Wirkungsgrade von Motoren und Reglern

[Chief-Glider]

Hallo,

an der Uni bin ich mit ein paar Leuten daran, ein Gefährt für den Shell Eco Marathon http://www.shell.com/home/content/ecomarathon/ zu entwickeln.

Wir verbauen eine Brennstoffzelle (reiner Akkubetrieb ist leider untersagt).

Wir peilen folgende Daten an:

Fahrzeuggewicht inkl. Fahrer(in): <100kg
Fläche: 0,3 m²
cw-Wert: ca. 0,1
Rollwiderstand auch extrem niedrig (Daten vergessen)
Länge ca. 3m
3 Spezial-Leichlauf-Reifen, hinten eines, das gelenkt und angetrieben ist.

Wir haben errechnet, dass wir eine Antriebsleistung von ca. 40W brauchen, um die geforderten 30 km/h (man muss 25km in max. 50min fahren) zu halten. Das Fahrzeug muss von selbst anfahren können (denken über einen zweiten Motor nur zum Anfahren nach!?!).

Die Brennstoffzelle liefert ca. 35V. Das macht etwas mehr als 1A Strom.

Die Übersetzung soll über eine Kette erfolgen mit Freilauf. Außerdem brauchen wir ein extrem niedriges Drehmoment (wenige Nm), um die Geschwindigkeit halten zu können.

Jetzt meine Frage: Welche Motor/Regler-Kombinationen sind am sinnvollsten für diesen Zweck? Wir haben nach Lehner Motoren geschaut die einen Wirkungsgrad von über 90% haben, aber erst bei höherem Drehmoment...

Außerdem, welche Regler sind die Verlustärmsten (jedes Milliwatt zählt!!)? Was haltet ihr von Sinus-Leistungsstellern, oder sind "normale" Regler auch in Ordnung?

Oder gibt es andere (Industrie)-Fertig-Systeme die einen maximalen Gesamtwirkungsgrad erreichen?

Würde mich über den ein oder anderen Tipp von den Motorenspezialisten freuen :)

Bin in München an der TUM - hätte auch gegen ein persönliches Treffen nichts einzuwenden!

Gruß,
David

[Ch.Lucas]

Hallo David,
als Motoren sind die Lehner mit Luftspaltspulen die Version die dafür ambesten geeignet sind wegen dem höchsten maximalen ETA.
Ich würde euch vorschlagen einen Lehner mit Litzenwicklung zum Fahren und einen Maxon Bürstenmotor zum Anfahren und Beschleunigen zu verwenden.Du kennst sicherlich das PAC Car der ETH Zürich.Die sind mit zwei Maxon Motoren gefahren ,einer wurde mit Servos ein und ausgeschwenkt ,je nach Leistungsbedarf.Besser könnt ihr nur werden wenn ihr auch einen Höheren Wirkungsgrad im Antrieb verwendet wie die ETH Leute.Das heist Brushless.
Für die geringe Antriebsleistung finden wir sicherlich auch einen passenden Lehner Motor.Ich habe aber auch noch einen anderen Motor im Hinterkopf der von meinem Freund Martin Götzenberger gebaut wurde ,das ist ein Aussenläufer mit Luftspaltspulen.
Dann gibt es noch die Scheibenläufer von Heinzman und Permmotoren.
Sensorlos geht nur wenn auch ein Motor zum Anfahren mit hilft der dafür geeignet ist.
Was für eine Brennstoffzellenstack werdet ihr verwenden.Ich habe ja Jahrelang BZ Entwickelt ,da könnte ich eventuell auch mit jemanden in Verbindung bringen ,wie auch zb. mit Horizon Fuell Cell die nach unseren Lizenzen BZ fertigen die derzeit die höchsten Leistungsdichten haben dürften und so einen Stack braucht ihr um möglichst bei mximalen Wirkungsgrad zu fahren.Super Stack der fast nicht belastet wird .
Wenn du Lust hast können wir uns auch mal treffen ,ich wohne in Gräfelfing ,München ,oder zumindest mal die Telefonnummer austauschen.Ich würde Euch gerne Unterstützen .
Ich habe bei Magnetmotor in Starnberg Elektromotoren entwickelt wie auch Brennstoffzellen für die daraus ausgegründeten Firma Protonmotor .Enge Verbindungen habe ich zu Horizon Fuellcell und Lehnermotoren .

zb.Motor, http://www.powercroco.de/slotless_outrunner.html .
zb.BZ von uns ,die arbeitslos herumsteht, http://www.dlr.de/desktopdefault.aspx/tabid-13/135_read-8329/ .
zb. BZ ,click dich mal durch , http://www.horizonfuelcell.com/ .


