Ein paar Rotax-Fragen

Forum - Technik & Flugzeuge
  • Hallo

    Ich lasse mich seit über 20 Jahren von Rotaxen durch die Gegend ziehen und habe auch schon einiges dran rum geschraubt, aber manche der in "Fachkreisen" kursierenden Empfehlungen kann ich nicht nachvollziehen, daher möchte ich hier ein paar Punkte aufgreifen. Antworten bitte nur mit logisch nachvollziehbarer technischer/physikalischer Begründung, keine juristischen Belehrungen oder "Das ham wa schon immer so gemacht, Nachdenken verboten!"-Märchen.

    Ralle′s Rotax FAQ sind schonmal Gold wert, die sollten als Pflichtlektüre mit jedem Motor mitgeliefert werden. Nicht nur wegen den ergänzenden Infos, sondern weil hier weitgehend auch erklärt wird, warum etwas so gemacht wird und unter welchen Umständen es folglich Sinn macht und wann ggf. nicht.

    Zunächst mal das Thema Vollgas beim 912/912S:
    Das Handbuch gibt vor, "Engine speed over 5500 rpm is restricted to 5 min maximum". Gemeint sind hier offensichtlich max. 5 Minuten am Stück, die man dann aber mit nicht weiter definierten Pausen wohl beliebig oft wiederholen kann. Warum sollte es für den Motor einen Unterschied machen, ob ich jetzt 3x5 Minuten mit ein paar Pausen dazwischen fliege oder 15 Minuten am Stück, vorausgesetzt, dass dabei alle Betriebsparameter (hier wohl die Temperaturen) im Normalbereich bleiben?
    Daher kann ich das nur so verstehen, dass Rotax angibt, dass der Motor bei 5 Minuten Vollgaslauf nicht überhitzt, vorausgesetzt, der Flugzeughersteller hat die Mindestvoraussetzungen zur Motorkühlung erfüllt. Die 5-Minuten-Regel wäre dann einfach zu merken und sollte universell greifen, aber für manche Einbausituationen wäre sie zu restriktiv. Gute Kühlung vorausgesetzt sollte der Motor doch auch bis zum letzten Tropfen Sprit Vollgas am Stück vertragen. Oder hab ich hier irgendwas übersehen, ggf. nicht direkt überwachbare Überhitzung der Zündkerzen oder irgendwelche Voodoo-Reaktionen im Abgastrakt o.ä.?

    Mindestdrehzahl:
    In den FAQs ist gut erklärt, warum beim Verstellpropeller zu gegebener Leistung eine Einstellung mit hoher Drehzahl und niedrigem Ladedruck geringere Kolben-Seitenkräfte zur Folge hat als umgekehrt und man somit Vorgaben zu minimalen Drehzahlen bei vorgegebenen Ladedrücken ableiten kann. Für Festpropeller würde diese Einschränkung nicht gelten, da hier Drehzahl und Ladedruck fest gekoppelt und die Seitenkräfte daher abnehmen, wenn die Drehzahl reduziert wird.
    Gibt es trotzdem andere Einschränkungen für niedrige Drehzahlen bei Festpropellern, z.B. weil sonst das Abgassystem bzw. die Zündkerzen auf Dauer zusetzen? Ähnlich der Empfehlung zum gelegentlichen "Freiblasen" beim Auto, auch wenn in dem Fall viel komplexere und sensiblere Abgassysteme verbaut sind?

