Elektrische Luftfahrt

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Re: Elektrische Luftfahrt

von SLAM » 19. Jan 2018, 18:23

Schau mal da - bei Figure 4 - die haben wohl auch ein paar Überlegungen angestellt:


Schon klar. War nur Spaß: den Artikel hab ich gelesen ;)


Wobei ich zwei Treibstoffe für wirklich "visionär" halte: den doppelten Logistischen Aufwand tut sich niemand an.

Hinzu kommt, daß flüssiger Wasserstoff nur 1/10 tel der volumetrischen Energiedichte von z.B. Methanol hat, ein Methanoltank also für denselben Energieinhalt nur 1/10 tel so groß wird!

Noch dazu ist der Methanoltank viel leichter, weil er nicht nur sehr viel kleiner ist, nein, er muß auch nicht auf Innendruck (flüssiger Wasserstoff hält man unter Überdruck, weil sonst die Abdampfverluste sehr groß werden) ausgelegt werden und vorallem nicht isoliert werden: allein die Vakuumisolation des Wasserstofftanks wiegt mehr wie der enthaltene Wasserstoff !).

Deshalb fehlt mir etwas der Glaube an flüssigen Wasserstoff als Treibstoff für Flugzeuge, dazu sind die synthetisch aus Wasserstoff herstellbaren Alternativen Methanol, Ethanol oder synthetisches Kerosin einfach zu gute Alternativen. Ethanol sogar sehr einfach aus Biomasse zugänglich.

Dieser Effekt des Tanks auf die Gesamtmasse des Antriebs führt z.B. dazu, daß die Treibstoffpaarung flüssiges Erdgas / Sauerstoff oft sogar im Gesamtpaket günstigere (weil sehr viel kleinere) Raketenstufen erlaubt, als die rein auf die Treibstoffmasse erstmal günstiger dastehende (höchster spezifischer Impuls) Paarung Wasserstoff / Sauerstoff. Weshalb auch alle inzwischen entsprechende LNG / LOX Triebwerke entwickeln......

Methanol und Ethanol passen übrigens auch aus anderem Grunde sehr gut zur Elektrischen Luftfahrt: damit lassen sich hervorragend Brennstoffzellen betreiben. Legt man diese für den Marschflug auf Normalflughöhe aus und verwendet für den Start Hochlastakkuzellen wie z.B. SCIB, erhält man ein auch für Langstreckenflüge geeignetes System mit hervorragendem Umweltprofil (sehr leise und völlig ohne Emissionen außer Wasser.....).


Gruß SLAM
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Re: Elektrische Luftfahrt

von SLAM » 19. Jan 2018, 18:40

Korrektur: In der Zeile verrutscht --> volumetrische Energiedichte Methanol ist "nur" das doppelte von flüssigem Wasserstoff.

sorry SLAM
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Re: Elektrische Luftfahrt

von SLAM » 19. Jan 2018, 19:49

Beim Schreiben meines Methanol Proposals ist mir noch ein Aspekt der Paarung SOFC / Alkohol aufgefallen, der gerade bei Luftfahrtanwendungen von Interesse ist und den ich euch nicht vorenthalten will:

Eine Gasturbine im open cycle, wie bei Flugzeugtriebwerken üblich, hat nur einen Wirkungsgrad von um die 35%.

Eine SOFC kann >80% erreichen. Selbst wenn man einige % für den Elektromotor abzieht, ist eine Wirkungsgradverdopplung bezogen auf den Energieinhalt des eingesetzten Brennstoffes durchaus realistisch.

Hinzu kommt, daß die e-fans optimal in die Flugzeugsilhouette eingepasst werden können, da kalte Strömung.

In Summe kann man so leicht den geringeren Heizwert von Methanol gegenüber Kerosin ausgleichen, kommt also mit derselben gravimetrischen Kraftstoffmenge gleichweit. Und hat nebenbei den Gesamtwirkungsgrad des Systems "Verkehrsflugzeug" verdoppelt !


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Re: Elektrische Luftfahrt

von Allan Sche Sar » 19. Jan 2018, 20:14

Das von dir gezeigte Konzept der TU Delft ist kein Nurflügler. Es ist ein Blended Wing Body.
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Re: Elektrische Luftfahrt

von Adastramos » 19. Jan 2018, 21:04

Zur Info, es geht hier um elektrische/elektrifizierte Luftfahrt, nicht um SynFuels oder kryogenen Wasserstoff zur Verbrennung, das wäre dann ein neues Thema.

Alles Gute!

Edit: Hervorhebung.
Zuletzt geändert von Adastramos am 20. Jan 2018, 01:09, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Elektrische Luftfahrt

von SLAM » 19. Jan 2018, 21:29

Brennstoffzelle ist doch elektrisch.

Und wenn ich als Systemdesigner die Wahl zwischen einem Akku mit 0,15 kWh/kg (von mir aus auch 0,2 kWh/kg) bei 95% System-Wirkungsgrad und einem Treibstoff mit 5,5 kWh / kg (Methanol, bei Wasserstoff noch höher) bei 80% System-Wirkungsgrad habe, den ich noch dazu schnell nachtanken kann, dann weis ich jetzt schon, was bei längeren Flugdistanzen zu bevorzugen ist.


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Re: Elektrische Luftfahrt

von snooper77 » 19. Jan 2018, 23:56

SLAM hat geschrieben:Eine Gasturbine im open cycle, wie bei Flugzeugtriebwerken üblich, hat nur einen Wirkungsgrad von um die 35%.



Da bist du nicht ganz aktuell. Grosse, stationäre GTs erreichen 41 %, und moderne Flugzeugtriebwerke liegen wegen der weniger restriktiven NOx-Vorgaben und der kälteren Ansaugtemperaturen bei rund 45 %.
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Re: Elektrische Luftfahrt

von SLAM » 20. Jan 2018, 08:58

Hast recht: knapp 40% schaffen die aeroderivatives bei den großen Herstellern -->

https://www.siemens.com/global/en/home/products/energy/power-generation/gas-turbines/sgt-a30-a35-rb.html#!/

Ändert die Aussage aber nicht.


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Re: Elektrische Luftfahrt

von snooper77 » 20. Jan 2018, 10:38

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Re: Elektrische Luftfahrt

von Adastramos » 20. Jan 2018, 17:13

Eine Bitte: lagert die Diskussion zu stationären Gasturbinen und Wasserstoff-/SynFuelverbrennung aus, so bleibt die Übersichtlichkeit bestehen und man kann sich auf das Thema jeweilig besser fokusieren.

Alles Gute!
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