Gruß
Christian

[Chief-Glider]

Whow - damit habe ich ja nicht gerechnet. :) Ich schicke dir mal eine PN!

[Robert]

Wiso verwendet ihr Brennstoffzellen ? Mit reinem Wasserstoff und Sauerstoff ? Die realen Wirkungsgrade sind ja zum heulen und nicht konkurenzfähig zu anderen Systemen. Auch habt ihr das Problem beim anfahren, das bei erhöhtem Strom die Spannung sinkt. Und der Punkt des besten Wirkungsgrades ist der Punkt der maximalen Leistung leider auch nicht bei diesen Systemen.

Die Wirtschaft hat viele Jahre in die Brennstoffzelle vergeudet, an einem System was technisch große Macken hat.

Sag mal, dürft ihr Kondensatoren oder solche Dinge als Zwischenspeicher verwenden ? Hätte so seine Vorteile beim anfahren. Könnten auch eine art Kupplung mit Schwungscheibe als Energiereservuar einbauen, der die Nötige Energie zum anfahren vorspeichert.

Find das Projekt trotzdem interessant. Viel Spaß beim konstruieren.

Falls du support aus der ETH-Zürich haben möchtest, hier laufen auch Projekte wie Formular Hybrid...meld dich. Bin selbst im Strukturbereich/Faserverbund/Maschinenbau drinn.

Netten Gruß aus Zürich
Robert

[Chief-Glider]

Hallo,

ja, eine BZ hat schon einige Nachteile, es ist aber leider nicht erlaubt, z.B. nur mit Akkus zu fahren. Ein Verbrennungsmotor ist möglich und könnte sogar gar nicht so schlecht sein - kommt aber nur mit sehr viel Know-How an die BZ heran!

Wir werden bei unseren 40W Antriebsleistung wohl eine 0,7-1kW BZ nehmen, damit sie beim Wirkungsgrad noch gut liegt.

Weitere, extern "aufgeladene" Systeme sind auch nicht erlaubt (Schwungrad etc.)

Bei Kondensatoren (denken über SuperCaps/GoldCaps nach) ist die Regel, dass deren Spannung nach der Fahrt mindestens wie vor der Fahrt sein muss - man muss die also wieder aufladen. Das ließe sich machen.

Wir denken zum Anfahren über einen zweiten Motor nach - also einen zum Anfahren und einen der perfekt auf die 32 km/h ausgelegt ist...

Leider sind die Regeln (Und die macht halt der böse Mineralölkonzern Shell) nicht unbedingt so angelegt, dass man sehr viel experimentieren kann. Ich denke mal Shell möchte auch (durch den Ausschluss von z.B. Akkus oder Muskelkraft) zeigen, dass Autofahren weiterhin nur mit Verbrauch irgend einen Brennstoffs zu machen ist. Deshalb werden ja die Verbräuche nicht in Joule umgerechnet sondern in km / l.

Die ETH schafft in dem Marathon ca. 3500 km mit einem Liter Benzin-Energieinhalts-Equivalent - bei Tests sogar bis 5800 km. Das beste Newcomer-Team-Ergebnis lag bisher bei 1800 km. Das ist so die Marke die wir im ersten Jahr anstreben!

Gruß,
David

[Ch.Lucas]

Hi Robert,
geh erst mal in eure Bücherei und leih dir das Buch zum PAC Car aus .
Bei einer BZ ist der Wirkungsgrad bei maximaler Leistung 50% .Reiner Sauerstoff braucht es nicht ,Luftsauerstoff reicht völlig aus und der Wasserstoff läst sich auch anders darstellen ,nicht nur durch Elektrolyse oder aus Kohlenwasserstoffen .Sauberer ist es durch Hydrosol ,http://www.dlr.de/Desktopdefault.aspx/tabid-13/135_read-7971/ .
Ich bin auch nicht der Meinung das die BZ der falsche Weg ist , schreib mal welche anderen Wege deiner Meinung nach besser sind .

