzt einen typischen Auftriebsbeiwert für ein top Segelflugzeug-Tragflächenprofil :-/

Aus https://slideplayer.org/slide/1273280/3/images/33/Kräfte+-+Lilienthalsches+Polardiagramm.jpg nehme ich mal ein ca von 0,3 an.

Dann ergibt sich mit https://de.wikipedia.org/wiki/Auftriebsbeiwert

A = Fa / (ca q)

Das Flugzeug wiege 10kg, also Fa = 100 N
q ist der Staudruck mit q = 1,3/2 v²
Sei die Geschwindigkeit 20 m/s, dann brauche ich also ein Flügelfläche von

A = 100 / (0,3 1,3/2 400) = 1,3 m²

cw = ca / 50 = 0,006

Nun in die Formel für die Vertikalgeschwindigkeit = 0:

P = m/75 cw sqrt(2 g m / roh A ca³) = 0,0008 sqrt(200/ (1,3 1,3 0,027)) = 0,053 PS = 39 Watt.

Könnte passen :-)

Jetzt setzte ich P halt = 0,106 PS:

vy = 75 0,106 / 10 - 0,006 sqrt(2 g m / (roh A ca³)) = 0,795 - 0,006 sqrt(200 / 0,04563) = 0,4 m/s = 1,44 kmh

Das wäre ein Steigwinkel von asin(0,4/20) = 1,15°


Potentielle Energie für 10 kg bei 0,4 m/s senkrecht ergeben allerdings m g h / 1s = 40 Watt

Das bedeutet also, dann man mit einer Gleitzahl von 50 quasi 100% des zustäzlichen Schubes in die Vertikale bekommt !

Darum ging es mir. Ich hab mir heute einen Energiespeicher von bis zu 10 kWh für ein 2000 kg Flugzeug erdacht..
Mit den 10 kWh könnte ich das Flugzeug also 10000*3600 = 2000 10 h => h = 1800 Meter in die Höhe befördern.

Schade, ich brauche die 10-fache Höhe :'(

das Roland,
der kleine Physiker :-)