Fliegen, was wäre technisch optimierbar

[color=#0000FF]Die Beiträge habe ich aus dem Wasserstoffthread hierher geführt, deshalb auch der etwas holprige Einstieg. Über einen Vorschlag zu einem besseren Titel wäre ich dankbar. Oder schaun wir mal wohin sich der Thread entwickelt.

LGH [/color]

Um auch noch meinen Senf dazuzugeben: :smiley:
Warum sollte der Flieger NICHT billiger sein? Man braucht einen Fleck zum Starten und Landen und etwas Infrastruktur zur Flugaufsicht. Man braucht keine Stellwerke, Fahrbahnen, die regelmäßig verschleißen, Schienen, Autobahnbrücken, Schnellstrecken usw. usw.

Vernünftig wäre, wenn man der Fliegerei beibringt, daß man nicht 850km/h auf 11km Höhe fliegen muß. Man tut das, weil das eben der beste Kompromiß aus Reisezeit und Energieverbrauch ist. Als man das ausgerechnet hat, hat niemand von Klimawirkungen in der Stratosphäre gewußt, entsprechend ist das nicht Teil der Rechnung. Und nachdem man jetzt 50 Jahre so entworfen hat, ist ein Umdenken natürlich mühselig und teuer, aber eigentlich alternativlos…
Also, entweder „klassisch“, aber auf 4-5km Höhe mit, sagen wir, 500km/h fliegen. Oder, den ganzen „lokalen“ Flug auf etwas wie den Liliumjet umpolen. Beides wäre ein wirklicher, auch mühsamer, Paradigmenwechsel, mMn aber ideal.

Lokale Flüge, also alles was unter 700km ist, braucht man eigentlich gar nicht.
Das kann sich vielleicht ändern, wenn es, wie z.B. EasyJet sagt, in ein paar Jahren die kürzeren Strecken zumindest teilelektrisch zurück gelegt werden, aber ansonsten eher nicht.
Wenn ich mir anschaue, dass es z.B. günstiger ist von Düsseldorf nach Südafrika über Amsterdam zu fliegen, als direkt von Amsterdam aus, dann fällt mir nichts mehr dazu ein.
Und meines Wissens verbraucht man, wenn man langsamer und niedriger fliegt mehr Sprit als weiter oben, von daher bin ich mir auch nicht sicher, ob das ne Lösung wäre.

Ein bißchen Auseinandersetzung mit meiner Argumentation wäre schon nett gewesen…

Legt wer auf welcher Grundlage fest?

[quote=„harlem24“]
Das kann sich vielleicht ändern, wenn es, wie z.B. EasyJet sagt, in ein paar Jahren die kürzeren Strecken zumindest teilelektrisch zurück gelegt werden, aber ansonsten eher nicht.
./quote]

Also doch?

Ich denke dass fliegen in weiten Bereichen deutlich umweltschonender ist als mit der Bahn zu fahren. Die Gründe sind bekannt. kaum Infrastruktur, nur der halbe Energieverbrauch pro Personenkilometer. Keine Landschaftszerstörung durch unüberwindbare Fahrwege. Kein lokaler Ausstoß von Schadstoffe, Schmutz und Lärm unmittelbar neben den Menschen…

Vielleicht bin ich da als Anlieger an der Mittelrheinstrecke etwas anders sensibilisiert. Hier fahren jede Nacht hunderte Güterzüge vorbei. Viele trotz elektrifizierter Strecke mit Dieselloks. Wer mal selbst erfahren will was da für ein Dreck entsteht, der kann ja mal sein Auto eine Woche lang an der Bahnstrecke parken. Danach ist eine Neulackierung angesagt.

Mich würde ein auf Fakten basierender Vergleich sehr interessieren. Bisher habe ich leider noch nichts gefunden. Ist wohl auch nicht gewollt. Hier gilt als unangefochtene Wahrheit: „Die Bahn ist Umweltfreundlich“. Klar da gibt es viele Jobs für die Pöstchenschieber.

Ich bin ganz bei FFF. Denn man kann nicht einfach so eine Technologie verteufeln wenn es einem gerade so passt. Ich habe mal eine Studie gefunden wo der Personenverkehr im Fernverkehr mit 70 oder 80g /pkm angegeben wurde und der Nahverkehr mit 110g /Pkm. So ein Zug ist kein aerodynamisches Wunder und die ganze Infrastruktur muss auch gewartet hergestellt werden. Schaut Euch nur mal die Neubaustrecke Stuttgart Ulm an da muss aber lange ein Zug fahren bis der ganze Beton (Beton und Zement sind für ca. 10% der dt. CO2 Emissionen verantwortlich) . Ein E-Auto ist da mit einer Person schon auf Augenhöhe und zu dritt ist auch das H2 Auto besser als die Bahn.

Beim Auto braucht man auch die Straßen und das Bitumen, die LKW und die Betonmischer, Stahl und Co für die Brücken und und und… Sooooo schlecht ist das Flugzeug nicht. Sicher nicht super aber auch nicht sooo schlecht.

