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bergflieger

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1

Wednesday, January 7th 2015, 4:43pm

Gleitzahl und Leistungsbedarf

In den Betriebshandbüchern von Fluggeräten gibt es Listen, Tabellen oder Grafiken, denen die Gleitleistung bezw. die Sinkgeschwindigkeit bei bestimmten Geschwindigkeiten entnommen werden kann.

Aus Sinkgeschwindigkeit
und Gewicht des Gerätes lässt sich wiederum die für einen Horizontalflug bei der betreffenden Geschwindigkeite erforderliche Netto-Motorleistung ausrechnen.


Wenn ich das anhand der mir vorliegenden Gyro-Handbüchern mache, komme ich zu dem überraschenden Ergebnis, dass die erforderliche Leistung zwischen ca. 40 bis 70 km/h am geringsten ist (unter 20 PS) und gegen unten kaum ansteigt.


Das widerspricht völlig meiner (unserer ?) Erfahrung.
Ich meine, bei rund 30 km/h braucht man so ziemlich Vollgas, um die Kiste in der Luft zu halten.

Und am wenigsten Leistung glaube ich bei rund 90 km/h zu brauchen.


Unterliege ich einfach einem Denkfehler oder beruhen die Angaben in den Handbüchern allenfalls nicht alle exakt erflogenen Daten?

Hat jemand von Euch das einmal etwas systematischer überprüft?
Gruss Peter

skyride

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2

Wednesday, January 7th 2015, 7:56pm

Hallo Peter,

interessantes Thema, das du hier anschneidest.

Ich bin Praktiker und ersehe am Drehzahlmesser, welche Leistung ich bei verschiedenen Geschwindigkeiten
eingeben muß, um Höhe zu halten.
Natürlich könnte man davon ein Diagram dokumentieren, bis ein Leitz-Ordner voll ist (ein solches ist in meinem Flughandbuch Magni M24 nicht ersichtlich), aber was bringt das?
Berücksichtigt man dabei die Höhe, den Wind, die Beladung,die Temperatur und das "Quecksilber", wäre mein Flieger voller verschiedener Diagramme, Tabellen und Leistungskurven.
Beim Fliegen schaue ich primär hinaus, um das Fliegen zu geniesen, habe meine Instrumente im
Blickfeld, achte auf jegliche Geräuschveränderung und verfolge logischerweise den Funkverkehr.

Schönen Abend

Konrad

skyride

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3

Wednesday, January 7th 2015, 8:30pm

Hallo Peter,

nochwas: Ich habe Deine Pionierleistung von Anfang bis Ende mitgelesen und mich über Deinen Erfolg gefreut und jeder hier wird es in hohem Maße anerkennen.
Aber bei aller Theorieliebe,was bedeutet Dir die" Netto-Motorleistung"?
Gibt es folglich auch die "Brutto-Motorleistung"?

Ich glaube Deinen verwendeten Motor zu kennen, dazu aber infolge mehr in weiteren schönen Diskussionen.

Dazu lasse ich mal die Theorieprofis vor und bin gespannt.

Grüße Konrad

SixPack

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4

Wednesday, January 7th 2015, 9:11pm

Nett

Einfach erklärt !

Netto Motorleistung , ich allein im Xenon oder Tercel mit 1200 Ft steigen
Brutto Motorleistung , ich Peter Skär , sein Kartenmaterial, 120 L , steigen - 200 Ft

Hätte gern bei Brutto Motorleistung 800 ft steigen

Oder lieg ich da falsch

Grüße im Spaß Modus

Christian




Gesendet von meinem iPad mit Tapatalk
Drehzahl ist das halbe Leben!

skyride

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5

Wednesday, January 7th 2015, 10:33pm

Hi Chris,

diese Version ist nachvollziehbar.
Ich muß leider immer die Differenz zwischen Netto und Brutto dem Finanzamt abliefern, somit kenne ich den tatsächlichen Genuß nicht!

