Es ist in der Luftfahrt üblich, für jeden Typ ein 'bestmögliches Flugzeug' zu ermitteln oder rechnerisch zu simulieren. Es werden die Bestwerte für ein zweisitziges Leichtflugzeug ermittelt: Luftdichte am Boden, Geschwindigkeitsbereich, bestmöglicher Reibungsbeiwert, Flugzeugfläche, Propellerwirkungsgrad im eingebauten Zustand sowie die Gesamtwiderstandsfläche GW. Variiert man den Wert GW, so erhält man unterschiedliche Leistungsanforderungen für den Flugzeugantrieb. Bei unzureichender Aerodynamik ist immer mehr Antriebsleistung erforderlich, um eine vorgegebene Fluggeschwindigkeit zu erreichen. Mit dem Gesamtwiderstand kann eine aerodynamische Qualität definiert werden. Der Vergleich dieser Größe für unterschiedliche Antriebe und Einsatzfälle bietet eine Möglichkeit, daß qualitativ beste Konzept zu finden. Nur 5 % von über 200 Zweisitzer-Flugzeugen erreichten den Bereich des günstigen Qualitätswertes - kleiner als 1,5. An die Entwickler wird die Anforderung gestellt, die Aerodynamik und Masse der Zelle genauso zu hinterfragen wie die Wirkungsgrade der Antriebe. Die gesamte Abflugmasse setzt sich aus den Komponenten Nutzmasse, Masse der Zelle, Kraftstoffmasse, Motor-, Getriebe- und Propellermasse zusammen. Es besteht die Aufgabe, die Summe aus Antriebsmassen und Kraftstoffmassen zu minimieren. Ein Vergleich der Antriebskonzepte zeigt, daß der einfache Zweitaktmotor ohne Auslass-Steuerung ein günstiger Antrieb für Kurzzeit-Fluganwendungen ist. Wesentlicher Vorteil ist hier der Preis; nachteilig die Schadstoffemission. Für hochentwickelte Zweitaktmotoren mit Drehschieber- und Auslass-Steuerung lassen sich keine Vorteile erkennen. Wankelmotoren liegen etwas günstiger als die hochentwickelten Zweitaktmotoren, sind aber gegenüber den 4-Takt-Hubkolbenmotoren im Nachteil, zudem sind die Wankelmotoren relativ teuer. Der Hubkolben-4-Takt-Motor mit Aufladung ist zur Zeit das beste und kostengünstigste Antriebskonzept. Ein aufgeladener 4-Takt-Diesel muß wegen der höheren Belastungen im Kurbeltrieb immer schwerer sein als ein leistungsgleicher Ottomotor. Bei längeren Flugzeiten ergeben sich jedoch Verbrauchsvorteile. Ein alternatives Konzept ist der kopfumkehrgespülte 2-Takt-Motor, wie er von DaimlerChrysler und von einigen japanischen Motorenentwickler vorgestellt wurde.
Vergleichende Untersuchung der Antriebe für leichte Luftfahrzeuge
2001
8 Seiten, 6 Bilder, 2 Tabellen
Conference paper
German
Untersuchung von Notverfahren fur unbemannte Luftfahrzeuge
British Library Conference Proceedings | 2009
|Zukuenftiges Fahrwerkskonzept fuer leichte Fahrzeuge unter Beruecksichtigung alternativer Antriebe
Automotive engineering | 1999
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