LILIUM: Ein Elektrokleinflugzeug für den Alltagseinsatz

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Spartacus

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Meint "überall landen" überall landen nach Triebwerksausfall? Dann sollte ein Senkrechtlander aber extrem robust sein. Wie steht es um Autorotationseigenschaften eines Multicopters? Drehen sich alle Rotoren in die passende Stellung bei Stromausfall?
Autorotationseigenschaften sind bei den aktuellen Multicoptern praktisch nicht vorhanden.
Die meisten Modelle werden über die Drehzahl geregelt, nicht - wie bei "richtigen" Hubschraubern" - bei konstanter Drehzahl über die Verstellung der Rotorblätter.
Multicopter haben also im Allgemeinen mechanisch einfachere fest eingestellte Rotorblätter.
Damit kann man aber keine Autorotation im eigentlichen Sinne durchführen, denn das würde ja bei Energieausfall bedeuten, die Rotorblätter flach zu stellen, den "Windmühleneffekt" beim Fall zu nutzen um die Drehzahl zu halten und dann kurz vor dem Aufsetzen die Sinkgeschwindigkeit mittels Steilstellung der Blatter wieder abzubauen.

Bei Multicoptern ist meines Wissens im Moment Energieausfall = Absturz.

Beim Lilium sehe ich viele kleine Rotoren. Ich vermute, dass das auch eine drehzahlabhängige Steuerung ist.
Darauf folgt für mich: Keine Autorotation möglich.

Wenn aber z.B. mehrere Akkus jeweils unterschiedliche Motoren versorgen, kann man das so gestalten, dass der Ausfall einer Stromquelle nicht direkt zum Absturz führt. Außerdem hat das Ding durch seine Tragflächen ja zumindest eine gewisse "Gleitfähigkeit" und könnte daher ggf. eine dem Flugzeug ähnliche Notlande-Strategie verwenden.

Wird man abwarten müssen. Ich weiß auch nicht, wie das beim Volocopter gelöst ist (evtl. nur durch einen Fallschirm, was ja auch ginge).

Spartacus
 
_Michael

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Meint "überall landen" überall landen nach Triebwerksausfall? Dann sollte ein Senkrechtlander aber extrem robust sein. Wie steht es um Autorotationseigenschaften eines Multicopters? Drehen sich alle Rotoren in die passende Stellung bei Stromausfall?
Das Flugzeug verfügt über 30 Motoren, höchstwahrscheinlich mit jeweils eigenem Regler. Dahinter vermutlich eine Stromversorgung+Akku, die für kleine Gruppen von Reglern oder sogar für jeden einzelnen Regler komplett autonom gebaut ist. So etwas wie einen Motorausfall kann es da gar nicht geben.

Noch dazu sind Elektromotoren kurzzeitig extrem überlastbar. Falls also wirklich nicht mehr genügend Motoren für Schwebeflug zur Verfügung stehen und es nach unten geht, so werden die restlichen Motoren immerhin kurzfristig genügend Leistung bringen können, um den Aufprall auf ein vernünftiges Mass zu dämpfen.
 
Intrepid

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... oder der Schubhebel in der Leerlaufstellung festklemmt/abbricht?
Ich kenne ein Flugzeug, da war es ein Platinenfehler, der mehrfach zum Triebwerksausfall führte. Softwarefehler kann ich mir ebenfalls sehr gut vorstellen. Und natürlich den berühmten "Fingertrouble" bzw. Bedienfehler, insbesondere bei einem Fluggerät ausdrücklich für Menschen die nicht ausschließlich als Pilot tätig sind sondern ihr Geld auch mit anderen Tätigkeiten verdienen.

Langer Rede kurzer Sinn: Senkrechtlandefähigkeit vereinfacht die Zellenkonstruktion in Hinblick auf Crash-Tauglichkeit nicht.
 
_Michael

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... oder der Schubhebel in der Leerlaufstellung festklemmt/abbricht ?
Ich kenne ein Flugzeug, da war es ein Platinenfehler, der mehrfach zum Triebwerksausfall führte. Softwarefehler kann ich mir ebenfalls sehr gut vorstellen.
Was ist, wenn der Pilot das Ding in FL 100 leer fliegt?
Es ist absurd, für diese Szenarien ebenfalls noch eine sichere Landung zu fordern. Wenn die Software macht, was sie will, wenn die Steuerelemente "abbrechen" - dann ist man nunmal geliefert, da hilft auch keine Autorotations-/Segelflugfähigkeit und auch keine besonders robuste Zelle. Auch in einem klassischen Flugzeug.