Ich probiers jetzt mal mit konstant 90km/h (am liebsten mit 30 knoten Rückenwind), weil hierbei die wenigste Motorleistung und damit Brutto-Verbrauch meines versteuerten Einkommens für die Fortbewegung erforderlich ist.

Antwort logischerweise auch im Spaßmodus

Konrad

Schlagschrauber

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6

Thursday, January 8th 2015, 7:07am

Guten Morgen, Peter!

Eine interessante Frage, auf die ich dir leider erst nach stundenlangem Kampf mit der Konfiguration meiner Netzwerkkarte (nur ein komplettes Power-Off hat geholfen!) in den frühen Morgenstunden und mit Ringen unter den Augen antworten kann.
Du schreibst: Aus Sinkgeschwindigkeit und Gewicht des Gerätes lässt sich wiederum die für einen Horizontalflug bei der betreffenden Geschwindigkeit erforderliche Netto-Motorleistung ausrechnen.


Ich bin mir nicht sicher, ob du bei dieser Kalkulation auch den bescheidenen und leider auch variablen Wirkungsgrad unseres Antriebs berücksichtigt hast: Je langsamer du fliegst, desto höher ist der Anstellwinkel der Rotorebene und desto mehr Energie muss du irgendwie in das System pumpen, um die Rotor-Drehzahl aufrecht zu erhalten. Hoher Widerstand sowohl durch die größere durchströmte Fläche der Rotorebene selbst als auch durch den höheren Anströmungswinkel am Profil der rotierenden Rotorblätter und dann auch noch die relativ zunehmende Kreisfläche mit der vorwärtsgerichteten Auftriebskomponente (Antriebskomponente der Autorotation) gegenüber der tatsächlich für den Auftrieb genutzten Rotorkreisfläche.
Und die Übertragung dieser Energie erfolgt leider durch eine denkbar ungünstige Weise, nämlich durch turbulente Luftströmungen und Druckunterschiede, vom Propeller bis zum Rotor(!) ... schließlich haben wir ja keine Hubschrauber.


Deshalb vermute ich, dass es eben nicht so einfach ist, die erforderliche Netto-Motorleistung zu berechnen.


Ich bin gespannt, ob ich mit meinem qualitativen geistigen Modell der Tragschrauber-Aerodynamik den Kern der von dir gestellten quantitativen Frage beantworten konnte, denn was die Physik des Tragschraubers anbelangt, bin ich auch noch nicht in den Bereich der absoluten Erkenntnis vorgedrungen, sondern immer noch ein Lernender.


Servus, Holger
"Es ist eine Kunst, sagt er, oder vielmehr ein Trick zu fliegen. Der Trick besteht darin, dass man lernt, wie man sich auf den Boden schmeißt, aber daneben."

Douglas Adams, aus: Das Leben, das Universum und der ganze Rest

bergflieger

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7

Thursday, January 8th 2015, 8:03am

@ skyride: "Netto-Motorleistung" ist die Leistung, die wirklich am Rotor ankommt und damit für den Auftrieb verwendet werden kann. Wie Holger richtig erwähnt, ist das ein Bruchteil der echten Motorleistung.
Die Kraftübertragung Motor->Getriebe->Propeller->Luft->Rotor ist ja alles andere als effizient, man kann mit einem Wirkungsgrad von 30 bis max. 35 % rechnen.


@Holger: Mit Sicherheit wird die Effizienz "gegen oben" besser gegenüber dem Langsamflug. Dafür nimmt der parasitäre Luftwiderstand (im Quadrat) zu.
Das zu quantifizieren fände ich noch interessant - bei Flächenfliegern ist die Kenntnis dieser Werte Teil der Ausbildung.

@ skyride: "was bringt uns das?"
Geschwindigkeit des besten Gleitens = Vy = Geschwindigkeit des schnellsten Steigens
Geschwindigkeit des geringsten Sinkens = Vx = Geschwindigkeit mit dem besten Steigwinkel
Ich vermute mal, dass viele Piloten gar nicht wissen, wie weit diese Geschwindigkeiten auseinander liegen können und wie langsam vor allem letzteres bei den meisten Geräten ist.