    Ziehen am Propeller:
    Der Klassiker, wenn es in der Flugplatzkneipe mal wieder langweilig zu werden droht. "Vereinsausschlussverfahren" war einer der dickeren Knöpfe, die ich zu dem Thema bisher gehört habe. Unterm Strich kann ich aber neben massenhaft unbegründetem, dafür aber umso mehr emotional geladenem Bullshit bestenfalls abgewinnen, dass man das verbietet, weil man dabei -ausreichend technische Inkompetenz vorausgesetzt - einiges falsch machen kann, was gerade in Vereinen mit viel Durchgangsverkehr und Gelegenheitscharteren lt. Murphy′s Gesetz nur eine Frage der Zeit ist. Aber tun wir mal so, als wären wir erwachsen und wüssten, was wir da tun:
    Zunächst mal zerrt so ein typischer Prop mit > 2000 N Standschub an einem 912S. Deutlich mehr, als der Durchschnittspilot in den Knochen hat. "Ja aber bei der abgestellten Maschine ist das Getriebe noch nicht richtig geschmiert!" - Ja und? Da sind doch Drucklager drin, und solange man sowas nur axial belastet und dabei nicht noch dreht, macht Schmierung keinen Unterschied und die statische Tragzahl wird auch hier noch deutlich höher sein als die Zugkraft beim Rangieren.
    "Biegemomente, wenn man den Propeller außen anpackt" - ok, wer nicht mal von selbst auf den Trichter kommt, dass die momentenschonendste Krafteinteilung möglichst nah an der Nabe ist, sollte den Flieger eh besser von jemand anderem rangieren lassen.
    "Kippmoment, wenn man nicht symmetrisch anpackt (z.B. beim 3-Blatt-Prop)" - Ja, das existiert, aber das ist im Gegensatz zu den Kreiselmomenten, die ein Prop beim Nicken und Gieren auf das Getriebe überträgt, auch Kindergeburtstag. Man denke an Kunstflugmanöver wie Tumble bzw. Lomcevak, bei denen diese Kreiselmomente genutzt werden, um das ganze Flugzeug wild durch die Gegend zu wirbeln. Klar, bei solchen Manövern geht es nochmals deutlich härter zu als bei dem halbherzigen Gezapple, das wir im Normalflug machen und dabei hat′s auch schon Kurbelwellen gekillt, aber zumindest hat man damit mal eine Hausnummer.
    Die einzige nachvollziehbare Erklärung, die mir bisher unterkam, war, dass manche Verstellpropellersysteme empfindlich auf Drehungen um die Propellerachse reagieren können und man daher nicht am Prop ziehen sollte. Bei Festprops wäre das dann kein Problem.
    Hab ich irgendwas übersehen?

  • ui, ich glaube das wird noch Popcorn brauchen ;-)

    Drehzahl:

    ich gehe fest davon aus, dass ein Motor mit gut installierter Kühlung dauervollgasfest ist. Auch der Punkt, dass die zulässige Dauer der Startleistung 5 minuten beträgt, deutet darauf hin, dass es keinerlei interne Temperaturverteilungslimits gibt, die zu Problemen führen könnten.

    Bleibt also nur die allgemein höhere Last, Kolbenseitenkraft und Verbrennungsdrücke mit Risiko zum Gehäusefretting als Begrenzungsfaktor der Startleistung. Die Abnutzung ist also sicherlich höher und das geht ins Abnutzungsintegral des Motors ein.

    Da bleibt einem also nur ein Ratewert: länger hohe Leistung gleich Motor eher abgenutzt. Aber ob das dann 3000h statt sonst erreichbarer 4000h sind? Oder Leute die ihre Rotaxe in 1200h hinrichten, dann in 800h? Das kann man nur raten, aber wenn man sonst gesunde Parameter hat, würde ich mir da keinen großen Kopf machen, wie man auch bei den sehr viel zum Schleppen benutzten Motoren sieht.  Da geht es Rotaxen viel besser als Lyconentals mit der reinen Luftkühlung. ich schleppe nur nicht dauerhaft mit Startleistung, weil der Fuelflow beim 914 in Startleistung deutlich höher ist als bei Dauerleistung.

    Mindestdrehzahl:
    "Freiblasen" wie ein Auto gibt es nicht. Wir haben keine Dieselpartikelfilter, die regelmäßig freigebrannt werden müssen und dazu einen gewissen Leistungsdurchsatz benötigen.

    Am Propeller ziehen:

    selbstverständlich zieht der Propeller viel mehr und man darf völlig ungefährdet ein Flugzeug am Propeller durch die Gegend ziehen. Auch die Asymmetrie der Last ist kleiner als durch den P-Faktor.
    Schieben genauso, da die Lager nicht auf Zug ausgelegt sind sondern Rillenkugellager sind. Wäre auch doof, wenn man voll gedrosselt mit vNE absteigt schiebt es ja auch am Prop, und zwar noch viel mehr als der Prop ziehen kann. Wer′s nicht glaubt, darf gerne mal vorrechnen, warum eine Dynamic als bestes Steigen ca. 7m/sec schafft, aber beim Sinken auf 16m/s kommt.
    Geschmiert muss da aus den von Dir genannten Gründen auch nichts sein. Das sind keine hydrostatischen Lager und slebst dann wären die beim Anlassen auch noch nicht bedruckt.