Hier gehts um den Wettbewerb und da geht kein Weg an der BZ vorbei.
Beim PAC Car wurden aber noch einige Bauteile Wirkungsgradtechnisch nicht ausgereizt ,wie die BZ selbst und die Motoren ,die alten Maxon sind da nicht der Hit.ETA mässig gehts da in richtung 98-99% .
Die Beschleunigungsenergie kann man auch bei hohen ETA abgewinnen und dann mit hohen ETA umsetzten.Da gilt aber auch ,so leicht wie möglich werden ,dann brauchts am wenigsten zum Beschleunigen.Da sind unser BZ konkurenzlos ,beim Stack selbst ,wie auch bei den Nebenagregaten ,da habe wir viele garnicht gegenüber der Konkurenz.

[Luke]

Hallo,

hatte bisher mit dem Protron und Protron Aeris Kontakt.
Wie schaut es denn mit dem Temperaturmanagement der BZ aus ?

Gruß
Markus

[Ch.Lucas]

Hi,
schau mal die BZ an die wir für MHTX entwickelt haben .Abmessungen ,Gewicht und Leistung , http://www.mhtx.com/alternative-energy.htm .
Kühlung bei den kleinen Stacks über die Luftventilatoren mehr nicht.
Hier in dem link ,runterscrollen bis zum Hydrocycle ,youtube video und das Aprillia Hydrocycle der Bolonia Motorrad Show "Invention of the Year" . http://www.mhtx.com/media.htm .

[Robert]

Hallo Christian,

ich sehe die Brennstoffzelle als Ungeeignet an für das Projekt, weil eine Brennstoffzelle bei maximaler Leistung zu betreiben wäre. Und genau der Punkt ist für eine Brennstoffzelle nicht sinnvoll, weil der Wirkungsgrad grausig ist dabei. Die Molekühle lass sich halt nicht unter druck setzen...und so findet bei maximaler Leistung keine vollständige Reaktion mehr mit den Partnern statt.

Das Luft auch verwendent werden kann, das ist klar. Nur gibt es da wieder Probleme, weil Zwischenprofukte wie CO die Mebranen "vergiften". Das ein Problem wenn Luft verwendet wird. Auch sind viele Nebenprodukte im Prozess beteiligt, die gleichzeitig mit aufgeheizt werden(wenn bei den meisten auch nur bis 50-60°), so wird hier viel Energie verschwendet. Auch reagieren dann die Nebenprodukte tewilweise mit dem benötigten Sauerstoff...und so geht auch dort energie verloren.
Dann braucht man zur Brennstoffzelle noch all die Nebenaggretagte wie die Pumpen, die bei Teillast leider auch mit einem schlechtern Wirkungsgrad in sich selbst glänzen.

Wenn man die Reaktionsethalpien von Wasserstoff ansieht, sieht man das im Vergleich zu Fossilen Brennstoffen wie Methan/Bezin Welten sind. So kann es kein Kokurent dazu jeh werden.=> Werte H2 hat eine reversible arbeit von 237 kj/mol, im Vergleich, Methan 817 oder Benzin 1326......
Wenn man voran kommen möchte muss man bei den Elementen selbst anfangen, und nicht einfach von irgendwelchen wirkungsgraden reden, die irgend einer bei google eingetippt hat.

Auch gibt es noch die optimierungsmöglichkeit, das freiwerdene H20 nicht gasförmig zu entlassen, wie es im Moment noch bei fast allen geschieht. Man könnte die Kondnesationswärme direkt auch noch nutzen, anstatt es der Umwelt zu überlassen die energie aufzunehmen.

Zu dem geschickten Link. Die Idee ist alt. Gibt die Möglichkeit die elektrolyse bei hohen Temperturen durchzuführen, oder bei niedrigen mit externer Spannung. Da wir dir Sonne umsonst haben und man sie gut Bündeln kann, sind die Hochtemperturreaktionen wie immer im Vorteil.