Ein Flug nach Los Angeles und zurück liegt bei 250g/pkm. Das Problem sind eher die langen Strecken.

Bei einem Passagierflugzeug ist der Flügel so konstruiert, dass bei einer gegebenen Höhe eine Geschwindigkeit, welche 99% der maximalen Reichweite ergibt, gegeben ist. Viel langsamer oder schneller ergibt einen grösseren Treibstoffverbrauch. Darum wird versucht, die Flughöhe nach Gewicht zu wählen. Das Startgewicht ergibt eine optimale erste Flughöhe, welche dann bei sich reduzierendem Gewicht durch Treibstoffverbrauch zur nächst höheren freien Flughöhe usw. führt. Tief zu fliegen bedeutet hoher Treibstoffverbrauch. Kann sein, dass mal in Zukunft - vor allem für Kurzstrecke - andere Flügelprofile mit anderen Flugprofilen entwickelt werden. Allerdings fliegt man dann in niedrigeren Flughöhen in den Wolken und im Wetter…


FL100 ist etwa 3km Höhe, FL150 ist etwa 4,6km Höhe
Man sieht gut, dass die A330 mit 200t auf FL350 am wenigsten verbraucht.

FL = Flight Level (FL100 = 10’000ft)
M = Machnumber
TAS = True Air Speed in NM/h
FF = Fuel Flow in kg/h pro Triebwerk
Trip Fuel = Verbrauch ohne Steig- und Sinkflug

Ich musste dies grad vor zwei Wochen jemandem erklären, darum hatte ich die Daten noch vorrätig. :wink:

Ob und wann Wasserstoff für die Fliegerei mal eingesetzt werden wird? Die ersten alternativen Antriebe für Kurzstrecke gehen eher Richtung Elektro oder Hybrid.

Das ist ja alles unstrittig. Was in der Gleichung bisher immer ausgelassen wird, ist die Umweltschädlichkeit bezogen auf die Emissionshöhe. Ja, ich brauche auf 5k „mehr“ Sprit. Nachdem der Leistungsbedarf aber in dritter Potenz am Speed hängt, läßt sich das durch schlicht langsameres Fliegen durchaus kompensieren. Und wenn wir es schaffen würden, die unsäglichen Prozeduren am Flughafen einzudampfen, wäre die tatsächliche Reisezeit, auf jeden Fall im Inland (und meist auch innerkontinental), unwesentlich anders.

Ich will im August wieder an die Nordsee. Mit der Bahn sind das mittlerweile rd. 15h Reisezeit, wenn (wider erwarten) alles glatt geht. Selbst wenn der Flug 4 Std. dauern würde, würde ich das mit Handkuss nehmen.

Das stimmt

Umweltschädlichkeit versus Emissionshöhe stimmt.

Langsameres Fliegen stimmt nicht, weil der Flügel auf einer bestimmten Flughöhe für eine spezifische Geschwindigkeit gerechnet ist. Du kannst mit etwas langsamer fliegen maximal 1% gewinnen - nachher wird der Treibstoffverbrauch auf die gleiche Strecke wieder höher:

Boeing LRC.gif
X-Achse die Geschwindigkeit in Mach Number, y-Achse die Reichweite pro 1000kg, MRC heisst Max Range Cruise = geringster Verbrauch

Auf den Graph bezogen: mit MRC M0.826 hast Du den geringsten Treibstoffverbrauch, mit M0.84 und M0.82 den gleichen Treibstoffverbrauch und wenn Du langsamer fliegst, brauchst Du für die gleiche Strecke mehr Treibstoff.

So, ich hoffe dass ist Euch nun recht, verschieben macht keinen Spaß.
LGH

Das könnte man ja mit neuen Flugzeugtypen wieder optimieren. Wobei es sicher richtig ist, das beim Flugzeug eine gewisse Mindestgeschwindigkeit gegeben ist, irgendwo muss der Auftrieb ja herkommen.

Ganz grundsätzlich (meine aerodramatischen Kenntnisse sind etwas eingerostet :wink:)

  • Widerstand proportional zum Geschwindigkeitsquadrat gilt doch immer noch?
    Ich habe in der Einleitung wohlweislich von einem Paradigmenwechsel geschrieben, einfach 'ne 737 langsamer fliegen lassen wollen wird nicht besonders hinhauen :mrgreen:

@Healey, danke für’s schieben. Titelvorschlag „Fliegen umweltfreundlicher machen?“ ?

Ja - vielen Dank!

@FFF
Habe sogar diesen Titel in Erwägung gezogen, aber es gibt bereits einen langen Thread zum Thema Elektroflugzeug:

Genau genommen hätte ich auch diese beiden:

dann noch dazu nehmen müssen.

