Nu är ”treorna” elektrifierade

En Emrax 228 motor väntar på att bli uppackad och installerad (foto R Danewid)

Link to automatic translation

Nu är det väl inte drivlinorna i sig som är avgörande om man tänker köpa en 18 m SLG med elektrisk drivlina utan flygplanet. Trots allt så ska man ju segelflyga mer än 90% av tiden, det är ju det som är själva vitsen. Och då är det segelflygplanet som avgör.

Alla tre, JS 3, AS 33 och Ventus har testats av Nordic Gliding, och de är fantastiska segelflygplan. Smaken är som baken – your choice.

Den här sammanställningen av fakta/data om de elektriska drivlinorna i ”treorna” har hämtats från tillverkarnas broschyrer, hemsidor och intervjuer med ingenjörer och säljare. Vidare har fakta stämts av med, där de finns angivna, i EASA-typcertifikaten och flyghandböcker. För Ventus E är, av naturliga skäl, alla siffror preliminära och uppskattningar/beräkningar.

Intresset för elektriska drivlinor är stort. Det är ju framtiden och fördelarna är många. Här är några

1. Miljöpåverkan
Eldrift har avsevärt lägre påverkan på miljön och klimatet. Om man bogserar med en UL (t ex Eurofox eller Dynamic), som har 17 l/h i bränsleförbrukning, till 500 m blir det direkta utsläppet 4.6 kg CO₂. Med en Ventus E som självstartar och stiger till 500 m blir utsläppet, enligt Schempp-Hirth, 0.5 kg CO₂ (baserat på ”2030 EU average electricity grid power production data”). Det är en reduktion med 90% jämfört med ett UL-släp. Jämför vi med en 180 hk bogserkärra, t ex en Super Cub, eller, ännu värre, en Pawnee, blir skillnaden ännu större.

Notera, att till exempel svensk eller norsk el ger betydligt mindre CO₂-utsläpp än EU-genomsnittet – upp till faktor 10 eller mer. Laddar man med grön el från Norge eller Sverige (20-35 g CO₂ per kWh) är skillnaden enorm. Bullernivån är också lägre än med en fossildriven motor, se artiklen här och nedan.

2. Enkelt att hantera
Jämfört med en SLG/SSG med ”Otto motor” är en elektrisk drivlina betydligt enklare att hantera för piloten. Det är färre handgrepp, och det går snabbare att få igång motorn. Underhållet är minimalt.

3. Säkrare
En elmotor har betydligt färre delar än en ”otto-motor” och därmed blir sannolikheten för tekniska fel färre. Driftsäkerheten är större.

4. Ekonomi
Drifts- och underhållskostnaderna är lägre (tx 1000 timers TBO på elmotoren). I framtiden får vi räkna med avsevärt dyrare bensin. Bensinkostnaderna kommer att öka snabbare än elkostnaderna. Väljer man elektriska system för segelflyg så satsar man definitivt på en teknik under fortsatt utveckling.

Tre olika propellrar (fr v); JS 3 från Technoflug, AS 33 har en AS propeller och Ventus E en SH propeller

AS 33 Me har en uppmätt bullernivå på 55 dBA. Det är lågt. JS 3 har 63,5 dBA och Ventus är av naturliga skäl inte uppmätt ännu. En ökning med 3 dBA innebär en fördubbling av ljudnivån. Så JS 3 bullrar avsevärt mer än en AS 33 Me, den bullrar faktiskt förvånansvärt mycket. Som jämförelse kan nämnas att en ASH 31 Mi, med wankelmotor, bullrar 63 dBA, så JS 3 är ändå OK. Tyska LBA har som krav max 71 dBA.
Då Ventus E använder samma (störra) motor som 33:an och annan störra propeller är det nog ingen högoddsare att gissa att även Ventus E bullrar mindre än JS 3.

Både JS 3 och Ventus E har en max flygvikt som SLG (Self Launching Glider) av 575 kg. Medan AS 33 Me har 600 kg, d v s “full vikt” för 18m klassen. Tar man ut ett batteri ur en JS 3 RES eller en Ventus E (då får den ”bara” gå som SSG, Self Sustaining Glider) får den också flyga med 600 kg MTOW. Ur den synvinkeln är AS 33 Me en mer potent SLG och 18m racer.
Men är detta något problem egentligen?

Jag inbillar mig att den ”riktige” tävlingspiloten inte självstartar på tävling utan flygbogserar. Han har då en lägre minsta flygvikt – tävlingar avgörs ju på de dåliga dagarna – samtidigt som han har SSG kapacitet. För den vanlige ”dödlige” segelflygaren som flyger RST, OLC eller i WeGlide har det faktiskt ingen större betydelse om flygvikten är 575 kg eller 600 kg. Tvärtom flyger man nog oftast väl under MTOW.

Certifiering

Den första 18m elstartaren var alltså JS 3 RES och de första levererades till kunder i USA redan i december 2020. I USA går de som experimental och behöver därför inget typcertifikat. Men certifieringsprocessen hos EASA i Europa gick inte så lätt. Man fick göra modifieringar för att få flygplanet godkänt och det dröjde till sommaren 2023 innan EASA utfärdade typcertifikatet.

Under tiden hade AS 33 Me flugit i september 2022. AS 33 Me har samma drivlina som AS 34 Me, som fick sitt EASA typcertifikat i juni 2022.

Gennemgang: AS 34 Me – enkel betjening, kompleks teknologi

Det innebar att certifieringsprocessen av AS 33 Me gick raskt och den fick sitt EASA TC i december 2022 och blev därmed den första certifierade elektriska SLG i 18m klassen.