Die Idee der Brennstofzelle find ich Klasse. An sich hat sie ja Wirkungsrgrade von fast 1, chemisch gesehen....nur sind durch all die Nebenaggregate(die nebenbei auch wiegen) diese 50% Verkust zu verzeichnen. Für ein System im High-end bereich find ich das ungenügend. Bei HDW wird in den Ubooten auch dieses system eingesetzt. Nur haben die kein Gewichtsproblem, den sauerstoff brauchen sie eh zum atmen nebenbei, und volgas fahren sie auch kaum. Da ist so ein System sinnvoll.

Eine Möglichkeit wäre eine Silan-Verbrennung mit Sauerstoff. Silan kommt im Sand vor. Die technologie ist aber in ihren anfängen erst, und bedarf noch viel Forschung.

Ich denke, das effektivste Wäre ein Hochtemperaturreaktion auf jeden Fall zu verwenden, und ein Carnot-Prozess anzuschließen. Da dieser bekanntlich mit der Temperatur steigt, müsste man versuchen gezielt sonenenerigie einzuleiten(z.b.),und reaktionspartner zu suchen, die hohe Enthaplien aufweisen, und kein Kohlenstoff enthalten....werd die Tage nochwas zu schreiben.

Netten Gruß und ein schönen Abend.
Robert

[Chief-Glider]

ich sehe die Brennstoffzelle als Ungeeignet an für das Projekt, weil eine Brennstoffzelle bei maximaler Leistung zu betreiben wäre. Und genau der Punkt ist für eine Brennstoffzelle nicht sinnvoll, weil der Wirkungsgrad grausig ist dabei.

Das haben wir auch schon gesehen. Deshalb eine 0,5-1,0 kW BZ - obwohl wir nur ca. 40 W Antriebsleistung benötigen. Bei den Horizon Fuel Cells ist man dann (dank geringer Nebenaggregate) bei ca. 65% Wirkungsgrad...

Schön dass es sich zu einer Diskussion entwickelt.

Ich würd mich noch über Motorvorschläge/Anreize freuen!

Drehzahl angepeilt: 400 U/min/V (große Übersetzung aufs Rad) und Drehmoment grad mal 10Nm (Die Werte gerade sind geschätzt, ich korrigiere sie falls ich die richtigen aus den Rechnungne wiederfinde.. ist spät :)

[Robert]

Finds auch wirklich klasse das es noch so leut gibt wie du. Die Spaß haben am entwickeln, und vor ner Rechnung auch nicht mal zurückschrecken. Weiter so....

Habt ihr schon ein Design für die Karosse ? Aus was wollt ihr bauen ? Richtung Waben-Kohlesandwich ? Baut ihr Rahmen noch in Alu, wie ist das gedacht ?

Netten Gruß
Robert

[Ch.Lucas]

Hallo David ,
als Motor wäre ein Kontronik Tango gerade in dem Leistungsbereich noch ein Super Maschinchen Ich habe 2 zuhause die ich auch auf eure anwendung hin vermessen kann .Der Motor flog in einem Solarflieger mit Nachtspeicherung rekorde ,habe leider auf die schnelle nur diesen link , http://machinedesign.com/article/solar-powered-uav-flies-two-days-straight-0818 . Dafür hat ac-propulsion einen split phase drive Steller entwickelt ,da habe ich die pdf . Aber es gibt da noch einen anderen Steller der noch effizienter sein sollte vom Martin Götzenberger ,den er auch mit Hallsonden designen kann ,dann wäre das Anfahren auch kein Thema. http://www.kontronik.com/index.php?option=com_content&task=view&id=63&Itemid=1&lang=de ,wenn man mit H.Konrad spricht gibts den vielleicht auch mit 400 U/min/Volt .
Robert ,hab jetzt wenig Zeit ,komme aber darauf zurück.Silan gibt es auch schon sehr lange und macht sehr wenig Vortschritte.

[Chief-Glider]

Finds auch wirklich klasse das es noch so leut gibt wie du. Die Spaß haben am entwickeln, und vor ner Rechnung auch nicht mal zurückschrecken. Weiter so....

Habt ihr schon ein Design für die Karosse ? Aus was wollt ihr bauen ? Richtung Waben-Kohlesandwich ? Baut ihr Rahmen noch in Alu, wie ist das gedacht ?

