AS 34 Me: Enkelt betjening, kompleks teknologi.

Link to automatic translation

AS 34 Me er baseret på en moderniseret version af standardklasseflyet ASW 28 monteret med det elektriske turbosystem fra den 2-sædede ASG 32 EL – dog med optimeret propel. I det lette fly giver systemet selvstarts-potentiale.

Batteriet, som før var i ASG 32 EL-fuselagen, er nu redesignet med nye, flere og kraftigere celler, opdeles i 2 sektioner og placeres nu i AS 34-vingerne, hvor det er flyteknisk optimalt

AS 34 Me er baseret på ASW 28.

Batteriet

Batteriet i AS 34 Me er på cirka 8,6 kWh – det svarer til lidt over det dobbelte af et klassisk FES-batteri. Batterierne ligger i en tunnel i hver vinge og består af totalt 960 styk cylindriske LI-ion-celler med dimensionen 18650 (18×65 mm).

Det er i øvrigt samme type som anvendes i Tesla model S og Model X. Den nyere Tesla Model 3 (og den opdaterede Lange Antares) kører på lidt større 21700-celler (21 x 70 mm), som angiveligt har lidt højere energitæthed.  Hvert batteri vejer cirka 33 kg.

Schleicher-direktør Uli Kremer fremviser vingen med plads til batterierne.

Paul Anklam med et af de to kunde-fly som snart er færdige.

Schleicher-ingeniøren Paul Anklam har været involveret i implementering og certificering af både ASG 32 EL og AS 34-Me-batterierne, og det er en kompleks og streng proces, forklarer han.

Hele batteriet oplades til 100 %, monteres i en vinge-skal og forvarmes til 54 grader celsius. Så opvarmes en enkelt udvalgt celle til den bryder i brand. For at klare certificeringstesten må branden ikke sprede sig til resten af cellerne. De resulterende gasser må heller ikke komme ind i fuselagen og ventileres derfor ud gennem åbninger på undersiden af vingen som er dækket af plastic-mærkater, som blæses ud af det resulterende overtryk.

I øvrigt er den specifikke celle-type (antageligt LG) skrevet ind i certificeringen, så vil man bytte celle-fabrikant kræver det en ny certificering som udgangspunkt for der er stor forskel på cellers karakteristik – både hvad angår performance, lang tids-egenskaber og sikkerhed. En ny certificering er ikke umuligt, men er dog arbejdskrævende.

Det vil sige, at der for en flyproducent skal være tungtvejende grunde til at bytte celleleverandør på et senere tidspunkt; Dvs. enten markante performancefordele ved en ny celletype eller at de originale celler ganske enkelt ikke længere produceres.

Det er en underafdeling af Solo Flymotoren, Emectric, som er ansvarlig for at samle batteriet fra de i alt 960 cylindriske celler. Samme firma er i øvrigt også involveret i det elektriske selvstarts-system på Jonkers JS3 RES – dog er forskellen, at det sydafrikanske fly har batteriet placeret i kroppen, anden controller, kølesystem og har en lidt mindre variant af Emrax-elmotoren.

Artikel: Jonker frigiver specs på JS3/JS4 Electro 

Vi overvejede om det var muligt at bygge vores egen motor, da vi udviklede motorsystemet på ASG 32 EL for 5 år siden, men vi kom frem til, at Emrax-228-motoren opfyldte alle vores behov”, fortæller Schleicher-direktøren Uli Kremer, da han viser os rundt i produktionshallen. Indtil videre er der bygget 3 stk. AS 34 ME-fly – prototypen og 2 kundefly som er næsten færdige.

Emrax 228-motoren i AS 34 Me har 35 kW kortvarigt (et par minutter) og 25 kW kontinuerligt. Det skal bemærkes, at 35/25 kW er ”shaft power/mekanisk power” – i displayet indikeres 38,9 kW and 27,7 kW ved disse værdier. Nok til at give god performance i de fleste tilfælde – hvis man tænker ASH 26 eller ASH 31 Mi, er man nok i samme liga. Hemmeligheden er bl.a. den gode aerodynamik;

Den slovenske Emrax 228-motor har en tbo (time between overhaul) på 1000 timer.

”Pylonen er temmelig aerodynamisk – den har fx ingen væskekøler som på fossile motorer”, forklarer Paul Anklam om konstruktionen.

I det hele taget er der flere ting som man skal vænne sig til, når man entrerer i den elektriske verden.