Und schaut mal, wie viele single-points-of-failure ihr in euren klassischen Flugzeugen habt. Da wird das Elektroflugzeug auf jeden Fall besser abschneiden, Autorotationsfähigkeit hin oder her. Dank Mikro- und Leistungselektronik wird man flugrelevante Systeme wie z.B. Motoren oder Ruderanlenkungen nicht bloss doppelt, sondern dutzendfach redundant ausführen können. In anderen technischen Bereichen hat dieser Paradigmenwechsel bereits stattgefunden und auch in die Luftfahrt wird er irgendwann Einzug halten.
 

jackrabbit

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Hallo,

Dank Mikro- und Leistungselektronik wird man flugrelevante Systeme wie z.B. Motoren oder Ruderanlenkungen nicht bloss doppelt, sondern dutzendfach redundant ausführen können. In anderen technischen Bereichen hat dieser Paradigmenwechsel bereits stattgefunden und auch in die Luftfahrt wird er irgendwann Einzug halten.
"dutzendfach redundant" - Glaubst Du das ernsthaft?
Es nützt ja nichts, wenn man einzelne Systeme mehrfach redundant ausführt.
(Eine Taschenlampe und 5 Batterien dazu ist nicht 5fach redundant.)

In welchen technischen Bereichen hat dieser (Paradigmen?) Wechsel bereits stattgefunden?


Grüsse
 
Spartacus

Spartacus

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Es ist absurd, für diese Szenarien ebenfalls noch eine sichere Landung zu fordern. Wenn die Software macht, was sie will, wenn die Steuerelemente "abbrechen" - dann ist man nunmal geliefert, da hilft auch keine Autorotations-/Segelflugfähigkeit und auch keine besonders robuste Zelle. Auch in einem klassischen Flugzeug.
Nicht ganz richtig: Für Triebwerksausfall (egal ob wg. Platinenfehler, Softwarefehler oder leerem Tank) ist bei Flugzeugen und Hubschraubern grundsätzlich immer ein entsprechendes Notverfahren dokumentiert und muss auch von den Piloten beherrscht werden. Das hat auch seine Grenzen, aber selbst die sind bekannt und dokumentiert.
Und: Sie sind Bestandteil des Zulassungsverfahrens.

Spartacus
 
_Michael

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"dutzendfach redundant" - Glaubst Du das ernsthaft?
Absolut. Beispiel: Ich habe bereits in einem früheren Beitrag dargelegt, dass es kein Problem wäre, dass bei Lilium jeder einzelne Motor ein komplett unabhängiges System darstellt, inklusive Regler und Akku. Ähnliches wäre denkbar für die Ansteuerung der Ruder mit mikroelekronischen Aktoren anstatt einem Rudergestänge.

In welchen technischen Bereichen hat dieser (Paradigmen?) Wechsel bereits stattgefunden?
Die ersten, die das gemerkt haben, waren die Erfinder (der Vorläufer) des Internets: Ein Netz aus nicht extrem zuverlässigen, billigen Knoten kann hochredundant ausgelegt und ist als gesamtes dann doch viel zuverlässiger als ein Netz aus wenigen, hoch gesicherten Verbindungen. Rechenzentren halten es auch so mit ihren Datenspeichern: Lieber billig dafür hoch redundant. Auch Sensornetze verwenden ähnliche Konzepte und sind letztlich als gesamtes sehr zuverlässig. Grosse Multicopter machen es ebenfalls so: Bei 8 Rotoren hat man bis zu 4 Reserve, also ist ein gelegentlicher Motorausfall überhaupt kein Problem mehr.