Ich bin zwar erst im 3. Semester, aber mich nervt es immer die ganze Theorie reingefüllt zu bekommen aber das dann nicht zu nutzen. Daher mach ich jedes Semester irgendeinen "Ausgleich". Im letzten Semester gab es einen Konstruktionswettbewerb http://www.tutor.mw.tum.de/index.php?option=com_content&task=view&id=44&Itemid=71 den ich (mitte) http://www.tutor.mw.tum.de/images/2009%20Gewinnerkonstrukt.jpg mit meinem team als teamleiter auch gleich mal gewonnen habe :) http://www.tutor.mw.tum.de/media/ZS_2_09.pdf

Insgesamt machen aber sehr wenige meiner Kommilitonen solche Sachen, finde ich schade. Das braucht zwar auch viel Zeit wie ich merke und drückt ein wenig auf die Noten - aber ich denke man lernt dabei ja auch immer sehr viel neues dazu!

Nochmal zum Auto: Ob es Wabe wird oder ähnlich weiß ich nicht, da haben sich die Aerodynamiker noch nicht gemeldet. Es wird aber ein Kohlefaser-Monocoque, das direkt Nabenaufnahmen haben soll.

Als Steuerung wollen wir einen ATmega nehmen, die sind schön klein und brauchen wenig Strom. Es soll quasi eine vorprogrammierte Anfahrfunktion geben die dann direkt in einen "Tempomat"-Modus übergeht. Der Fahrer kann dann den Tempomat verstellen (und hat natürlich für den Notfall einen Manuellen Modus).

Fahrer inkl. Helm und Anzug muss min. 50 kg sein. Das Auto wollen wir insgesamt unter 100 kg lassen, lieber 90. Die ETH Zürich hat 79kg geschafft!

LG,
David

[Ch.Lucas]

Hi Robert,
das ist nicht so dein Gebiet.Der David hat das schon richtig rübergebracht.Die BZ wird quasi im Leerlauf betrieben.Der Wirkungsgrad ist bei einer BZ ganz genau festzustellen.Die Leerlaufspannung einer Zelle ist ca.1,24 Volt. Wird die BZ belastet ,wird die Spannung heruntergedrückt.Der Punkt maximaler Leistung ist bei allen Akkus wie auch bei einer BZ dann erreicht wenn die Spannung auf die halbe Leerlaufspannung gedrückt wurde.Eine BZ hat dann genau 0,62 Volt pro Zelle und einen Wirkungsgrad von 50%.Je weniger Belastet wird desto höher der ETA und der ist bei fast Leerlaufspannung eigentlich am Größten ,abzüglich der Nebenagregateverbräuche.
Ein Freund von mir hat die Jahre an einem Wettbewerb teilgenommen bei dem gefordert wurde aus einer vorgegebenen Masse ,ich glaube 4 kg, Strom für 5 Tage mit einer Dauerleistung von 20 Watt und in bestimmten Intervallen von 200 Watt für dann 10 sec. bereitzustellen.
Er hat einen kleinen Viertackter 10ccm mit Propangas und einem Aussenläufergenerator aufgebaut.Ich frage ihn wenn er wieder hier in Deutschland ist (ist gerade in Singapur)wie es ausgegangen ist.Das wäre ein Wettbewerb bei dem deine Brennstoffe die richtigeren wären.
Wir haben auch einen Generator angefangen zu entwickeln bei dem mittels Wärme flüssiges Natrium durch eine Keramische Membran gedrückt wird.Auf beiden Seiten der Membran sitzen Elektroden an welchen eine Spannung abgegriffen werden kann und das bei hohen Wirkungsgraden ,ohne mechanische bewegte Bauteile .Leise und mit Poorenbrenner sehr Sauberer Prozess.
Es gibt noch einige Exotische Methoden Energie umzuwandeln aber bislang hört man sehr wenig davon .Silan ist als Treibstoff auch eine tolle Option die aber erst Interesant wird wenn 1 Liter Dieselkraftstoff teuerer wird wie ein Lieter Silanöl.Und Silan muss hergestellt werden ,kommt nicht aus den Boden.Daran Scheitert es Leider noch eine Weile.

