Det slovenske ”skunkworks”

LZ Design er den innovative virksomhed bag den elektriske turbo FES, som findes i stort set alle fly, herunder nu også Duo Discus XLF. Nu afslører LZ Design et proof-of-concept RES-system installeret i ASG 29 og retrofit af FES på Jonker JS1 og Lange Antares. NORDIC GLIDING har talt med grundlæggeren Luka Znidarsic om de store designmæssige udfordringer med at bygge det perfekte elektriske system.

Tekst: Jens Trabolt / Foto: Luka Hojnik & LZ Design

Link to automatic translation

Herover: Video af start med ASG 29 RES 

Bomben detonerede pludselig. Billeder fra testflyvningen af en selvstartende ASG 29 RES kom uden varsel.

Hvad var det?

”Vi har egentlig bygget på den i over et år men har valgt ikke at offentliggøre projektet, før vi var færdige”, afslører LZ-designs Luka Znidarsic til NORDIC GLIDING.

Luka Znidarsic (til højre) fra LZ Design, som står bag FES-konceptet, her fotograferet under en Aero-messe i Friedrichshafen. (Foto: Jens Trabolt)

Flyet er en standard ASG 29 forberedt til turboinstallation, men ejeren har aldrig haft motor installeret, da det for år tilbage bare var muligt at levere den ”gamle” Solo-motor uden elektrisk starter.

”Det ønskede ejeren ikke dengang, da han ikke brød sig om konceptet med at dykke motoren i gang”, siger Luka.

Egentlig var det ejerens ønske, at LZ Design skulle indbygge en traditionel 30 kW elmotor (identisk med FES-motoren bortset fra en modifikation af luftkølingen) ind i en pylon for at skabe en elektrisk turboversion af ASG 29.

Men da vi byttede standard-propellen ud med en mere egnet propel med mindre pitch, fandt vi ud af, at flyet med elmotor og batterier faktisk havde selv-starts-potentiale”, fortæller Luka, som nu tester på motorsystemets performancemæssige ”envelope”.

Flyet er monteret med cylindriske celler fra Sony og ikke de klassiske firkantede FES batterier på 2 x 15 kg (4,2 kWh).

”Det har været en stor opgave at finde plads til den store batteripakke på i alt 6,6 kWh i motorrummet bag piloten. Vi har måtte montere batteriet meget lavt for at få plads til motor og pylon og stadig kunne lukke motor-lugerne”, siger Luka.

Pylon ASG 29 RES

Integreret batteri på 6,6 kWh i ASG 29 RES

Man KAN vælge at demontere batteriet, men som fx med ASG 32 EL er det meningen, at man oplader batteriet i flyet. Det mindsker også risiko for mekanisk påvirkning, hvis man taber det eller fejlhåndterer batteriet.

Som udgangspunkt er det teknisk set en bedre løsning at placere batterierne i vingerne for at reducere vægten af de såkaldte ”non-lifting-parts”, men problemet er så, at vingerne bliver meget tunge under montering af flyet. Så derfor LZ Design valgt at placere det cirka 36 kg tunge batteri i kroppen på ASG 29 RES.

De cylindriske Sony-celler har i øvrige en højere intern modstand, og derfor er batteriet også det termisk ”svageste punkt” i systemet – grænsen ligger på cirka 65 grader.

Under vores tests har vi kørt med fuld power i cirka 1 minut, og så reducerer man power når man er i sikker højde. Indtil videre er der vores erfaring, man kan starte til 600 meter og bare bruge 20 % af kapaciteten på batteriet”, forklarer Luka Znidarsic.

I forhold til FES-systemet har RES-systemet med en pylon som stikker ud i fartvinden en større luftmodstand og derfor også højere energiforbrug, fx under level flight.

ASG 29 RES kræver cirka 7-8 kW for at holde højden, mens de fleste andre sammenlignelige FES-singleseaters kan klare sig med 4 kW. Derfor vil man også se en akkumulering af varme i det luftkølede batteri, hvis man flyver længe for motor.

Bagside af motor, som er en let modificeret FES-motor.




Fordelen med en pylon er, at man har mulighed for at montere en større og formentlig mere energieffektiv propel som sidder på et strategisk bedre sted på flyet – man risikerer fx ikke at ramme jorden med propellen under starten. Derfor ser man også selvstartende FES-fly med et højt understel med stor frigang. En anden fordel med pylon er, at man har et helt ”clean” fly, når man ikke bruger motoren.