Von der Fliegerei und den heutigen Flugzeugen mögt ihr Piloten mehr verstehen. Als E-Technik-Ingenieur masse ich mir aber an, die obige Zukunftsprognose zu wagen. Diese Technologien sind vorhanden, sie funktionieren, sie sind zuverlässig, sie sind günstig, sie sind leicht.
 
innwolf

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Autorotationseigenschaften sind bei den aktuellen Multicoptern praktisch nicht vorhanden.
Die meisten Modelle werden über die Drehzahl geregelt, nicht - wie bei "richtigen" Hubschraubern" - bei konstanter Drehzahl über die Verstellung der Rotorblätter. Spartacus

Hallo,
Nebenfrage, gibt es für die Osprey ein (Bruch)Notverfahren mit Flugzeuglandemodus bei der es dann die Rotoren auf der Piste, Wiese oder Acker zerschlägt?

Oder ist sovil Anstellwinkel mögglich vor Heckbodenberührung daß die Rotoren erst im Moment des "Plautz" die runway berühren, etl. die Fläche teilweise aufrichten..
 
_Michael

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Nicht ganz richtig: Für Triebwerksausfall (egal ob wg. Platinenfehler, Softwarefehler oder leerem Tank) ist bei Flugzeugen und Hubschraubern grundsätzlich immer ein entsprechendes Notverfahren dokumentiert und muss auch von den Piloten beherrscht werden. Das hat auch seine Grenzen, aber selbst die sind bekannt und dokumentiert.
Und: Sie sind Bestandteil des Zulassungsverfahrens.
Bei heutigen Flugzeugen ist ein Triebwerksausfall eine recht wahrscheinliche Störung, deshalb sind logischerweise auch Notverfahren vorgeschrieben. Bei einem Flugzeug mit 30 autonomen* Antriebseinheiten ist diese Störung nur durch extrem krasse Pilotenfehler (absichtliches Leerfliegen des Akkus) oder grundsätzliche systematische Designfehler überhaupt denkbar. Bei solchen Extremszenarien existieren auch für heutige Flugzeuge keine Notverfahren.

Schaut euch doch bitte mal ein wenig in diesem Bereich der Elektronik um, bevor ihr solche Projekte zerredet. Die Kritik ist teilweise wirklich nicht sehr fundiert. (Das Akku-Problem bleibt natürlich ungelöst.)

* Das ist für Lilium nicht bestätigt, aber auf jeden Fall machbar.
 

jackrabbit

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Hallo,

Schaut euch doch bitte mal ein wenig in diesem Bereich der Elektronik um, bevor ihr solche Projekte zerredet.
Die Kritik ist teilweise wirklich nicht sehr fundiert.
Sorry, aber hast von manchen Dingen echt keinen Plan - muss ich als Ingenieur mal so sagen. :wink:
Du kannst die Redundanz eines Systems doch nicht nur einfach auf den Antrieb oder die Ansteuerung der Ruder herunterbrechen!

Auch die anderen Systeme (Steuerung, Regelung, Stromversorgung, usw.) müssen entweder redundant oder (ggf. zukünftig)
autonom "intelligent" ausgeführt werden.
Dies ist bei Fahrzeugen, im Verkehrswesen, im sicherheitsrelevanten Bereich unter Berücksichtigung von Fail-Safe für das Gesamtsystem immer noch ein hoher technischer Aufwand.

Grüsse
 
Spartacus

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Hallo,
Nebenfrage, gibt es für die Osprey ein (Bruch)Notverfahren mit Flugzeuglandemodus bei der es dann die Rotoren auf der Piste, Wiese oder Acker zerschlägt?

Oder ist sovil Anstellwinkel mögglich vor Heckbodenberührung daß die Rotoren erst im Moment des "Plautz" die runway berühren, etl. die Fläche teilweise aufrichten..
Keine Ahnung. Habe das POH (Pilots Operating Handbook) der Osprey nicht gelesen, und habe es auch nicht verfügbar.
Genausowenig kenne ich einen Osprey-Piloten oder -Ausbilder.