[Robert]

Wie die Wirkungsgrade zustande kommen sind mir klar. Haben in Thermodynamik 2 die Brennstoffzelle ne Weile durchgenommen. Von der Chemie-Seite(also Berechnung der enthalpien, freien Enthalpien, inneren Energien etc, stöchometrische Rechnung etc.), als auch von der Ausführungsseite. Neben der normalen H2 auch exoten wie die Hochtemperturbrennstoffzellen, oder Brennstoffen mit Kohlenstoffantheil, wie Methan, etc. Verbrennen kann man ja vieles in son ner Zelle. Die Endprodukte sind dann natürlich entsprechend....mehr oder weniger Umweltfreundlich.
Mit der Zellenspannung, das die 0,62V beträgt...kann ich nicht zustimmen. Das hängt einerseits von druck, Temperatur und Brennstoff selbst ab. Wiso ist das nicht so mein Gebiet die Brennstoffzelle ? Habe keine Praxiserfahrung mit den Dingern, das ist richtig, aber die Theorie vom Molekühl an bis zur Ausführung und Berechnung der chemischen-thermischen-und aller Verluste, von den entropien an je nach Brennstoff, bis hin zu den Nebenaggregaten hier an der ETH gelehrnt. Das bauen ist keine Kunst, sondern vorher zu wissen was rauskommen wird, das ist Kunst. Oder wenn man gefragt wird, einer möchte in ner Brennstoffzelle statt Wasserstoff ch4, c2h8, irgend ein anderer Stoff verbrennen, und wissen möchte, wie viel besser ist das, wieviel % mehr oder weniger energieabgabe, etc....wenn der jenige eine Zettel mit der Lösung durch Grundgleichungen der chemie/thermodynamik verifiziert bekommt nach 15min....das ist es, was es aus macht, meiner Meinung, und unsere Forschung voran bingt. Man weiß nur so, wo über es sich lohnt weiter zu optimieren, oder wo man es lieber bleiben lassen sollte. Beispiel Windkraft. Wenn da jemand meint er müsse den Wirkungsgrad seiner Turbine erhöhen, der eh schon bei 60 % ist im aktuellen Rad....dann kann man nix machen, und ihn weiter Zeit und geld verschwenden lassen.

Das David die Brennstoffzelle nun größer ausgelegt hat, um im besten Wirkunggradpunkt zu arbeiten, das ja schon mal gut. Kost halt wohl doppelt Gewicht. Was wiegt denn eure Brennstoffzelle überhaupt David ?

Netten Gruß und ein schönen Abend
Robert

[Ch.Lucas]

Hi Robert,
ich bin halt mehr der Praktiker ,da ich in meinem Leben bisher die Erfahrung gemacht habe das die Theorie allein noch kein Ergebnis liefert.
Ich habe vor allem Abläufe optimiert und dabei auch immer versucht verbesserungen in angrenzenden Bereichen zu erziehlen.So haben wir mit kleinen 3 x 4cm Membranflächen zig Testzellen durchgeführt mit immer wieder kleinen Änderungen.So haben wir zb.die Diffusionslagen so optimiert das nur noch soviel Sauerstoff zur Membran durchkommen kann wie bis maximalen Wirkungsgrad notwendig ist.Das Ziehl dabei war und es geht auch so ,den Wasserhaushalt der Membran zu regulieren ,wodurch keine externe Befeuchtung mehr nötig ist.Die nötige Menge Wasser bleibt in der Membran.Dann reichen uns einfache Wasserbasis Suspensionen zur aufbringen des Katalisators auf die Membran wie auch bei der Herstellung der Diffusionslagen aus .Optimieren der Gaskanäle ,der art und weise der Elektrischen Kontaktierung der einzelnen Bipolarplatten zu den Diffusionslagen ect..Das ist Entwickeln und da scheiden sich die Geister.So brauchen wir nur recht einfache Endplatten und wenig Druck und wir haben noch ein Verfahren Entwickelt wodurch unsere BZ auch keine hohen Drücke der Gase benötigt ,wodurch die BZ bei Umgebungsdruck laufen kann ,ein neben der Stromdichte noch sehr wichtiger Sicherheits aspekt.Sicherlich eine BZ ist auf den ersten Blick eine sehr Einfache Geschichte aber wenn man ins Detail geht und dort optimiert wird es erst richtig Interesant.