Videnskabelige Idaflieg-målinger viser dog en minimal reduktion af glidetallet på mellem 1 og 2 point i fx LAK 17 med FES-propel i næsen, så denne ulempe er mest af akademisk interesse eller relevant for die-hard VM-piloter.

Men det glædeligt, at LZ Design skaber sig erfaringer med flere designs som fx ASG 29 RES, som skal ses som et proof-of-concept. Man kan derfor ikke direkte bestille et RES-system hos LZ Design, som i øjeblikket beskæftiger 8 medarbejdere som har ”rigeligt at lave”, som Luka selv beskriver det.

”Så skal man ville projektet rigtig meget. Det er ejeren selv, som har stået for godkendelse og papirarbejdet”, fortæller Luka og løfter samtidig også sløret for flere FES-retrofits – bl.a. en Lange Antares og en amerikansk Jonker JS1.

FES retrofit af Lange Antares

Luka Znidarsic fra LZ Design med FES-monteret Jonker JS1. Det var et stort projekt, forklarer han.

FES-batteri i Jonker JS1

JS1’eren er et ret gammelt fly og behøvede en større opgradering af vingefinish og interiør. Ja, også en FES-montering med standard FES-batterier. Vi troede, at hele projektet kunne klares på kort tid, men flyet endte i et corona-vakuum – alene fragten fra USA tog næsten 3 måneder. Så det har taget næsten et år og har været et kæmpe projekt. Men nu er flyet også bedre end nyt”, konkluder Luka.

Et andet udviklingsprojekt, som LZ Design i øjeblikket arbejder på, er det opgraderede FES-batteri som mere end fordobler kapaciteten i forhold til det eksisterende 4,2 kWh-batteri. Det er specielt interessant med de tungere 2-sædede FES-fly som Duo og DG 1001 e neo, som i øjeblikket flyver med ”classic”-batteriet.

”Vi venter på, at EASA kommer med en præcis beskrivelse af test-kravene som vedrører certificeringen af batteriet, og det har stor indvirkning på designet”, forklarer Luka.

 

Batteriteknologien

Han oplever i øvrigt også, at de store batteriproducenter er blevet mere konservative i deres specifikationer af batterierne (ofte er den såkaldte C-værdi sænket. C-værdien beskriver lidt forenklet hvor stor effekt man kan tage ud af batteriet over tid (discharge rate):

Jeg tror, at det er fordi vi har set mange af de nye og ofte lidt vilde elektriske VTOL-drone-agtige-projekter. Disse typer kræver en meget høj effekt, og her tror jeg, at batteriproducenterne ganske enkelt er blevet bange for ansvarspådragende (liability) havarier og derfor vil sikre sig.”, forklarer han.

Men er den nuværende elektrificering af bilerne ikke medvirkende til en teknologi-acceleration?

”Jo, helt klart. Men man skal være klar over, at bil-batterier er meget store, og derfor påvirkes de ikke så kraftigt af en hård acceleration på få sekunder. Batterier som vi anvender til flyvning er meget mindre og skal kunne præstere stor effekt over længere tid i forbindelse med start.”

Jeg tror næsten, at industrien bag e-cigaretter har større betydning for os. De bruger meget små cylindriske celler, som skal levere en meget høj effekt præcis som vores batterier”, forklarer han.

Men man skal dog ikke helt afskrive bilindustrien: Luka pointerer afslutningsvis, at Tesla eksempelvis har også annonceret og patenteret et såkaldt 4680 ”tabless” batteri hvor et nyt design giver potentiale for mindre modstand (kan levere mere power), lavere pris og lidt højere kapacitet.

Batteriproducenten Panasonic har bekræftet, at de skal forsøge at producere det cylindriske batteri som er 46 mm bredt og 80 mm højt for Tesla, men skal løse mange udfordringer, hvad angår ny produktionsteknologi og sikkerhed, inden projektet bliver virkelighed.

En ting er sikkert. Udviklingen står ikke stille. Og det som var umuligt for 10-15 år siden, er nu standard som udgangspunkt. En spændende tid!

Video af FES-monteret selvstartende LAK 17 C FES

Ungdoms SM: Årets svenske mästare i pricklandning

Lördagen 18/9 samlades 10 förväntansfulla ungdomar på flygklubben i Skövde för att göra upp om titeln årets svenske mästare i pricklandning.

AS 34 Me: Enkelt betjening, kompleks teknologi.