Spartacus
 
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Bei heutigen Flugzeugen ist ein Triebwerksausfall eine recht wahrscheinliche Störung, deshalb sind logischerweise auch Notverfahren vorgeschrieben.
Nicht nur bei "heutigen" Flugzeugen, sondern bei allem, was nach derzeitiger Gesetzeslage in die Luft will, ist für die bemannte Luftfahrt ein Zulassungsverfahren zu durchlaufen, in dem der Nachweis dieser Notverfahren notwendiger Bestandteil ist.
Ohne Notverfahren (Sowas wie Fallschirm, Autorotation, Segeln bis zur Landung, ...) keine Zulassung.
Ganz einfach

Bei einem Flugzeug mit 30 autonomen* Antriebseinheiten ist diese Störung nur durch extrem krasse Pilotenfehler (absichtliches Leerfliegen des Akkus) oder grundsätzliche systematische Designfehler überhaupt denkbar. Bei solchen Extremszenarien existieren auch für heutige Flugzeuge keine Notverfahren.
Doch, für das Leerfliegen von Tanks, mit der Folge des Triebwerksausfalls, gibt es ein Notverfahren. Lies meinen Beitrag bitte nochmal.
Wenn ich im Heli den Tank leerfliege, dann geht's abwärts, aber ich kann eben die Autorotation durchführen und (abhängig vom Untergrund) sicher landen (was übrigens Bestandteil sowohl der Zulassung für das Luftfahrzeug als auch der Erteilung der Lizenz für mich ist).

Von Leistungselektronik habe ich keine Ahnung, bin nur Informatiker. Aber ich bin auch (Heli-)Pilot und kenne auch zum Teil die aktuellen Zulassungsvorschriften für Luftfahrzeuge.

Aber wenn die Liliums zum ersten Mal einen 1:1 Prototypen in die Luft kriegen, wäre ja schon viel gewonnen.

Spartacus
 
innwolf

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Hallo,
Sorry, aber hast von manchen Dingen echt keinen Plan - muss ich als Ingenieur mal so sagen. :wink:
Du kannst die Redundanz eines Systems doch nicht nur einfach auf den Antrieb oder die Ansteuerung der Ruder herunterbrechen!

Hallo,
manche Restrisiken werden aber auch ohne Redundanz oder Rettungsmöglichkeit akzeptiert.

Z.B. es gab mal bei einem Spatz von Egon Scheibe ein Höhenruderbettätigungsrohr das von aussen unsichtbar massiv innen rostgeschädigt war. Der eingetretende Bruch vor Erreichen einer Fallschirmausstiegshöhe war damit nicht überlebbar.

Oder PKW-Bereich, Spurstangenspontanbruch bei 170km/h...
 
_Michael

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Nicht nur bei "heutigen" Flugzeugen, sondern bei allem, was nach derzeitiger Gesetzeslage in die Luft will, ist für die bemannte Luftfahrt ein Zulassungsverfahren zu durchlaufen, in dem der Nachweis dieser Notverfahren notwendiger Bestandteil ist.

Doch, für das Leerfliegen von Tanks, mit der Folge des Triebwerksausfalls, gibt es ein Notverfahren. Lies meinen Beitrag bitte nochmal.
Ok, aber wenn dir der Flügel oder der Rotor bricht, aus Konstruktionsfehler oder weil der Pilot geflogen ist wie ein Depp, dafür gibts kein Notverfahren. Warum? Weil es extrem unwarscheinlich ist und/oder ganz krasse Pilotenfehler voraussetzt. Genau wie der Motorausfall bei 30 komplett redundanten Antriebssystemen.


Auch die anderen Systeme (Steuerung, Regelung, Stromversorgung, usw.) müssen entweder redundant oder (ggf. zukünftig)
autonom "intelligent" ausgeführt werden.
Dies ist bei Fahrzeugen, im Verkehrswesen, im sicherheitsrelevanten Bereich unter Berücksichtigung von Fail-Safe für das Gesamtsystem immer noch ein hoher technischer Aufwand.
Bei der Steuerung (Piloteneingabe+allfällige weitere Fluglageregelung) vertraut man ja bereits bei diversen Fly-by-Wire-Flugzeugen auf vollelektronische Systeme. Also nichts neues. Bleiben die Motoren, Leistungsregler, Stromversorgung Akkus. Kann man im Prinzip alles pro-Motor autonom auslegen oder aber die Motoren in kleinen Gruppen zusammenfassen. So etwas wie ein "Gesamtsystem" gibt es dann gar nicht mehr, bloss einzelne Teilsysteme mit einer Ausfallwahrscheinlichkeit, die sich bekanntlich mit der Redundanz potenziert. Klar, auch hier bleiben ein paar single-points-of-failure, aber die hat man in jedem Flugzeug. Wenn du ein wesentliches Steuerelement abbrichst, dann ist bei allen (einfach gesteuerten) Flugzeugen einfach mal Schluss. Der Motorausfall hingegen ist im Gegensatz zu klassisch ausgelegten Flugzeugen ganz sicher kein Thema.