”Vi kunne så let som ingenting give systemet en software-update og få mange flere kræfter ud af motoren, fx 60 kW. Men vi skal også tænke på holdbarheden af batterierne over tid”, forklarer Anklam.

Han siger, at både den luftkølede motor og ditto inverter er termisk stabile ved det nuværende powerniveau.

Under starten stiger temperaturen, indtil den når et termisk plateau. Inverteren med de store kølefinner er placeret eksponeret i motorrummet. Når motoren kører, så er lugerne åbne for maksimal køling”, siger Paul Anklam.

Flyvning i koldt vejr

Med ny teknologi kommer nye problemstillinger, som man desværre ofte først fuldt forstår i bagklogskabens klare lys: Det alvorlige selvstarts-havari med en FES-monteret svensk ultralet Silent Electro i 2017 (læs Segelflygets redegørelse side 48 (PDF) satte fokus på behovet for at forstå sammenhængen mellem koldt vejr og reduceret batteri-performance – specielt med selvstartende fly, som kræver en høj effekt i starten.

Derfor bør det også interessere kommende AS 34 Me-ejere, hvad fabrikken kommer til at skrive i håndbogen som er under udarbejdelse.

Det forventes, at et 100 % opladet batteri vil have en kapacitetsreduktion på 10 % ved 0 grader (eksempelvis hvis flyet står parkeret udenfor en kold nat). Førstnævnte reduktion har fabrikken målt på en ASG 32 EL, som har en sammenlignelig batteritype. Nedkøles batteriet yderligere til minus 10 grader reduceres kapaciteten med cirka 20 %, vurderer Schleicher.

Der er ingen aktiv temperaturstyring af batterierne, fx ved indbygget varmefilm (som på Antares), så på en rigtig kold dag, fx under en wave camp, bør man kontrollere performance nøje.

Selvstart er mulig hvis: A) SOC (state of charge) er over 60% og B) motoren leverer mere end 30 kW under starten. Dog kan flyet fortsat anvendes som turbo, hvis SOC er mindre end 60 %.

”På grund af deres store masse holder batterierne dog varmen rigtig godt efter start, så selv under lange flyvninger forventer vi ingen problemer”, siger Paul Anklam.

Ved vinteropbevaring må langtidstemperaturen i batteriet ikke komme under minus 20 grader. Er man kørt til Sibirien eller ekstremt kolde steder i Norge eller Sverige må man investere i varme i traileren på den ene eller anden måde eller opbevare vingerne indendørs. Det er muligt at tage batterierne ud fra vingen, men det er en operation mest for teknikere. En indervinge vejer cirka 98 kilo med batterier.

Levetid på komponenter

Batteriproducenten oplyser, at der vil være fuld kapacitet på de første 300 ladninger før der kan detekteres kapacitetsreduktion. Det svarer til cirka 100 motortimer eller 10 års normal brug. Erfaringer med fx elektriske biler som kører med lignende celletyper viser, at der efter selv lang tid, fx 8-9 år og +250 000 km i Tesla S, ofte er aldersbetinget kapacitetsreduktion på cirka 10-15 %.  Batterimanagement-systemet (BMS) forhindrer, at man skader batterierne ved at aflade dem fuldstændigt.

Hvad angår motoren er den meget simpel. Der er en TBO-tid på 1000 motortimer, hvor det forventes, at man skal bytte kuglelejer. Stemmer det, er det 100 års livslængde ved 10 timer/årligt! (Det bliver interessant at følge i virkeligheden). Propellen er konstrueret af Schleicher selv, og har 1000 timers forventet livslængde.

Opladning med ekstern lader.

Ladning

Opladning

Ved et fuldt afladet batteri tager det cirka 4,5 time af oplade med 220 V og 14 ampere. Man kan dog indstille hvilken strømstyrke man ønsker og dermed tage hensyn til ældre hangarinstallationer.  De fleste ejere vil nok ikke have behov at oplade flere gange på en dag, men derimod lade natten over.

Laderen er ekstern og er en temmelig stor og tung ”mursten”, og Schleicher oplyser, at det ikke rigtigt er muligt at indbygge den i flyet, hvis man skulle på ”wandersegelflug”. Den lader både det store batteri og avionicsbatteriet, så man skal bare håndtere én tilslutning bag nakkestøtten i cockpittet.

Hvad angår garanti på motor og batterier kommer fabrikken til at give 2 år som standard.

Selve testflyvningsartiklen kommer snart!