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

Svævefly i videnskabens tjeneste

DLR, det tyske nationale center for luftfarts- og rumforskning, har Europas største flåde af forskningsfly. Ud af de totalt 12 fly findes der også et højt instrumenteret svævefly, en Discus 2C, som nok er DLRs mindste og letteste test-fly, men er på ingen måde det mindst kapable. Det skal vi se nærmere på her.

Godt nyt til ejere af tunge flyvemaskiner

Sidste år testede vi Tesla 3 Long Range vs. Volkswagen ID4 i trailertest. Begge biler er fantastiske trailer-biler, men har en relativt lav begrænsning på 1000/1200 kg. Ejer man en Arcus eller andet tungt fly, skal man vælge noget andet. Vi har derfor testet en af de nyeste elbiler: Hyundai Ioniq 5 og Volvo XC 40 Recharge som kan køre med selv de tungeste 20 meter- og åbenklasse-fly. Men tænk over kørekortet!

Jagten på det første svævefly

Christina Solberg fra Aarhus Svæveflyveklub har fået ny flyvemaskine, en LS1-f. Her er hendes historie.

Erfaringer med el-spil: Adgangsbillet til den grønne omstilling?

Svæveflyvning er en grøn sport. Vi flyver jo på solens energi, ikke sandt? Altså bortset fra de kulsorte 7 liter benzin som den støjende, men trofaste Pawnee kræver for en gennemsnitlig start. Straks bedre er det at spilstarte med et benzindrevet spil. Men i en tid, hvor fossile brændstoffer er under politisk pres, bør enhver strategiprocess i klubben inkludere tanker om elektriske spil. Her er 2 udenlandske klubbers erfaringer.

Mindeord: Tidligere IGC-præsident Tor Johannessen død

Svæveflyver, militærpilot, SAS-kaptajn, modtager af Otto Lilienthal-medaljen, rekordholder, VM-pilot, VM-official og meget, meget andet. Norske Tor Johannessen døde nytårsaften 2021, 92 år gammel, men nåede meget i sit lange liv.

Åska och drivis – Nedslag i loggboken

"Nu började vädret att snabbt bli riktigt bra. Molnbasen steg och var nästan 2 500 m. Och cumulusen började växa på både höjd och bredd. Något var på gång. Jag insåg att det nu gällde att se till att flyga hem så fort som möjligt. Hur kunde en dag, som enligt prognoserna skulle bli en fin sommardag, förvandlas till en magnifik uppvisning i ”åska och drivis”? Segelflygväder är utan tvekan intressant och bjuder ofta på mysterier och överraskningar, skriver Robert Danewid her om en yderst mindeværdig flyvning.

”Santa One” på finale: Julemanden flyver naturligvis Dimona

En gruppe entusiaster fra danske Aarhus SFK gav cancer-syge børn på Skejby Sygehus en stor jule-oplevelse midt i modgangen.

Vi ønsker en glædelig jul. Tak for 2021!

Kære læsere og annoncører. 2021 blev et vildt år for NORDIC GLIDING. TIl dato har over 100 000 unikke besøgende læst over 280 000 artikler. Det betyder, at svæveflyvningen i Norden kommer ud til en massivt større målgruppe end med et trykt magasin og med en kønsmæssig mere ligelig fordeling.

Robert Danewid: Min önskelista

Kära tomten! Nu är det dags att summera 2021, se fram mot 2022 och skriva årets önskelista till dig. Här har du, i spridd ordning, min önskelista

To fluer med et smæk (og en trailer)

Producenterne af svævefly kan ikke stole på kvantespring inden for aerodynamik eller materialevidenskab. Der skal nye ideer til for at fastholde ønsket om at købe nye svævefly. Tidligere Schleicher-konstruktør Michael Greiner diskuterer her et nyt koncept, som giver mulighed for en stor variation i spændvidde – hvordan ville det være med et fly med 18- og 26 meter-tipper i en og samme trailer?

Pilotstaffetten: Arild Solbakken

"Jeg er optimist og tror seilflygingen absolutt har livets rett i en ellers stadig mer overfladisk verden med et mylder av døgnfluetilbud uten tilsvarende egenverdi". Det siger norske Arild Solbakken som fortsat er et aktiv i norsk svæveflyvning i denne udgave af Pilotstafetten.

Richard Eppler, plastflygplanens pappa 1924-2021

Professor Richard Eppler avled i slutet av november i en ålder av 97 år. Eppler är en av de stora aerodynamikerna, speciellt vad gäller vingprofiler för modell- och segelflygplan.  Epplers största bidrag till segelflyget är dock att han är en av papporna till fs24 Phönix - det första segelflygplanet byggt helt i plastkomposit

Kvinde-VM med kontrovers

Kvinde-VM i Australien blev omgivet af kontrovers omkring det australske teams brug af live tracking. Nu har det internationale tribunal - ledet af svenske Reno Filla - afgivet sin dom i sagen. Alle australske piloter er blevet fuldstændigt diskvalificeret. Tribunalet anser deres konkurrenceresultater under kvinde-VM for at være ugyldige, fordi de blev opnået under forhold som ikke var fair.

Test-kavalkade 2021

NORDIC GLIDING har verdens største opdaterede samling af test-artikler. Vi flyver de nyeste konstruktioner og tester gerne fly-typerne mod hinanden. Missede du en artikel i 2021? Så er hele oversigten her!

Minns du stickan? Nostalgitripp för nördar

Minns du finalglidningsstickan? Idag använder vi, såklart, digitala finalglidningsstickor, d v s segelflygdatorer, som själv hämtar input från GPS, fart-, höjdmätare och inlagd polarkurva. Fantastiska hjälpmedel, som gör att man kan finalglida med avsevärt bättre precision än med den gamla ”analoga” stickan. Men för att förstå hur finalglidningen fungerar kan det därför vara en god idé att förstå de bakomliggande sambanden.