Focke-Wulf Fw 190 als Langstreckenbegleitjäger?

[Gandalf]

Moin!



Waren das zwei Begriffe für die gleiche Sache? Da das in der mir bekannten Literatur immer nur beiläufig erwähnt wird und ich noch keine klare Definition gesehen habe, war ich mir nie sicher, ob es vielleicht einen subtilen technischen Grund für die Begriffsunterscheidung gegeben haben könnte ...

Tschüs!

Henning (HoHun)

Wenn ich mich richtig entsinne laut „Flugmotoren und Strahltriebwerke“ eigentlich nicht, nur so mal auf die Schnelle:

Heißkühlung = lässt einen offenen, unter Außendruck stehenden Kreislauf mit Betr.temp. wesentlich über 100 Grad zu (dank Glykol)
Presskühlung = mit Überdruck, Steuerventil nötig

liegrü
Gandi

 

[HolgerXX]

Hallo zusammen,

freut mich, dass hier so eine angeregte Diskussion zustande kam. Ich möchte aber zu meiner Eingangsfrage zurückkehren. Bisher hatte ich keine Chance, die Werte zu überprüfen, mit denen mein Freund hantiert hat. Mit dem PDF, dass Henning gestern verlinkt hat (http://www.wwiiaircraftperformance.org/fw190/BMW_VB_126.pdf danke dafür!!!) kann ich eine eigene Rechnung aufstellen. Denn die dort betrachtete Maschine kommt dem, worüber mein Freund und ich uns auseinandersetzen, doch sehr nahe. Der Tankinhalt sind die 1.240 l in kg. Die anderen Grunddaten habe ich aus den Diagrammen in Hennings PDF abgelesen.
Für unser Flugzeug meine ich, eine Marschgeschwindigkeit von 605 km/h in 2.600 m Höhe zu lesen. Ab da springt wohl ein Lader ein, der einen Leistungs- und Verbrauchsschub erzeugt (die Geschwindigkeit kommt mir etwas sehr hoch und die Höhe kommt mir etwas sehr niedrig vor, aber naja). Warmlaufen und Rollen zur Startbahn habe ich mal vernachlässigt, da kann man die Abschläge noch etwas steigern. Für die zwei Zusatztanks habe ich für den Hinflug eine Verbrauchserhöhung von 15 % angenommen, ich weiß es nicht besser. Einen Luftkampf kann man auch nicht vorhersagen, ich habe mal 85 kg Verbrauch dafür angenommen. Hinter allem steckt, wie Ihr seht, ein Excel-Sheet, also kann man die Werte auch abändern. Die Größenordnung ändert sich aber nicht, und das ist das Wesentliche.
Außerdem, ich halte mich nicht für perfekt. Sollte jemandem ein systematischer oder ein Ablesefehler auffallen, bitte ich um Mitteilung.
Im Ergebnis kommt auf Grundlage meiner Rechnung ein Wert zustande (etwa 612 km "Kampfeindringtiefe"), der mit den für die Fw 190 (garantiert nicht mit Zusatztanks) überall aufzufindenden Werten gut korreliert. Das bedeutet, dass die Fw 187 als Langstreckenjäger doch ihren Sinn hat. Auch mit Zusatztanks kann die Fw 190 Bomber vielleicht von Südnorwegen (Stavanger) bis Scapa Flow und etwas darüber hinaus begleiten, aber nicht bis zum Nordkanal (Entfernung so in etwa 830 km).

Vielen Dank für Euer Interesse, und Grüße,
Holger

 

[HoHun]

Moin!

Übrigends werden die Quellen in den Videos alle genannt, ich kenne keine gleichwertigen deutschsprachigen Kanäle (allerdings einen sehr guten englischen Kanal von einem Deutschen....)

Bezüglich Gregs Videos bin ich ein bißchen zwiespältig ... er gibt sich schon Mühe und wird erfreulich technisch, aber er liegt manchmal auch ziemlich daneben, weil ihm das Hintergrundwissen gerade über die deutschen Muster fehlt. Ich würde sagen, die Videos sind dort gut, wo er seine Methodik erklärt und wo er seine Recherche-Ergebnisse vorstellt, aber man sollte sein Gehirn kritisch mitlaufen lassen und auch mal sehen, was andere Leute zum gleichen Thema sagen.

Das ist natürlich eine Binsenweisheit :-) Im Falle von Greg aber besonders wichtig, weil er gleich auf hohem Niveau loslegt.

Tschüs!