Wer einmal einen Motorausfall hatte, wird den Unterschied zu schätzen wissen:
Bei Vy kommst du am weitesten bis zum Notlandeplatz.
Bei Vx hast du am meisten Zeit.
Auch hier kann der Unterschied ganz beträchtlich sein und viel zur Lebensqualität beitragen ;-)

Der Hauptgrund meiner Überlegungen aber war: Gemäss den Tabellen würde man bei niederen Geschwindigkeiten fast leistungsfrei fliegen können, hingegen wären Geschwindigkeiten über rund 150 km/h von der Motorleistung her gar nicht zu erfliegen.
Was beides rein empirisch schon widerlegt wurde ..
Gruss Peter

troed

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8

Thursday, January 8th 2015, 9:24am

Nun, um dafür einen REAL gültigen Ansatzpunkt zu bekommen, wäre der Versuchsansatz eigentlich einfach:

Windstiller Tag, Horizontalflug-Flug mit Gyro X (+/- 50ft wgen Thermik, jetzt im Winter eher nicht vorhanden) bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten und Motrodrehzahl +/- 100 rpm beobachten und notieren.

Dann hat man zumindest für ein gegebenes Abfluggewicht auf Gyro X eine erste "Eichkurve", die dann mit anderen Gyros/Zuladungen verglichen werden kann.

Hat Chris nicht schon mal sowas gemacht ?
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Schlagschrauber

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9

Thursday, January 8th 2015, 9:48am

Quoted

Dafür nimmt der parasitäre Luftwiderstand (im Quadrat) zu.
Das zu quantifizieren fände ich noch interessant - bei Flächenfliegern ist die Kenntnis dieser Werte Teil der Ausbildung.
Hier tu ich mir immer wieder etwas schwer, zwischen dem Rotor und dem Rest des Tragschraubers zu unterscheiden: denn das mit dem parasitären Luftwiderstand gilt ja in erster Näherung nur für alles, was unter dem Rotor hängt. Am Rotor selbst bleiben die Verhältnisse mehr oder minder die gleichen, da er sich mehr oder minder immer in etwa gleich schnell dreht.

Aber ich gebe dir vollkommen recht: auch ich würde diesen Sachverhalt gerne etwas mehr mit Zahlenmaterial und Diagrammen untermauert sehen.

Servus, Holger

P.S.: Hand auf's Herz: Wer kennt noch Vx und Vy seines Luftsportgeräts? Ich hab mir es gerade nochmal für den GyroTec DF-02 nachgeblättert:

:arrow: Vx (bester Steigwinkel) bei 70 km/h,
:arrow: Vy (bestes Steigen) bei 100 km/h.
:arrow: Hingegen ist das beste Gleitverhältnis in ruhiger Luft mit 80 km/h bei einem Gleitwinkel von 1:4 bis 1:5 angegeben.
"Es ist eine Kunst, sagt er, oder vielmehr ein Trick zu fliegen. Der Trick besteht darin, dass man lernt, wie man sich auf den Boden schmeißt, aber daneben."

Douglas Adams, aus: Das Leben, das Universum und der ganze Rest

skyride

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10

Thursday, January 8th 2015, 11:27am

Sehr gute Ausarbeitungen dieser Themen!

Im Vergleich, Magni M24 Orion, MTOW 535 kg:

-beste Steigrate VY: 102 km/h
-bester Steigwinkel VX: 78 km/h
-wirtschaftliches Reisen: 105 km/h (was ich im Vergleich zum Drehzahlmesser/Verbrauch bestätigen kann)

-beste Gleitrate 3,556 m/s (700 ft/min)

LG Konrad

skyride

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11

Thursday, January 8th 2015, 8:41pm

Netto-Motorleistung:

