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Beispiel Robinson R-22: 131PS Startleistung
Beim Volocopter käme noch ein gleich starker Generator dazu,...
Eben nicht! Beim Volocopter reicht als Range Extender ein Verbrenner/Generator, der den Durchschnittsverbrauch bei Reiseflug abdeckt, weil Lastspitzen elektrisch gepuffert werden.
Das kann das Gesamtkonzept deutlich erleichtern, wenn man die angestrebte Reisegeschwindigkeit nicht zu hoch ansetzt.
Nur ein Satz stimmt nur zum Teil, glaube ich:
"Dies hat bei Teillast einen deutlichen Nachteil gegenüber Schubregelung durch Einstellwinkelverstellung."
Multikopters sind bei wenig Last wesentlich stromsparender als gleich schwere normale Helikopters, zumindest im Modell in der 800-Gramm-Klasse.
Ich bin eigentlich schon sicher, dass bei Teillast ein Verstellpropeller besser ist. Bei der Vorlesung Schiffsbau habe ich gehört, dass Verstellpropeller nur bei Schiffen mit Teillastbereich Sinn machen (z.B. Schlepper).
Containerschiffe fahren mit Vollgas oder leicht darunter bis zum nächsten Hafen. Daher braucht der Propeller nur auf einen Punkt, den Nennpunkt, ausgelegt werden. Die Propellerblätter sind also nicht verstellbar. Zudem entfällt die aufwendige Abdichtung der beweglichen Propellerblätter, die Nabe wird aufgrund des fehlenden Verstellmechanismus schlanker, und der Propeller ist natürlich insgesamt billiger.
Bei Kaplanturbinen dient die Laufschaufelverstellung einer optimalen Anpassung an wechselnde Betriebsbedingungen. Drehzahlregelung ist aufgrund der festen Netzfrequenz von 50 Hz nicht möglich. Leitschaufelverstellung ist auch möglich.
Bei Multikoptern der 800g Klasse vermute ich die Energieeinsparung im geringen Gewicht der Mechanik. Einfach ein paar Streben zu den Motoren, keine Servos, dafür aber mehr Motorregler und Motoren, keine Zahnräder......
Auch vermute ich, dass man oft Multikopter und Hubschrauber vergleicht, die nicht dieselben Flugleistungen aufweisen. So ist ein 3D-Hubschrauber von Haus aus schwerer gebaut. Auch ist die Rotordrehzahl oft unnötig hoch, welche das Haupteinsparungspotenzial bietet.
Ich behaupte, ein Modellhubschrauber mit denselben Flugleistungen und Sicherheit bez. Material ist mindestens genauso sparsam wie ein Multikopter der 800g Klasse.
Bezogen auf den Velocopter kann man das aber nicht mehr sagen. Bei einer Verdoppelung der Länge wird die Fläche viermal so groß, das Gewicht achtmal, und das Massenträgheitsmoment 16mal.
Daher kann man auch die Ausleger des Velocopter nicht einfach mit nicht zusammengeschweißten Rohren, wie z.B. bei einem Modell-Quadrokopter, bauen.
Daher ist auch die Größe des Velocopter begrenzt, viel früher als die Größe normaler Hubschrauber. Die Verstrebungen für die Rotoren sind an einem gewissen Punkt einfach zu schwer.
Die Rotorblätter von gewöhnlichen Hubschraubern sind da viel dankbarer, größer als bei einer Mi-26 werden die aber auch nicht mehr. Und jetzt stellt euch das Gerüst der Motoren für einen Velocopter in Mi-26 Größe vor :-)
Der Volocopter braucht keine Autorotation . Er hat einen Notfallschirm.
Ist eh das Vernünftigste!
Eine Autorotation ist bei zu geringer Höhe und Vorwärtsgeschwindigkeit nicht möglich. Wie sehen die Bereiche für den Notfallschirm aus? Höhe und Geschwindigkeit?
Eben nicht! Beim Volocopter reicht als Range Extender ein Verbrenner/Generator, der den Durchschnittsverbrauch bei Reiseflug abdeckt, weil Lastspitzen elektrisch gepuffert werden.
Das kann das Gesamtkonzept deutlich erleichtern, wenn man die angestrebte Reisegeschwindigkeit nicht zu hoch ansetzt.
Ah stimmt!
Dann kann man grob abgeschätzt die Hälfte der Leistung annehmen.
