Test: AS 34 Me: ”Man tager vad man haver”

Link to automatic translation

År 1755 gav författaren Cajsa Warg ut sin berömda kokbok ”Hjelpreda I Hushållningen för Unga Fruentimber” och i denna skrev hon på flera ställen ”Man tager, om man så hafva kan”. Detta har sedan genom åren blivit det klassiska ”Man tager vad man haver”.

Vad har nu detta med AS 34 Me att göra? Jo, det är nog ungefär så Schleicher tänkte när man utvecklade sin första el-SLG.

Man utgick från ASW 28-18 E (som är en vidareutveckling av ASW 28), modifierade cockpiten till AS 33 utförande, satte på winglets från AS 33 och drivlinan från ASG 32 El. Till detta modifierade man luftbromsarna så att de har tre skivor. Man designade sedan en ny propeller, som är optimerad för start från marken. Och så fick man den första serietillverkade elektro-seglaren från en av de stora tillverkarna.

ASW 28-18 E med Solomotor flög första gången i mars 2003 (foto G Ax)

AS 34 me i luften med AS-ingeniøren Paul Anklam som pilot (Foto AS)

AS 34 Me är basert på ASW 28.

Vill man ge sig in på ett helt nytt område tror jag detta är en bra ”approach”, att utgå från en beprövad plattform. Elektrifieringen av segelflyget är helt klart framtiden och det går fort nu. Nedanstående diagram visar året för första flygningen av segelflygplan med el-motor (fast det ska väl heta elektrisk drivlina). Antares var först för nästan 20 år sedan, och ligger på framkant av teknologin, men de senaste åren har de flesta tillverkare börjat ta fram elektriska drivlinor i någon form till sina flygplan.

AS 34 Me presenterades första gången på AERO 2019 och jungfruflygningen var förra sensommaren. De första serieexemplaren levereras till kund inom kort.

Diagram från e-segelflug.de, som visar jungfruflygningarna för el-drivna segelflygplan fram till 2021. I år har bl a Duo-Discus FES och JS3 RES tillkommit

Filosofin bakom AS 34 Me är att det ska vara ett segelflygplan med fina prestanda och flygegenskaper och med ett lättanvänt och tillförlitligt elektriskt motorsystem för självstart. Det är säkert inget flygplan som attraherar tävlingsflygare men väl ”njutflygare”, klubbpiloter och sträckflygare, d v s ca 95 % av segelflygarna. Och orderingången förefaller god. Vid vårt besök var de två första serieexemplaren i slutmonteringsfasen. Priset för en AS 34 Me kommer 2022 at vara 142 000 € exkl moms.

Första serieexemplaret i slutmonteringen

Det första serieexemplaret har en fransk Badin variometer från mitten av 60-talet!

Finns det en marknad för sådana flygplan? Ja onekligen. Om inte annat har Schleichers egna ASH 26 och ASH 31 visat att så är fallet. Strategin att använda en beprövad konstruktion, ASW 28-18 E och ASG 32 El, har dessutom medfört att tiden från koncept till färdigt projekt och certifiering varit kort (och därmed även utvecklingskostnaderna får man förmoda), ungefär två år.

Basis: ASW 28

ASW 28 konstruerades av Gerhard Waibel, det blev hans sista konstruktion för AS, och den flög första gången år 2000. Michael Greiner (G:et i ASG 29 och ASG 32) modifierade vingen till 18 m spännvidd och stoppade i en Solo motor som ”turbo”.

Johannes Dillinger (som gjorde det mesta på Concordia och har designat DG:s nya neo vingspetsar) var en annan ung ingenjör (vid tiden doktorand hos Loek Boermanns) som jobbade med aerodynamiken. Dessutom modifierade man styrsystemet och produktionsmetoden så att det blev ett till stora delar nytt flygplan invändigt. ASW 28-18 E flög 2003.

Totalt har det byggts >160 ASW 28/ASW 28-18/ASW 28-18 E. Och den är faktiskt fortfarande i produktion, numera som ASW 28 B, med flera av förbättringarna i AS 34 inarbetade i B versionen. AS 34 Me flög första gången i september 2020.