Sorry, aber hast von manchen Dingen echt keinen Plan - muss ich als Ingenieur mal so sagen. :wink:
Nach 10 Jahren Elektronikentwicklung in Hobby, Studium und Forschung wage ich mal zu behaupten, abschätzen zu können, ob man ein System sicher hinkriegen kann oder nicht. Und was befähigt dich, meinen Plan zu bewerten? :)
 

jackrabbit

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@Michael,

Hallo,

Du lässt nach wie vor z.B. die Steuerung des Fz generell, die Stromversorgung und die Ansteuerung der einzelnen Komponenten außer acht, mal die weiteren KomfortSysteme z.B. zur Überwachung, Information des Piloten, Versorgung der Passagiere usw. außen vor.
Auch diese Systeme müsste man zum Großteil redundant auslegen.
Ohne Ansteuerung oder "zentrale Vorgabe" wissen auch die verbleibenden 28 Motoren nicht, was sie machen sollen.

Betrachte bitte mehr das Gesamtsystem Flugzeug, Fahrzeug oder von mir aus auch AKW. :)

EDIT: Warum das Beispiel AKW?
Weil den meisten hier wohl die Technik ungefähr vertraut sein könnte. Und hat jemand den Eindruck, dass ein AKW sicherer wäre, wenn es einhundert kleine statt 5 große Kühlmittelpumpen hätte? :wink:


Ich arbeite seit 30 Jahren als Ing. im Verkehrsbereich, also Verkehrsanlagen, Fahrzeuge, Signaltechnik - Schiene und Straße.

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Nach 10 Jahren Elektronikentwicklung in Hobby, Studium und Forschung wage ich mal zu behaupten, abschätzen zu können, ob man ein System sicher hinkriegen kann oder nicht.
Bist Du etwa bei Lilium?
Ohne jetzt bösartig werden zu wollen, aber das klingt genau nach den Lebensläufen der Lilium Gründer.
Ich weiß gerade nur nicht, ob einer der beteiligten Personen jemals selbst ein bemanntes Luftfahrzeug als verantwortlicher Pilot geführt hat, oder bei Bau und Zulassung eines bemannten Luftfahrzeugs aktiv beteiligt war.
Neben der Forschung und Entwicklung gibt's nämlich auch so was reales wie Vorschriften und Gesetze, die häufig schon auf dem Weg vom Papier über das Labor hinaus in die Wirklichkeit zu größeren "Problemen" geführt haben

Ich wage mal zu behaupten, dass man "so ein System" durchaus sicher hinkriegen kann. Aber ich wage auch zu behaupten, dass es mit dem derzeitigen(!) Stand der Akku-Technik dann so schwer wird, dass es nicht mehr annähernd den derzeit publizierten Eckdaten entsprechen wird - wenn es denn überhaupt in die Luft gehen wird.
Und mit Eckdaten meine mindestens eines aus Gewicht, Zuladung, Geschwindigkeit, Reichweite, Preis, Lizenzanforderung, ...

Wenn Lilium aber einen Partner für die Akku-Technik an der Hand hat, der dort gerade mehr als nur einen evolutionären Schritt in der Weiterentwicklung macht, dann könnte das klappen. Nur: Ich (und wohl auch einige andere Mitdiskutanten) seh's grad eben halt nicht.

Noch mal: Bei Volocopter fliegt das Teil. Und die haben schon groß gefeiert, als es die Experimental-Zulassung überhaupt erst mal gab. Das ist in der regulierten Welt der Luftfahrt ein langer und steiniger Weg.
Nur, weil ein Modell fliegt, heißt das eben noch lange nicht, dass man das dann auch als bemanntes Teil im europäischen Luftraum zugelassen bekommt und produzieren darf.

Spartacus
 
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