LGH

Jein - beim Auto vermutlich schon, beim Flugzeug definitiv nicht. Stichworte Anstellwinkel, induzierter Widerstand. Bei heutigen Verkehrsflugzeugen werden „Superkritische Profile“ (Transsonikprofile) an den Flügeln verwendet - siehe dritter Wiki-Eintrag

Etwas Rostentferner: :mrgreen:

de.wikipedia.org/wiki/Anstellwinkel

de.wikipedia.org/wiki/Induziert … widerstand

de.wikipedia.org/wiki/Profil_(Str
(musst den Link mit copy/paste einfügen - das ö verhindert den "Click-Link :open_mouth: )

Ich war allerdings nie Aerodynamiker, sondern habe die Aerodynamik nur ausgenützt… :sunglasses:

Na, Du Unterstützer :wink:
Dann halte ich dagegen. Die Widerstandsformel hat exakt NICHTS mit dem Vehikel zu tun, sondern nur mit Physik. Was induzierter Widerstand und Laminarprofile sind, weiß ich noch…
Den Link zu den transsonischen Kurven habe ich gelesen, sehe aber nichts dazu, daß ein solches widerstandsärmer als ein „normales“ Profil sei.
IIRC, das Problem mit dem Schallmauerdurchbrechen war ja, daß im schallnahen Bereich der Widerstand erstmal massiv anwächst, daß die Dinger das etwas kaschieren, gerne…
Um meine Argumentation zu widerlegen, müßte ein solches aber gerade 1/8tel des Widerstands erzeugen, (angenommen, ich halbiere den Speed), das glaube ich, bis zum Beweis des Gegenteils, erstmal nicht :mrgreen:

Als Laie hab ich das jetzt so verstanden:

  • bei selber Flughöhe müßte „Widerstand proportional zum Geschwindigkeitsquadrat“ immer gelten
  • aber je höher man fliegt, desto weniger Luft ist da, die dann a.) für weniger Auftrieb sorgt und b.) aber auch für weniger Luftwiderstand
  • fliegt man also höher, muß man zwar für den selben Auftrieb schneller fliegen, aber proportional dazu nimmt auch der Luftwiderstand durch die dünnere Luft ab
    Bedeutet, daß bei schnellerem Flug in größerer Höhe genausoviel Energie pro km verbraucht wird wie bei langsamen Flug in geringerer Höhe.
    Ist jetzt aber nur meine Laien-Aus-dem-Bauch-Heraus Überlegung.

Fast richtig… Nur das die Dichte über die Höhe in etwa linear abnimmt, der Widerstand aber quadratisch an der Geschwindigkeit hängt.

Ich werde Deine Bedenken an Boeing weiter leiten - denn wenn Deine Argumentation richtig wäre, müsste die Kurve CRUISE MACH NUMBER vs FUEL MILAGE (NM/1’000 KG) mit sinkender Geschwindigkeit immer weiter ansteigen, da ja Du behauptest, mit sinkender Geschwindigkeit wird der Widerstand und damit der Treibstoffverbrauch niedriger. Ich habe Deine Kurve mal rot angedeutet.

Boeing LRC Rev X.jpg

@douglasflyer: besten Dank für die Tabellen und Ausführungen!

Zum Thema zurück: hier wird es sich auch etwas zu einfach gemacht, mit der Aussage, dass langsam fliegen, gleichbedeutend ist mit niederem Verbrauch.
Aus der privaten Fliegerei kann ich sagen, dass es Flugzeuge mit extremen Langsamflugeigenschaften gibt, die genau auf diesen Einsatzbereich ausgelegt sind aber nicht zum Schnellflug fähig oder anders gesagt, wenn sie schneller fliegen, wiederum einen hohen Verbrauch haben - als Maschinen, die exakt auf ein höheres Geschwindigkeitsband hin konstruiert wurden. Wenn man bspw. zwei Maschinen vergleicht, das eine fliegt langsam, das andere schneller - sagen wir eines mit 150km/h und das andere bei gleichem Verbrauch 240km/h - dass über die gleiche Strecke das langsamere insgesamt mehr Sprit braucht, da es länger in der Luft ist.

Daher kann man einfach nicht die Gleichung ansetzen, dass langsamer gleich sparsamer ist, da der Gesamtverbrauch über die Flugzeit genauso wichtig ist.

Und eines wäre auch wahr: wenn es einen Hersteller gäbe, der ein Verkehrsflugzeug mit „Null-Verbrauch“ entwickeln würde, können alle andern Hersteller dicht machen. Da jede Airline so wenig Treibstoff, als irgendmöglich verbrauchen möchte, denn Verbrauch bedeutet Kosten und selbst wenn das Kerosin zum Nulltarif verfügbar wäre, gilt das gleiche - denn jedes Kilogramm Treibstoff bedeutete ein Kilo weniger an zahlender Fracht (auch Passagieren).

Kurzgesagt, die Luftfahrt hat aus reinem Eigeninteresse die starke Motivation, immer sparsamer zu werden.

Alles Gute!

P.S. Die kanadische, regionale Charter-Airline Harbourair will seine meist einmotorigen Maschinen nach und nach elektrifizieren: Google Map HPCs
Siehe auch Vortrag von der Paris Air Show 2019 (3min): youtu.be/gSHrAWxIjVo

Wenn dem so wäre, warum sind die Solar Flugzeuge (=null Treibstoffkosten) so langsam?