AS 34 Me är alltså i botten ett ”gammalt” flygplan. Jag har ägt och flugit ASW 28-18 E i drygt 500 timmar. För nästan 15 år sedan skrev jag en provflygningsartikel i gamla svenska Segelflygsport och senast jag flög 28 var 2016. Det var på ett sätt ett kärt återseende att i höst få flyga AS 34.

AS 34 Me

AS 34 Me kan fås med 15 och/eller 18 m spännvidd, precis som ASW 28-18 E. Då jag tror att det är 18 m versionen som är intressantast är det denna vi flugit och som beskrivs i fortsättningen.

Cockpit i AS 34 Me. Här syns pedalstället tydligt och att pedalerna rör sig inåt framåt/utåt bakåt. Underst i instrumentbrädan finns kontrollpanelen för drivlinan (foto Schleicher)

På vänstra sidan i cockpit finns luftbroms, koppling och trimindikator. Trimreglaget sitter på spaken. Pedalomställningen syns till höger om spaken (foto Schleicher)

På högra sidan i cockpit finns ventilation, landställsreglage och den elektriska

Cockpit kommer från AS 33. Den är mycket rymlig och bekväm. Pedalstället är ställbart så att pedalerna konvergerar mot nosen. Det innebär att även korta piloter har en bekväm fotställning. Ryggstöd och nackstöd kommer också från AS 33 och är ställbara under flygning. Övriga reglage är placerade där de brukar vara i Schleicher flygplan. Luftbromsreglaget är bekvämt att manövrera, hjulbromsen är ”längst bak”. Vattentankarna är elektriskt styrda och switcharna för det sitter på höger sida i cockpit. Min erfarenhet är att det är bättre med mekaniska ventiler. Det är mindre som kan gå fel!

På det hela taget är cockpit mycket bekväm och funktionell. En av de bättre, om inte bästa i branschen. Här finns ingen tendens till poststalinism! Jag är en stor skånsk påg och 187 cm lång. Jag hade inte pedalstället längst fram eller ryggstödet längs bak.

Instrumentbrädan är ny och kommer också från AS 33. Den kan fås i två versioner, en standard och en med lite högre ”uttag” för benen för riktigt långa piloter.

Luftbromsarna har tre skivor och är mycket effektiva

Eftersom flygplanet i sig alltså var välkänt för mig är det ju den elektriska drivlinan som är intressant. Och dessutom superintressant. AS 34 Me är alltså den första seriebyggda elektriska SLG från någon av de stora tillverkarna. Men det ska genast påpekas att Antares från Langes, som är en mindre tillverkare, flugits och byggts (ca 100 st) i serie i nästan 20 år.

Konfigurationen av drivlinan. Består av EMRAX motorn, propellern, 960 battericeller av dimensionen 18650 och en kontrollbox (BMS)

Drivlinan, som alltså kommer från ASG 32 El (32 är dock en turbo) kommer från Solos dotterföretag Emetric, som levererar motor, motorcontroller, inverter, batteripackar och batterikontrollsystem (BMS). Motorn är en EMRAX 228 med en max effekt av 62 kW vid kontinuerlig gång enligt databladet från EMRAX. Det motsvarar ca 83 hk. Men Schleicher tar bara ut maximalt 35 kW (ca 50 hk). Batterierna består av 960 st Li-Ion batterier med dimensionen 18650 (18 mm i diameter och 65 mm långa). Totalt är batteriet på 8.6 kWh.

EMRAX motorn i sin ”leveransförpackning”

Närbild på EMRAX motorn

Kontakten mellan BMS och batteripacken i vingarna

Sedan styrs alltihop noggrant av en kontrollenhet, hjärnan i systemet, som sitter i ”motorutrymmet”. Invertern, som är den stora box som också sitter i motorrummet, omvandlar DC till AC.