Noch etwas zur Abwärme Nutzung.Da haben wir auch mal bei einer BZ ein auf Peltier Elementen aufgebautes Abwärmenutzteil gebaut ,es kostet halt erheblich mehr Gewicht und der Ertrag ist recht bescheiden.Mit der TU in Mümchen haben wir eine Dampfturbine deren Energie durch die Abwärme bei Verbrennungsmotoren im Auspuftopf entströmt Entwickelt.Vor ein paar Jahren hat so etwas auch BMW angefangen mit einem Axialkolbenmaschinchen.Jetzt haben sie einen Peltierauspuftopf.Dort noch etwas Energie abzuringen mit den Bescheidenen Wirkungsgraden der Maschinen ist halt recht mühsam.

schönen Gruß
Christian

[Ch.Lucas]

Noch was ,
mein Freund bastelt gerade in Singapur an einem Flieger ,der durch ein BZ angetrieben wird.Die BZ ist die Bespannung der Tragfläche ,den Wasserstoff liefert Litziumhydrid das mit der Luftfeuchtigkeit reagiert .Leistung 10 Watt und 10 Stunden Flugzeit.
Kennst du meine BZ Hubschrauber von 1989 ,das war der erste Modellhubschrauber der durch eine BZ als Stromlieferant angetrieben wurde.Mit Wasserstoff im Drucktank 30 Minuten flugzeit bei 250 Watt und mit einem speziellen Flüssigwasserstofftank der 1 Liter inhalt hatte wären 12 Stunden Flugzeit möglich gewesen.Leider hat ein ultraleichter Druckreduzierer des CFK Tanks versagt und die BZ gehimmelt.Leider habe ich keine Zeit mehr gefunden einen zweiten Stack aufzubauen.
Der Hubi hat einen Direkt drive Motor für den Hauptrotor und einen Motor für den Heckrotor.Motorbleche sind 7 hundertstel dicke Cobalt Eisenbleche die geglüht sind .Den hatte ich bei Schneider von Ulm dem Berblinger Preis 1989 angemeldet ,leider ist eben die BZ zestört worden und der Hubi konnte dadurch der Jury nicht vorgeflogen werden.Jetzt steht er bei mir im Keller herum.

[Robert]

Ja, hast schon immer coole Dinge gebaut:). Finds Klasse. Hoff auch die nächsten Jahre mal bisl mehr mit der Hand machen zu können, und mehr Freiraum für eigene Ideen zu haben. Ist nicht so einfach heutzutage. Hab anbei eine Idee als Projekt für nächstes Semester, zum ausgleich. Was haltet ihr von einem Magnus-Flugzeug ? Hab mal eine kleine Skizze gemacht. Mein Fluid-Prof.meinte, die Idee gabs schon an der ETH, es hat aber noch keiner so was gebaut. Von Hubschraubern mit Magnus-Rotoren ließt man mehr. Na ja.

Dachte die "Tragflächen" mit kleinen Motoren einzeln ansteuern und rotieren zu lassen. Kurvenflug geht durch reduzieren einer Drehzahl eines Rotors. Vielleicht mach ichs geich hardcore und bau als Höhenleitwerk auch Rotoren.

Zur Skizze. Sieht ein wenig bescheiden noch aus, die enden. Müssen aber so sein, um die Umströmung(induzierter Widerstand) zu veringern. Prof. zeigte mal ein Diagramm, wie groß der Unterschied ist mit und ohne Endplatte....ist wie ein winglet beim Flieger.

Flugzeug soll ziel haben, möglichst langsam viel last zu transportieren. Für schnelle sachen ist der zylinder ungeeignet. Dafür hat er einen Faktor 4 mehr auftrieb als ein herkömmliches Profil...deswegen die Idee mit der Realisierung. Außerdem muss ich mal die Autoklave hier in der ETH nutzen:D....ist schrecklich all die Maschinen da zu sehen, und grad kein Projekt dafür zu haben:o...

Netten Gruß und schönen Abend
Robert

[Ch.Lucas]

Sehr schön ,
ich hatte vor zirka 30 Jahren eine Graupner Colli als Rotorschiff umgebaut.Ging ganz gut ,leider hatte ich da keinen Drehzahlregler drin und so konnte ich nie so richtig optimal auf den Windwinkel zum Boot hin abstimmen.Als Flieger ein tolles Projekt.Im Deutschen Museum in München ist in der Physik abteilung ein Schienenwägelchen mit Magnusrotor zum Spielen.Kann man Drehzahl regeln und Umsteueren.
Da bin ich jetzt schon gespannt drauf.