Henning (HoHun)

 

[Doppelnik]

Ich finde seine Quellenrecherche hervorragend und er zeigt auch viele originale Dokumente. Allerdings sind seine technischen Schlussfolgerungen bei den Motoren nicht immer 100 % zutreffend, aber das macht mir nicht so viel aus, dann zieh ich halt meine eigenen... Das soll aber nicht heßen, dass es technisch grob verkehrt ist, das meiste stimmt und ist schlüssig erklärt.

 

[Doppelnik]

@HolgerXX: der Verbrauch von 288 g/Psh ist unrealistisch hoch, wo hast Du diesen Wert her?

 

[HolgerXX]

Hallo Doppelnik, den Verbrauchswert habe ich von Seite 6 aus Hennings PDF. Die Kurve dort ist fast gerade, hat einen kleinen Knick. Ich habe sie der Einfachheit halber als schnurgerade angesehen und einen Mittelwert genommen. Die Kurve startet bei etwas über 300 g/Psh. Der Y-Wert der Mitte ist bei etwas über 1.500 m,
den zugehörigen X-Wert lese ich, wenn ich nicht auch noch einen Knick in der Pupille habe, als 288 g/Psh .

Grüße, Holger

 

[Doppelnik]

OK, dann ist das wohl so, aber das ist dennoch extrem hoch, wobei das natürlich bei maximaler Leistung und Ladedruck mit mutmaßlich deutlicher Anfettung gemessen wurde. Als Begleitjäger wäre das Flugzeug normalerweise im "Begleitflug" mit niedriger Drehzahl und geringem Ladedruck und mager unterwegs gewesen, da wäre der spezifische Kraftstoffverbrauch sicher deutlich günstiger.

 

[HoHun]

Moin!

Für unser Flugzeug meine ich, eine Marschgeschwindigkeit von 605 km/h in 2.600 m Höhe zu lesen. Ab da springt wohl ein Lader ein, der einen Leistungs- und Verbrauchsschub erzeugt (die Geschwindigkeit kommt mir etwas sehr hoch und die Höhe kommt mir etwas sehr niedrig vor, aber naja).

605 km/h in 2800 m wird bei 2700 U/min, 1,65 ata erreicht, indem zusätzlicher Treibstoff vor dem Lader eingespritzt wird. Das ist erhöhte Notleistung, damit fliegt man keine langen Strecken. Der Verbrauch ist an diesem Arbeitspunkt auch 550 kg/h.

Reiseleistung ist in dem Dokument nicht abgebildet, weil es ein Test für Notleistung war. Der wirtschaftlichste dargestellte Flugzustand ist 590 km/h in 2800 m im ersten Ladergang bei 2700 U/min, 1,22 ata. Auch das ist nur ein paar Minuten lang zulässig, aber immerhin ist der Verbrauch schon mal runter auf 420 kg/h.

Die höchstzulässige Dauerleistung wird nach der Tabelle hier ... On big radials ... bei 2300 U/min, 1,2 ata erreicht. Je nach Flugbedingungen liegt der Verbrauch dabei etwa bei 210 kg/h.

Jetzt ist natürlich die Frage, wie schnell die Fw 190A mit höchstzulässiger Dauerleistung fliegen konnte, aber sie war bei halbem Verbrauch sicher deutlich schneller als nur die halbe Geschwindigkeit, also wird ihre Reichweite mit weniger Leistung größer gewesen sein :-)

Tschüs!

Henning (HoHun)

 

[HolgerXX]

Hallo Henning, ich werde mich mit Deinen Angaben beschäftigen, habe aber heute und morgen erst abends Zeit, wenn überhaupt.

Grüße, Holger

 

[HolgerXX]

Dann wollen wir mal schauen, wie sich die Angaben von Henning auswirken. Er sagt, die wirtschaftlichste Flughöhe sind 2.800 m. Ich habe da wohl den Wert mit 2.600 zu tief abgelesen. Die Maschine muss also etwas länger steigen. Die wirtschaftlichte Reisegeschwindigkeit gibt Henning mit 590 km/h an, den spezifischen Verbrauch dabei mit 210 PS / (natürlich) kg*h. Die Motorleistung von 1.350 PS in diesem Flugzustand findet man auf der von Henning verlinkten Seite. Alle weiteren Angaben bleiben gleich. Im Ergebnis ist die Fw 190 in der Reichweite ein bisschen besser als gewisse Berechnungen zur Fw 187 zeigen (max. 1.520 km), bei der aber ohne Zusatztanks. Ein richtiger Langstreckenbegleitjäger ist die Fw 190 auch in der Konfiguration nicht.

Grüße, Holger

 

[HoHun]

Moin!

Die Maschine muss also etwas länger steigen. Die wirtschaftlichte Reisegeschwindigkeit gibt Henning mit 590 km/h an, den spezifischen Verbrauch dabei mit 210 PS / (natürlich) kg*h.