AS 33 Me är certifierat som en helhet, d v s drivlinan är certifierad ihop med flygplanet. Schleichers Me system är utvecklat ”inhouse” och bygger på systemet i ASG 32 El, som kom redan 2016.

AS-motorkonceptet utvecklades inom ramen för ”Hessen Modell Projekte“ och finansierades med medel från ”Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz” (LOEWE) i Hessen. Man bildade ett konsortium under ledning av Schleicher och med universitetet i Kassel och högskolan i Musbach , Baden Württemberg , som specialiserat sig på batterilösningar.

Mod et sikrere design – at bygge elektriske svævefly

För JS 3 RES är flygplanet och drivlinan, som kommer från SOLO, certifierat var för sig. Ventus E använder också SOLO-systemet, men med den större Emrax 228-motorn (samma som i AS 33 Me). Det lär innebära att det blir detsamma för Ventus E.

Precis som i AS 33 Me tar man bara ut max 35 kW ur motoren i Ventus E, vilket man menar ”sparar” systemet. Enligt Emrax typblad har Emrax 228 en maximal effekt av 124 kW vid 5500 rpm @ 2 minutter. Man kör dock på lägre varvtal, vilket reducerar bullernivån.

JS 3 RES tar inte heller ut max effekt ur motorn, men man tar relativt sett ut mer ur den mindre Emrax 208 än Emrax 228 i AS 33 Me och Ventus E.

”Innanmätet” (fr v) JS 3, AS 33 Me och Ventus E. JS 3 och Ventus E har batterierna i kroppen

Emectric batteriet i JS 3 RES och Ventus E. Väger 25 kg, och det krävs två batterier om man självstartar

Batterierna i AS34 Me (samma i AS 33 Me) sitter i vingarna. Väger 33 kg/st (foto R Danewid)

Batterier i vinger eller fuselage?

Schleicher har valt att placera batterierna i vingarna medan de andra två har dem placerade i kroppen. Det finns, så klart, för och nackdelar med bägge systemen.

Med batterier i kroppen kan man enkelt ta ut dem och ta med dem hem och ladda dem. Och enkelt förvara dem varmt. Man ska dock komma ihåg att transport och förvaring av Li-Ion batterier är omgärdat av en rad bestämmelser och lagar. De ska förvaras och transporteras i speciella boxar m m. Att fixa detta är dock en engångsinvestering, men ett måste, som det ofta inte talas om.

Læs mere her (externt link)

Batterier i kroppen påverkar ju också vikten av icke bärande delar, t ex tillsatsvikt i cockpit. Att ha batterierna i vingarna är att, strukturellt/bärfömågemässigt, ha dem på ”rätt” ställe. Men vingarna blir tunga! Samtidigt medför placeringen att batterierna kan vara större och ha en större kapacitet. Jämför med Antares, som är den stora pionjären och, än så länge, ledande på området. Batterier i kroppen eller vingarna är alltså en fråga om kolera eller pest.

Batterier med hög spänning är brandfarliga. I EASA:s konstruktionsregler är det noggrant beskrivet hur tillverkaren ska visa att de uppfyller ställda krav på brandsäkerhet. Säkerheten runt batteripackarna, oavsett om de sitter i vingarna eller kroppen, är hög. AS 33 Me har t ex fyra oberoende säkerhetsnivåer.

Kolla tx Schleichers video om “The Me Safety Concept”

Jonkers har i november 2023 totalt 139 beställningar på JS 3 RES och man har levererat 80 st. Alltså en riktig framgångssaga. Serietillverkningen av AS 33 Me har precis startat (enligt uppgift vill man vill beta av de många beställningarna på AS 33 Es – förvånande nog så köper folk fortfarande turbo-flygplan med bensinmotorer.)

Man har bara levererat något enstaka exemplar av AS 33 Me. Man har ett 50-tal beställningar. När tillverkningen av Ventus E kommer igång vet ingen, mycket arbete med att få prototypen i luften och många beslut om tekniska lösningar återstår. Gissningsvis någon gång under 2025.

Utan tvekan är JS 3 RES, AS 33 Me och Ventus E morgondagens 18m racers.

På instrumentpanelen sitter ett 57mm instrument för hantering av systemet med 1 switch för in- / utfällning av motor samt ett vred för reglering av gaspådrag. Instrumentet visar tydligt den info som behövs för manövrering och status.(Foto Ronny Eriksson)

Manöverenheten i AS 33 Me. Med throttlen till vänster fäller man upp och ner motorn och över hacket är det gasreglage. Ventus E får ett mellanting mellan JS3 och AS 33. Gasreglaget sitter på vänster sida i cockpit men i övrigt lika JS 3

Schleichers beskrivning av stigprestanda i Me-systemet. Bilden gäller AS 34 Me. Efter en start till 600 m har man ytterligare drygt 2 200 m ”kvar” i batteriet. 

Stigprofil för JS 3 RES, taget ut flyghandboken

Uppgifterna tagna från tillverkarnas broschyrer, hemsidor och EASA typcertifikat
1 ”Power” = vridmoment * varvtal. Angivet vridmoment gäller vid max effekt.
2 Uppgifterna på motor/batt gäller även för AS 34 Me
3 Tidiga JS 3 hade fläktar som kylde power electronics
4 LBA:s krav är max 70.8 dBA
5 Uppgiften är antingen preliminär eller uppskattad
6 Utnyttjbar batterikapacitet
7 Angiven effekt är effekt ut vid propeller