[Robert]

Das Hauptproblem seh ich an dem Schwinungsverhalten der langen Zylinder. Müssen ja einmal tragen, und nicht bei ihren 2000 1/min oder was die drehen ufschwingen. Projekt ist mit 2000mm Spannweite geplant. Rohr gewicklet in Kohle, oder Prepreg-unidirektional in einer Form laminiert. Glaub da komm ich über eine Modalanalyse nicht drumrum vorher.

Netten Gruß
Robert

[Alderan]

Ähm mal ne ganz bescheidene Frage :Hast du das Equipment für eine Modalanalyse in deiner garage oder im Keller lagernd :D

[Chief-Glider]

Sagst du mir was eine Modalanalyse ist? :D

Wir haben wohl beim DLR in Oberpfaffenhofen die Möglichkeit, Motoren durchzumessen..

[Alderan]

:D Ich mag mich nicht soo arg weit aus dem Fenster lehnen.
Mache selbst solche messungen nicht das machen die jungs aus dem "Vib-Lab".
Aber bei uns läuft das so:Ein gegebener Prüfling in unserem fall meist Blechstrukturen wird möglichst frei/schwingfähig aufgehängt dann wird eine definierte anregung eingebracht(also frequenz und energie)das geschieht über einen "shaker"(wir verwenden B&K) davor wird der Prüfling mit einer grossen anzahl an sensoren(bei uns wird entweder PCB oder B&K verwendet) die sich an einem Raster ausrichten bestückt(das raster und auch die befestigungtechnik der sensoren richten sich nach der eingespeisten anregung)und dann werden die beschleunigungen bzw die ordnungen analysiert die der prüfling als reaktion auf das bekannte eingespeiste signal abgibt also wird praktisch primär mit sekundär verglichen das ganze kann auch wenn die sensoren durch ihre masse die zu messende struktur dämfen würden mit einer Laser oder mit einet akustischen Kamera gemacht werden.
Das ganze Equipment ist in praktisch jeder mir bekannten Form zumindestens für meine Verhältnisse wenigstens als sehr kostspielig zu bezeichnen deswegen habe ich gefragt
Da wo ich meine brötchen verdiene werden Modalanalysen gemacht um das Akustische verhalten von unterschiedlichsten Baugruppen zu untersuchen das ganze kann natürlich auch zur feststellung der dynamischen festigkeiten herangezogen werden was hier wohl der zweck sein dürfte.
Ich hoffe das reicht dir :rolleyes:

[Robert]

Man kann auch einfach ein Modell in FE(Finite Elemente) simulieren. Modell im CAD konstruieren(oder direkt als FE-Modell im Programm selbst), in ANSYS einladen, Material und par kleinigkeiten definieren, und anschließend kann man eine Modalanalyse starten. So sieht man gleich alle eigenmoden, formen, und bekommt alles an daten was man braucht. Und das ohne igendwelche zeitaufwenigen Modelle.

Netten Gruß
Robert

[Alderan]

Da hat der Robert bestimmt recht aber leider geht da in meiner sparte leider oder auch zum glück immer noch eine oft klaffende lücke zwischen dem was gerechnet wird wurde und dem was dann nachher real messbar passiert auf die nicht so einfach ignoriert werden kann.
Sicher liegt das immer an der komplexität der Objekte.Bei uns würde ich sagen(nix gegen die CAE leute )ist die korelation zum teil nur "bescheiden".

[Robert]

Na ja, man muss dau sagen, die FE-Modell sind exakt. Nur in der Realität wird ja gebaut, und da oft mal die wandstärke anders, dann wird geschweißt, etc., da entstehen unterschiede.

Die Modelle ersetzen praktische Versuche, sofern jemand drann sitzt der es gut kann und die Randbedingungen kennt, und wie FE intern arbeitet. Allein zu wissen wie man das Programm bedient ist fatal(eigene Erfahrungen:D...).

Versuche sind meist viel zu teuer um durchzuführen in der Industrie. Das Tool bringt exakte Lösungen, wenn man es richtig modelliert, und es etwas ist, was nicht alzu weit hergeholt ist. Viele Analysen wurden an referenz aus der Praxis auch angepasst, aus Messungen. Zum Glück gibts beides:).

Netten Gruß
Robert