AS 34 Me er et historisk vigtigt fly. Det er det første certificerede elektriske selvstartende svævefly fra en volumenproducent, og NORDIC GLIDING fik – som det første medie – mulighed for at flyve AS 34 Me på en brugbar septemberdag. Før testflyvningen brugte vi en halv dag på en længere teknisk gennemgang sammen med design- og konstruktørteamet. Her er de vigtigste muligheder og begrænsninger ved flytypens elektriske motorsystem.

Röd Front!

Historien om segelflyg i Sovjetunionen under mellankrigstiden; Läs vidare, kamrat!

Den nye unge generation af instruktører

I hele Norden er der behov for, at vi træner unge instruktører for at holde trit med frafaldet af de gamle. Det har bl.a. det danske forbund indset med 2 nye videoer, rettet mod uddannelse af unge instruktører. Men de unge er på vej: Årets FI(S)-kursus på danske Arnborg var en stor succes med 8 kursister hvoraf 4 aspiranter var under 25 år! Det er noget nær en rekord, siges der.

I 100 meter over klitterne

I disse dage er der døgnbemanding på vejrudsigten hos de gode folk fra DASK, Dansk Svæveflyvehistorisk klub. Bliver der vestenvind – gerne med en nordlig komponent – og en vindstyrke på 8-10 kt eller derover, så er der linet op til det årlige Lønstruptræf. En herlig ramsaltet og vild oplevelse som bør være på alles bucket list.

G Dale fortsætter tetralogien

Den fjerde bog i serien ”The Soaring Engine” handler om moderne svævefly og deres sofistikerede instrumenter. Den er udmærket og givetvis produktet af mange års erfaringer for forfatteren. Men vær opmærksom på at bestille den via en europæisk forhandler, ellers bliver det dyrt i importtold.

Billingehus på Stockholmsk

Den sædvanlige svenske Billingehus-konference flytter i år 250 km længere nordøst fra Skövde til Sigtuna. Men alt bliver godt, lover arrangørerne. Book bare 19-21. november ind i kalenderen.

På hvalsafari med Jo Inge

Sandane i Norge er en ekstremernes flyveplads, et ”hangarskib” omgivet af isbræer og stejle kilometerhøje fjeld. I fjorden 50 meter fra flyvepladsen svømmer hvalerne i dybet. Men i luften er det Jo Inge Bjørø som hersker i sin nye Arcus M med konceptet ”Fjord Gliding”.

Opdateret Lange Antares får ”Tesla”-batterier

”Med benzin er du låst i et udviklingsmæssigt status quo, men med elektro kan du opgradere undervejs”, sagde Axel Lange, da NORDIC GLIDING besøgte Lange Aviation første gang i 2019. Han fik ret. Nye batterier med 20 % højere kapacitet giver fra årsskiftet 2021/2022 helt op til 4200 meters stigehøjde i den nye Antares 21 E.

Sommerferie på Ole Reistad Senter

Første uke i juli arrangerte Elverum og Gardermoen sommerleir på Starmoen som inkluderer Ole Reistad senter (ORS), Norges rikssenter for seilfly hvor også administrasjonen til NLF/Seilflyseksjonen er lokalisert. Rikssenteret har tidligere vært omtalt i Nordic gliding.

En hangar fuld af fremtiden

De unge Danish Air Cadets og deres familier fyldte hangaren på Arnborg til en flot ”vingnings”-ceremoni.

VM i Frankrig: Debutanten Filip Bojanowski fører i Standardklasssen

Det går ikke dårligt, faktisk ganske udmærket til VM i Frankrig, og der er høj stemning i den danske lejr. Ikke mindst fordi VM-debutanten Filip Bojanowski fra Øst-Sjællands FK har udnyttet det dårlige vejr til at sætte sig på 2 dagssejre ud af de 5 gyldige konkurredage i et i øvrigt non-standard VM.

2 kg-praktbok om Glasflügel

Wolfgang Binz har återigen skrivit en praktbok, denna gång om Glasflügel. År 2014 kom boken om LS flygplanen, av samma författare och utgiven på samma förlag. Boken är tryckt på tjockt blankt papper och av mycket hög kvalitet, med knappt 500 foto. Det är en ”tegelsten”, den väger hela 2 kg

DM Västra 2021: Dä ska va gôtt å leva…

I ett distriktsmästerskap finns det precis som i Vasaloppet bara vinnare! Rapport fra det 55 DM:et i Västra.

Dieter Althaus 1929-2021

Dieter Althaus forblev til sin død ukendt for mange uden for det videnskabelige miljø, men hans arbejde med performanceforbedringer af vingeprofiler, turbulatortape og TEK-dyser gavner alle svæveflyvere den dag i dag.