Danke Peter,

für deine Erklärung der Netto-Motorleistung. ..".die bis zum Rotor ankommt"....
Für Motorenleute ist dieser Begriff anders definiert:
Die Netto-Motorenleistung ist die Leistung ohne Aggregate (Generator, Lader, Pumpen, Lüfterflügel usw), und wird daher im tatsächlichen Betrieb niemals erreicht.
Daß der Wirkungsgrad in unserem Gyrocopter bei etwa 30% liegt, könnte ich mir vorstellen.
Unabhängig der komplexen Gyrocoptertechnik könnten 2 Maßnahmen hilfreich sein:

1. der Motor im Heck hat oft ein thermisches Problem (Verluste), in Verbindung mit dem sehr verdeckten Heckpropeller (ungenügende Anströmung) erziehlen wir abermals Verluste.

2. Verbesserung und Optimierung der Aerodynamik wie zb.ArrowCopter, was bei "Side-by-Side"-Anordnung eine Herausforderung ist.

Mögliche Abhilfe, um mehr Wirkungsgrad zu erreichen:

-Motor vorne mit Zugpropeller hätte thermisch bessere Bedingungen, derzeit kritisch empfundenes Geräuschniveau könnte gesenkt werden....

Problem: Gefällt den Kunden diese Konstellation (sie bzw. wir, lieben ja das hubschrauberähnliche Erscheinungsbild) , wie zentralisiere ich die Massen trotzdem elegant um den Mast herum (Schwerpunktoptimierung, Center of Gravity), wobei wir wieder bei den Wurzeln wären. (1923)

Schönen Abend

Konrad

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12

Thursday, January 8th 2015, 9:14pm

Aus Sinkgeschwindigkeit und Gewicht des Gerätes lässt sich wiederum die für einen Horizontalflug bei der betreffenden Geschwindigkeite erforderliche Netto-Motorleistung ausrechnen.


Das stimmt leider nicht für Dreflügler sondern nur für Flächenflugzeuge. Beim Gyro ist die Sachlage deutlich komplexer.

-- Chris.

skyride

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13

Thursday, January 8th 2015, 10:42pm

Netto-Motorleistung:

Nach den sehr ausführlichen und technisch/physikalisch spannenden Berichten von Holger (ganz vielen Dank!) kommen wir in einen Bereich, der jetzt schon wissenschaftlich wird.
Wie Chris richtig schreibt, (hatte vorher schon das Gefühl), daß hier Gesetzmäßigkeiten von Flächenfliegern mit der Komplexität des Gyro`s vermischt werden.
Als Anwender, Genußflieger aber auch Motoren-Liebhaber (und Instandsetzer) beobachte ich dieses Thema in Hinblick darauf, daß hier letztendlich nur Fachspezialisten( Studium Flugzeugtechnik oder ähnliches, Flugphysikprofessoren, Flugverfahrensanalytiker, usw.) Peter weiterhelfen können.
Mein Beitrag für 2015:
Habt alle 7 Sinne beieinander, fliegt innerhalb der Betriebsgrenzen, überschätzt Euch nicht,
beginnt in Ruhe euren Flug, bereitet Euch mental auf den Flug vor, macht gewissenhaft den Vorcheck, laßt Euch nicht aus Zeit-oder Termingründen zu einer unüberlegten Handlung hinreissen , schaut auf das Wetter .....schaut nach draußen (360 Grad), verlaßt euch auf das antrainierte Bauchgefühl, rechnet mit Fehlern von Anderen, übt, soviel es geht, dann spielen die "Leitzordnerfüllenden Diagramme, Statistiken, Soll-und Istkurven die geringste Rolle, wenn
ungeplant der Rotax-Schwimmer absäuft, der Bremssattel auf einer Seite seinen Rückzug verwehrt, der Vorrotierer nicht ausklingt, der Motor nach dem Bahnende seine gewohnte Power
nicht hergibt.....dann brauchen wir die spontane rettende Idee im Kopfe, sofort abrufbereit, eingemeißelt!

LG Konrad

dann sollte es funktionieren,

LG Konrad

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