Vorsicht:

• Die Geschwindigkeit von 590 km/h ist mit der Notleistung verknüpft, bei der der Verbrauch 420 kg/h ist.
• Bei der höchsten Reiseleistung ist der Verbrauch 210 kg/h. Die Fluggeschwindigkeit bei dieser Leistung ist aber (erstmal) nicht bekannt.
• Der beste spezifische Kraftstoffverbrauch liegt auch in der Gegen von "210", aber die Einheit ist g / (PS*h). Diese muss man natürlich noch mit der tatsächlichen Leistung multipliziert werden um auf den Kraftstoffverbrauch zu kommen. (Ich glaube, da sind die Einheiten in Deinem Rechenblatt vielleicht ein bißchen durcheinander.)
• 210 g / (PS*h) ist z. B. der spezifische Kraftstoffverbrauch bei Sparleistung 1800 U/min, 0,95 ata, im Höhenladergang bei 4,9 km Flughöhe ohne Berücksichtigung der Staudruckerhöhung. Die zugehörige Leistung ist 750 PS, d. h. der Verbrauch sollte 157,5 kg/h betragen.
• Die Höchstgeschwindigkeit mit Notleistung in 5 km Höhe betrug im oben verlinkten Versuchsbericht 126 etwa 634 km/h bei 1400 PS. Da die Fluggeschwindigkeit ungefähr proportional zur 3. Wurzel der Motorleistung steigt, könne man von 750 PS ungefähr 514 km/h Reisegeschwindigkeit erwarten.

In Kürze: Rechne mal mit 5 km Flughöhe, 514 km/h, 157,5 kg/h. Die Kampfdauer würde ich mindestens mit 10 min ansetzen, die Amerikaner rechnen bei Begleitjägern sogar mit 20 min. Es macht ja wenig Sinn, Stunden zu fliegen, um dann den Kampf sofort wieder abzubrechen, wenn's richtig losgeht.

Tschüs!

Henning (HoHun)

 

[HolgerXX]

Gut, dann nehmen wir mal diese Werte her. Da sich der Kampf schlecht abbilden lässt, habe ich den Wert übernommen, den mein Freund angegeben hatte: 150 kg. Auf 5000 m steigen müssen wir auch noch, das ergibt eine neue Zeile (die Steigzeiten und Motorleistungen habe ich aus dem PDF, weiß nicht, ob das richtig oder falsch ist, da mit Notleistung verknüpft, nehme ich doch an).
Im Ergebnis kommt eine ganz erkleckliche Eindringtiefe heraus, die nur wenig unter dem Ergebnis meines Freundes (1300 km) liegt. Damit ließe sich von Stavanger aus die irisch-nordirische Grenze erreichen (genaue Entfernung auf Anfrage, zur Insel Rathlin sind es knapp 830 km). Das ist zwar noch keine Mustang, und auch die Fw 187 wird da nicht generell ersetzt (die De Havilland Hornet, ähnliche Größe wie die Fw 187, hatte eine "ferry range" von 4.200 km, laut Wikipedia).
Aber für Begleitaufgaben ist sie doch recht brauchbar!

Bitte wieder Fehler und Falschannahmen melden, das obige Ergebnis muss nicht endgültig stehen bleiben.

Grüße, Holger

 

[HolgerXX]

So, auf die neue Berechnung hat keiner geantwortet. Mir ist aber trotzdem etwas nicht klar. Die in der zweiten Berechnung angegebene Dauerleistung von 1350 PS (stammt von https://ww2aircraft.net/forum/attachments/efs-jpg.279948/) ist "mit der Notleistung verknüpft", die 750 PS in der dritten sind es offensichtlich nicht. Ich meinte, es könnte jeweils nur eine Dauerlaistung und eine Not-, also Höchstleitung geben. Kann mir jemand sagen, welchen Denkfehler ich da mache?

Danke, und Grüße,
Holger

 

[HoHun]

Moin!

Ich meinte, es könnte jeweils nur eine Dauerlaistung und eine Not-, also Höchstleitung geben. Kann mir jemand sagen, welchen Denkfehler ich da mache?