Schleicher använder medvetet en större motor, EMRAX 228, än vad som erfordras och undviker att ta ut max effekt ur den. Man menar att på så sätt skonar man batterierna och de, och hela systemet, får en längre livslängd. En kraftigare motor gör också att man har bättre kontroll på luftkylningen av den.

Drivlinan i AS 34 Me har beskrivits i en tidigare artikel i Nordic Gliding (se link herunder)

AS 34 Me: Enkel betjening, kompleks teknologi

Batterierna ligger i ”tunnlar” i vingarna, precis som i Antares. Totalt väger en innervinge ca 98 kg, varav ca 33 kg är ett batteripack. Vattentankar, i form av säckar – ASW 28 har integraltankar – finns som option.

Motorutrymmet är samma som i ASW 28-18 E

Säkerhet

Brandsäkerhet är en viktig aspekt i designen av systemet. Med 960 st Li-Ion batterier är ju sannolikheten stor att något batteri är defekt redan vid tillverkningen – det är helt enkelt ofrånkomligt, de tillverkas ju i miljontal. Men det görs självklart minutiösa kontroller av cellerna när de byggs in i batteripackarna.

Till detta kommer att en av BMS uppgifter är att monitorera varje battericell vad avser t ex temperatur. Vid en brand i ett batteri ska systemet kunna hantera det. Temperaturen kan då bli mycket hög i den brinnande cellen, samtidigt som det sker en gasexplosion. Gaserna evakueras via en kanal i varje vinge till det fria. På vingens undersida siter ett membran som ”blåser” bort och utjämnar trycket. Jämför med Antares.

Det svarta ”locket” på vingens undersida är för att öppna

I EASA:s konstruktionsregler är det noggrant beskrivet hur tillverkaren ska visa att de uppfyller ställda krav på brandsäkerhet. Man kan på goda grunder anta att dessa regler för segelflygplan tillkom efter bränderna i Boeings Dreamliner för ett antal år sedan. Dessa tester, som krävs för certifiering, är mycket kostsamma. Så även om vi ser nya bättre batterier hela tiden är det inte troligt, enligt Schleicher, att man regelbundet certifierar AS 34 för nya batterier, det blir alltför kostsamt

Vikt

Tomvikten på prototypen D-KSME är 407 kg. Att jämföras med min gamla 28-18 E, som vägde 350 kg fulltankad. Max last i kroppen är 123 kg (varav pilotvikt 115 kg). Det innebär att med en flygvikt av 530 kg är vingbelastningen 44.5 kg/kvm. Att jämföras med ASW 28-18 E som har 40 kg/kvm.

Max vikt för båda är 575 kg i 18 m konfigurationen (525 kg med 15 m vingar). Då är vingbelastningen 48.3 kg/kvm.

En innervinge, vingen är i fyra delar, väger alltså runt 100 kg. Man kan tycka att det vore bättre med batterierna i kroppen, då blir ju vingarna lättare. Så har t ex Jonkers gjort i JS3 RES och ska ha i JS4 RES. Men Schleicher, liksom Lange, har valt att ha batterierna i vingarna eftersom det strukturellt är bättre för flygplanet. Att ha batterierna i kroppen innebär ju dessutom att batterierna ”stjäl” vikt, t ex från tillåten last i cockpit.

Att jämföra Jonkers JS3 och JS4 med AS 34 är som att jämföra äpplen med päron. JS3 och JS4 är avsedda för tävling, de är fullblodsracer, det är inte AS 34 Me. JS använder dessutom den svagare motorn EMRAX 188 och tar ut mer relativ effekt ur den. Det ligger i Jonkers design filosofi att utnyttja såväl flygplan som motor till det yttersta, Schleichers filosofi är ”lagom”. JS-RES kan dessutom flygas med halva batteripacken och är då en turbo (SSG). Som självstartare är max flygvikt för JS3 525 kg, medan det är 575 kg för 34:an.

Alltså två helt olika filosofier och de ska nog inte jämföras. Nordic Gliding väntar med spänning på att testa en JS3 RES! Och därefter JS4 RES.