    Bleibt aber ein Punkt: ein Verstellpropeller und seine Anlenkung. Ist diese etwas empfindlich und man zieht an der Blattkante und bringt damit Nickmomente auf das Blatt, könnte es interessant werden. Die mir in Rotaxinstallationen bisher bekannten Propeller sind da aber weit weg, irgendwelche Sorgen zu haben. Ganz besonders, wenn man mal gesehen hat, welche Nockmomente ein Propellerblatt hat, das brint man auch nicht so mal eben mit der Hand auf.

    Einziger Prop (den ich nur von Fotos kenne), bei dem ich mir vielleicht Gedanken machen würde, ist der superfitzelig aussehende E-PROPS GLORIEUSE mit seinen Kohlefaserpitchbrücken. Sagen wir es mal so: wenn die den Betrieb wirklich standhalten, dann kann man auch dran ziehen. Kann man nicht dran ziehen, dann möchte ich den auch nicht im Betrieb haben.

    Ein ähnliche Diskussion gibt es bei Segelfliegern, wenn man ein Flugzeug am Höhenleitwerk anhebt um es etwas zu drehen... Wenn die wüssten, was beim Belastungstest damit gemacht wird...

  • JaRa schrieb:
    Antworten bitte nur mit logisch nachvollziehbarer technischer/physikalischer Begründung
    ... eigentlich hast Du Deine Fragen schon selbst beantwortet.

    Wenn sich alle Piloten solche Fragen stellen würden und auch die Antworten, so wie Du, dazu hätten, bräuchten wir über viele Themen nicht rumzulamentieren.

    Viele Grüße
    vom Bodenpersonal im Unruhestand
    Ralf

  • Danke für eure Rückmeldungen, dann klingt das jetzt für mich schlüssig.

  • Vollgasfest mag ein Motor schon sein. Das heißt aber nicht, dass er genau so lange hält als wenn man ihn schont.
    Es geht auf die Materialermüdung. Stichwort Wöhler-Kurve. Die besagt, dass ein belastetes Teil bei 10% höherer Belastung nur die halbe Lebensdauer hat. Ähnliches gilt auch für die Wälz-Lager. Nicht umsonst werden bei einer Motorrevision alle Lager ersetzt.
    Es hat schon einen Sinn, wenn Rotax empfiehlt den Motor nicht so lange hoch zu belasten.

    Happy landings

    wiskeywiskey

  • Schon klar, dass ein Motor, der größtenteils unter Vollast geprügelt wird, nicht so lange hält wie einer, der nur Schonwaschgang sieht. Die Frage war, ob es einen Grund gäbe, warum zu einer vorgegebenen kumulierten Vollgaszeit ein Betrieb mit Pausen dazwischen tatsächlich besser sei als die gleiche Zeit als Vollgas am Stück. Da fällt mir höchstens als Gegenargument ein, dass die Aufheiz- und Abkühlvorgänge den Motor thermisch mehr stressen als konstante Temperatur im längeren Vollastbetrieb.

  • WiskeyWiskey schrieb:
    Es hat schon einen Sinn, wenn Rotax empfiehlt den Motor nicht so lange hoch zu belasten.
    Für mich ist das eher eine Sache der möglichen hot-spots. Ich habe da zwar keinerlei Belege, aber mit längeren Vollgasetappen steigt womöglich die Temperatur an einigen Punkten zu weit an. Z.B. die Hitze die von den glühenden Krümmern in Richtung Zylinderkopf kommt usw. 
     
    Zum Thema am Propeller ziehen: Wer ganz normal am Prop zieht, macht meiner Meinung nach nichts falsch bzw. nichts kaputt. Den "Kritikern" sei gesagt, dass ein Bugfahrwerk überhaupt gar nicht für die Zugbelastung mit einer Bugradgabel gebaut ist ;-)
  • Hi,

    Problem beim Ziehen an Prop sind auch Ringe am Finger. Da kräftig zugepacktvwird, beschädigt man schnell den Prop.

    Grüße Maik 


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