Naja, es gibt da schon eine Reihe von verschiedenen Leistungen, typischerweise:

• Sondernotleistung: Höchste zulässige Leistung unter Verwendung eines "Sonderverfahrens", z. B. Zusatzeinspritzung von Lachgas, Alkohol-Wasser-Gemisch oder Treibstoff in die Lader-Ansaugöffnung
• Erhöhte Notleistung: Synonym für "Sondernotleistung" im Fall der Fw 190A-8 mit Zusatzeinspritzung von Treibstoff in die Lader-Ansaugöffnung
• Start-/Notleistung: Höchste zulässige Leistung für eine kurze Zeitdauer, z. B. 1 min, 3 min oder 5 min.
• Steig-/Kampfleistung: Höchste zulässige Leistung für eine längere Zeitdauer, z. B. 30 min oder 60 min
• Höchste Dauerleistung: Höchste zulässige Leistung für "unbegrenzte" Zeit
• Höchste Sparleistung: Höchste verfügbare Leistung bei vergleichsweise sparsamen Treibstoffverbrauch, z. B. gerade unterhalb der Schwelle zur Umschaltung auf "reiches" Gemisch.
• Sparleistung: Irgendeine dauerhaft verfügbare Leistung unterhalb der höchsten Sparleistung

Nach unten kann der Sparleistungsbereich durchaus begrenzt sein, zum Beispiel, weil bei geringer Leistung die Zündkerzen nach einiger Zeit verrußen.

Für das folgende siehe On big radials ...

Der BMW 801D hat seine Höchst-Dauerleistung bei 2300 U/min und 1,2 ata, bei 1370 PS im Bodenlader und 240 g/(PS * h) spezifischem Kraftstoffverbrauch, d. h. 329 kg/h absolutem Kraftstoffverbrauch.

Seine Höchst-Sparleistung erreicht er dagegen bei 2100 U/min und 1,05 ata bei 1060 PS im Bodenlader und 200 g/(PS * h) spezifischem Kraftstoffverbrauch, d. h. 212 kg/h absolut.

Bei v ~ P^(1/3) ist die Reisegeschwindigkeit bei Höchst-Sparleistung nur 92 % derer bei Höchst-Dauerleistung, aber dafür ist der Kraftstoffverbrauch eben auch nur 64 %. Unter dem Strich ist dadurch die Reichweite bei der niedrigeren Leistung 142 % derer bei Höchst-Dauerleistung.

Bei noch niedrigeren Leistungen wird die Reichweite eher noch höher, da eben aufgrund von v ~ P^(1/3) bei Halbierung der Leistung die Reisegeschwindigkeit immer noch ungefähr 80 % des Ausgangswertes ist. In Grenzen natürlich, die aerodynamischen Eigenschaften von Flugzeug und Propeller spielen da auch noch mit :-) Aber um richtig weit zu kommen, muß man mit einem Kolbenmotorflugzeug eher langsam fliegen ... das wird auch bei der aktuellen Otto Celera nicht anders sein.

Tschüs!

Henning (HoHun)

 

[HolgerXX]

Aha, danke. Um da durchzublicken, sollte man was von Maschinenbau verstehen. Sonst ist es nicht ganz einfach,

Grüße, Holger

 

[Doppelnik]

Wenn man in großen Flughöhen langsam fliegt, wird er induzierte Widerstand durchaus relevant, man kann daher nicht einfach davon ausgehen, dass die Leistung mit der 3. Potenz der Geschwindigkeit steigt.

Das Pendant zum langsam und niedrig fliegen ist hoch und schnell fliegen, wenn man sparsam unterwegs sein möchte, dann muss das Verhältnis von Widerstand zu Auftriebskraft möglichst günsitg liegen. Da Flügel alleine eine bessere Gleitzahl haben als ganze Flugzeuge, erreicht man dies am besten durch große Tragflächen (wie Ta152 oder bei Motorseglern). Schneller fliegen benötigt nicht mehr Sprit, wenn den überschüssigen Auftrieb zum höher Fliegen einsetzt (bis die Machzahl einem einen Strich durch die Rechnung macht). Die Otto Celera soll ja extrem hoch fliegen, damit ist durchaus auch ein sehr sparsamer Flug bei hoher Geschwindigkeit nötig. Beim schnellen Fliegen benötigt man natürlich eine höhere Leistung die in extremen Höhen bei Dieselmotoren nur mit Doppelaufladung zu erreichen ist. Da Kolbenmotoren deutlich weniger Luft pro Kw brauchen als Gasturbinen, verringert sich mit zunehmender Flughöhe der Unterschied zwischen Gasturbine und Kolbenmotor bezüglich des Leistungsgewichts.

 

[HoHun]

Moin!

Schneller fliegen benötigt nicht mehr Sprit, wenn den überschüssigen Auftrieb zum höher Fliegen einsetzt (bis die Machzahl einem einen Strich durch die Rechnung macht).