Producent: Her er specifikationerne på de nye Jonker-konstruktioner med elmotor

Batterier och kyla

Ett argument för batterier i kroppen är att de är lättare att ta ur jämfört med batterier i vingarna. Batterierna är, som väntat, temperaturkänsliga. Enligt Schleicher har man 100% kapacitet vid 23 grader. Vid 0 grader har det sjunkit med 10% och vid -10 grader 20 %. Men detta är alltså temperaturen i batterierna och de värms upp ganska fort vid användning. Och kapaciteten påverkas av effektuttaget. Så vad verklig kapacitet vid flygning är återstår att se. Batterikapaciteten vid kall väderlek är dock utan tvekan ett område som måste bevakas, speciellt i de nordiska länderna.

På det hela taget kan man säkert förvänta sig en del barnsjukdomar med el-drift. Å andra sidan har Lange byggt Antares i snart 20 år, så erfarenheterna lär finnas.

Uli Kremer och Paul Anklam instruerar NG:s testpilot

Testflygning

Efter att ha tillbringat hela förmiddagen i samtal med Uli Kremer (Schleichers CEO) och Paul Anklam (ytterst ansvarig och designer av installationen av drivlinan) sprack det äntligen upp och vi kunde flyga. Vi flög på Schleichers hemma fält Huhnrain, som är granne med fabriken i Poppenhausen och ligger mer eller mindre nedanför Wasserkuppe, segelflygets vagga.

AS 34 Me klar på Huhnrain med EMRAX motorn utfälld. Propellern är Schleichers egen design (foto Schleicher)

Kontrollpanelen

Att hantera motorn är mycket enkelt. Väl på plats i cockpit och efter att ha dragit den normala checklistan trycker man in ”main switch” på drivlinans kontrollpanel. I kontrollpanelen syns nu en checklista för systemet. Man kollar varje punkt och efter att ha checkat den trycker man in ”enter” knappen och nästa ”item” kommer upp på checklistan. När man är färdig tänds ett blåfärgat fönster i displayens övre del som säger ”PRESS Starter button”. Startern är ingen egentlig starter utan en bekräftelse på att ”nu kan du starta motorn”.

Displayen visar nu batteristatus, temperatur i batterierna, motorn och kontrollboxen samt hur mycket volt man har i batteriet

Efter att ha tryckt på startern för man upp ”throtteln” ett steg (till hacket). Då går motorn ut. Ett svagt vinande ljud hörs nu och det är motorn som exiteras med 8 kHz för att hålla propellern centrerad och fungerar på så sätt som en propellerbroms. Anklam menar att ljudet dessutom håller folk borta från motorrummet!

Nu för man ”throtteln” vidare uppåt. Då startar motorn. Ingen varmkörning behövs, det är bara att ge ”full gas”. Det går även att direkt föra ”throtteln” hela väggen upp till ”full gas”.

Wingletsen kommer från AS 33. Vingspetsarna är försedda med små hjul vilket gör att man utan problem kan starta utan en person i vingspetsen och det går också, efter lite träning, att taxa. När man taxar med fast sporrhjul får man lyfta stjärten för att svänga och det gör man genom att dra på effekt, föra spaken framåt och trampa sidroder. Det går alldeles utmärkt med lite träning.

Motorn varvar ca 3000 rpm på max effekt och accelerationen är god. AS 34 Me har ju ingen klaff så rullsträckan blir lite längre än med ett klafförsett flygplan.

Startsträckan till lättning var enligt IGC-filen 280 m, vilket stämmer väl med vad Schleicher uppger i sina broschyrer. Notera även att NGs testpilot är en stadig karl! Stigprestanda är goda, vi mätte 2.7 m/s average climb från 0 til 600 meter.

Huhnrain har ca 420 m asfaltbana (6 m bred). Man startar alltid västerut eftersom det ligger en kulle i östra banänden. Vinden var västlig, rakt i banan och mindre än 10 kts. Efter lättning steg 34:an bra, variometern visade 3-4 m/s, och jag styrde, som man alltid gör på Huhnrain, lite åt höger för att hålla fritt från skogen i banans vänstra kant.