Für lange Flugstrecken wäre der Volocopter aufgrund der geringen Fluggeschwindigkeit aber leider trotzdem nicht geeignet.
Ich denke nicht, dass sich die Rotoren gegenseitig beeinflußen bzw. fällt der Effekt nur sehr gering aus, da die Rotoren in einer Ebene liegen. Das Problem hast du bei Koaxialhubschraubern oder z.B. der CH 47 weil der untere Rotor in den Downwash des oberen kommt.
Kann durchaus sein!
Möglicherweise reicht aber auch nur die Schrägstellung von 20 bis 30° der Rotorenebene im Vorwärtsflug aus, um die Anströmung ungünstig zu beeinflußen.
Der Volocopter IST bereits in einer eigenen, neuen, Fluggeräteklasse zugelassen. Zumindest war das vor einem halben Jahr im TV so zu sehen und zu hören.
Ich bin eigentlich schon sicher, dass bei Teillast ein Verstellpropeller besser ist. Bei der Vorlesung Schiffsbau habe ich gehört, dass Verstellpropeller nur bei Schiffen mit Teillastbereich Sinn machen (z.B. Schlepper).
Containerschiffe fahren mit Vollgas oder leicht darunter bis zum nächsten Hafen. Daher braucht der Propeller nur auf einen Punkt, den Nennpunkt, ausgelegt werden. Die Propellerblätter sind also nicht verstellbar. Zudem entfällt die aufwendige Abdichtung der beweglichen Propellerblätter, die Nabe wird aufgrund des fehlenden Verstellmechanismus schlanker, und der Propeller ist natürlich insgesamt billiger.
Das ist nicht nur bei Schiffspropellern so, sondern ist auch z.B. bei Flugtriebwerken der Fall. Die Beschaufelung ist auf einen Designpunkt hin ausgelegt. Zur Wirkungsgradverbesserung im Teillastbereich gibt es u.A. in Verdichtern VGV (Variable Guide Vanes - verstellbare Leiträder). Andererseits sind symmetrische, unverwundene Profile auch nur ein Kompromiss und können für einen gegebenen Designpunkt nicht den Wirkungsgrad von speziell angepassten Profilen erreichen.
Die Frage ist aber auch, wie groß der Anteil der idealen Zuströmung bei einer Stunde Flugzeit bzw. bei einem Drehflügler ist. Anders als bei Flugtriebwerken oder bei Schiffspropellern spielt die Eigenbewegung bei einem Drehflügler eine große Rolle. Bewegt sich das Gerät nach oben, unten, seitwärts oder gibt es Seitenwind? Alles beeinflußt die Zuströmung zu den Rotoren und es gibt mehr transiente Flugzustände.
Daher ist auch die Größe des Velocopter begrenzt, viel früher als die Größe normaler Hubschrauber. Die Verstrebungen für die Rotoren sind an einem gewissen Punkt einfach zu schwer.
Der Aufwand der in den Leichtbau gesteckt werden muss, treibt die Kosten stark in die Höhe und beschränkt die Dimensionen des Fluggerätes zusätzlich. Mehr als ein Sportgerät für Kurzstrecken wird aus so einem Konzept sicherlich nicht werden
Zur im Video erwähnten Umweltfreundlichkeit:
Elektrofahrzeuge oder -flugzeuge haben keine Schadstoffemission, das mag stimmen. Komischerweise wird bei diesen Konzepten nie die Umweltbelastung durch die Lithiumgewinnung, die Akkuherstellung und -entsorgung angesprochen. Genauso wichtig ist auch, woher der Strom kommt. Wie hoch ist die CO2-Emission bei Verwendung des deutschen Strommixes?
Zur im Video erwähnten Umweltfreundlichkeit:
Elektrofahrzeuge oder -flugzeuge haben keine Schadstoffemission, das mag stimmen. Komischerweise wird bei diesen Konzepten nie die Umweltbelastung durch die Lithiumgewinnung, die Akkuherstellung und -entsorgung angesprochen. Genauso wichtig ist auch, woher der Strom kommt. Wie hoch ist die CO2-Emission bei Verwendung des deutschen Strommixes?
Beim Modellhubschrauber müssen heutige LiPo-Akkus spätestens nach 200 Flügen oder 4 Jahren ausgetauscht werden. Zumindest, wenn man die Akkus stärker beansprucht.
Vielleicht ist somit auch ein Modell- Elektrohubschrauber nicht umweltfreundlicher als ein Verbrenner.
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