Das stimmt schon, aber eben nur, bis (annähernd ... der Wirkungsgrad des Propellers spielt auch eine kleinere Rolle) die eingesetzte Leistung dem Widerstand bei der Geschwindigkeit des geringsten Widerstandes entspricht. Wenn Du noch höher fliegen willst, mußt Du mehr Leistung einsetzen.

Wenn Du bei gleicher Leistung niedriger fliegst, bist Du schneller als bei der Geschwindigkeit des geringsten Widerstandes. Dann kannst Du die Leistung reduzieren und bist zwar langsamer, aber sparsamer unterwegs als vorher.

Da die Geschwindigkeit des geringsten Widerstandes durch den schädlichen Widerstand bestimmt wird, ist ein effizienterer Flügel ein Grund, langsamer zu fliegen, nicht schneller :-) Das liegt einfach daran, daß diese Geschwindigkeit dadurch bestimmt wird, daß der induzierte Widerstand bei weiter zunehmender Geschwindigkeit langsamer sinkt, als der schädliche Widerstand steigt. Ein niedriger induzierter Widerstand hat nicht mehr viel Potential, schnell zu sinken.

Zur Otto Celera hier mehr: Otto Celera 500L- einmotoriges Mehrzweckflugzeug mit Dieselmotor

Tschüs!

Henning (HoHun)

 

[HolgerXX]

Danke für die Antworten. Ich bräuchte aber noch zwei Begriffe:

1. Die 1350 PS in Posting #50 sind was für eine Leistung?

2. Die 750 PS in Posting #52 sind was für eine Leistung?

Danke, insbesondere an Henning, und Grüße,
Holger

 

[Doppelnik]

@HoHun

Im Prinzip widersprichst Du mir nicht bei den Details, aber bei den Schlussfolgerungen. Ich tue jetzt mal so, als gäbe es keine Begrenzung durch die Machzahl und auch keine Änderungen durch die Reynoldszahl, dann könnte ich bei einer Reduzierung der Luftdichte auf 1/4 und einer Geschwindigkeitssteigerung auf das doppelte wieder genau mit dem gleichen Widerstand (Induziert und frontflächenabhängig), Gleitzahl und Auftrieb fliegen wie vorher. Die Leistung hat sich hierbei verdoppelt (gleicher Widerstand, aber doppelte Geschwindigkeit), der Energieverbrauch bleibt gleich (doppelte Leistung, halbe Zeit).

Der Induzierte Widerstand sinkt wenn man schneller fliegt, oder höher fliegt, dabei kann ein Flugzeug (mit den theoretischen Vereinfachungen von oben) mit größeren Tragflächen bei sonst gleichen Bedingungen schneller fliegen als ein Flugzeug mit kleinen Tragflächen. Das mag iritierend errscheinen, da große Tragflächen bei hohen Geschwindigkeiten erst einmal mehr Widerstand bedeuten, aber wenn man die Flughöhe anpasst, profitiert man von der günstigeren Gleitzahl. Aufgrund dieses Zusammanhangs, fand ich es schade, dass der Raptor Prototyp zu keinen brauchbaren Ergebnis entwickelt worden ist, grade Canardflugzeuge könnten aufgrund der überdimensionierten Tragflächen (keine Landeklappen) erheblich von einer Druckkabine und den damit möglichen größeren Flughöhen profitieren.

 

[HoHun]

Moin!

Im Prinzip widersprichst Du mir nicht bei den Details, aber bei den Schlussfolgerungen. Ich tue jetzt mal so, als gäbe es keine Begrenzung durch die Machzahl und auch keine Änderungen durch die Reynoldszahl, dann könnte ich bei einer Reduzierung der Luftdichte auf 1/4 und einer Geschwindigkeitssteigerung auf das doppelte wieder genau mit dem gleichen Widerstand (Induziert und frontflächenabhängig), Gleitzahl und Auftrieb fliegen wie vorher. Die Leistung hat sich hierbei verdoppelt (gleicher Widerstand, aber doppelte Geschwindigkeit), der Energieverbrauch bleibt gleich (doppelte Leistung, halbe Zeit).

Unter Vernachlässigung der auch von Dir genannten Effekte ist die maximale Reichweite tatsächlich unabhängig von der Flughöhe.

In jeder definierten Flughöhe kann ein Propellerflugzeug die Geschwindigkeit für die maximale Reichweite aber nicht frei wählen, sondern ist (primär) durch die Zelle auf einen bestimmten Wert festgelegt.

Dieser Wert liegt deutlich niedriger, als sie bei einem Düsenflugzeug mit derselben Zelle wäre, und für praxistaugliche Flugzeuge reden wir hier auch immer über ziemlich niedrige Geschwindigkeiten.

Tschüs!

Henning (HoHun)