Infällning av landstället var förvånansvärt enkelt och lätt. Min erfarenhet är att AS flygplanen brukar ha landställ, som är tunga att fälla in. Bullernivån i cockpit var lite högre än förväntat, men avsevärt lägre än i ett flygplan med Solo-motor. Och utan vibrationer. Skönt! Displayen visade 37.6 kW effekt vid full ”gas”. På ett par hundra meters höjd drar man sedan ner effekten till 27.6 kW (ca 37 hk). Skulle man glömma det så visar displayen, tillsammans med en summerton, att det är dags att minska effekten.

Under motorgång. Det bullrar mindre än med en ”otto”-motor, men ljudnivån är ändå ganska hög. Notera den slanka motorpylonen, som minimerar motståndet

Det var lite termik som möjliggjorde riktig segelflygning. Notera den digitala höjdmätaren
(visar 562 m). Med den röda brytaren uppe till höger bryter man strömmen till batterierna.

Raw video af den første start

Jag svängde mot Wasserkuppe. Molnbasen var låg, det var precis ”Kuppe” var fritt från moln. På ca 560 m var jag nästan uppe i molnbasen. Stighastigheten var, taget ur barogrammet, 2.7 m/s från start till motorstopp. För de första 300 m, när motorn gick på full effekt, var medelstiget 3.2 m/s. Motorstopp görs genom att fälla ner ”throtteln” till stoppet längst ner. Motorn stannar, propellern centrerar sig och därefter fälls motorn in. Allt automatiskt och lätt som en plätt.

”Motorn” igång – her i 15 m-konfiguration (foto Schleicher)

”Motorn” infälld (foto Schleicher)

Nu började det roliga!  Det steg lite under de stora molnblafforna. Knapp en halv meter. Under den dryga timme jag flög höjde molnbasen sig till knappt 750 m.

Som jag tidigare skrev, var det ett nöje att efter fem år få återuppleva bekantskapen med ASW 28-18. Ett härligt flygplan! Det är min favorit bland alla Schleichers flygplan, vilket även andra segelflygare har vidimerat. Cockpit är väldigt bekväm och pedalerna är verkligen utomordentligt sköna. Reglagen sitter fint och 34:an flyger mjukt men lite ”drögigt”, som alla Schleicher-flygplan. Det finns ingen tvekan om vem som konstruerat flygplanet.

Ventilationen fungerar utmärkt. Den består av dels ett inblås i nosen sam ett riktbart utblås typ bilreglage på höger sida i cockpit.

Jag startade motorn ytterligare fyra gånger (se barogrammet och video) och då steg jag inte med full effekt utan med ca 25 kW. Proceduren är som ovan beskrivits. Motorn fälls ut snabbt. Det tar ca 15 sek att fälla ut eller fälla in motorn. När man startar motorn kan man ge ”full gas” direkt. Det är alltså väldigt enkelt att använda systemet.

Raw video: Motor stop/start under flygning

Spänningen i systemet är med fulladdat batteri hela 400 V, som sakta minskar när man använder motorn. Man ska inte gå under 300 V. Men displayen varnar för när spänningen blir för låg. I displayen ser man också uppskattad återstående motortid.

Barogrammet från NG:s testflygning. Motorn kördes fem gånger med en total tid av ca 12 min och en stighöjd av 1 430 m

Schleichers beskrivning av stigprestanda. Efter en start till 600 m har man ytterligare drygt 2 200 m ”kvar” i batteriet. Det ger en räckvidd med sågtandmetoden på drygt 120 km

Total motortid under vår testflygning var 12 min och då steg jag totalt 1 430 m. Det ger ett medelstig på 2 m/sek. Enligt Schleicher är tillgänglig motortid ca 20 min. Med en initiell start till 600 m har man ytterligare ca 2 400 m att stiga. Det ger en räckvidd av drygt 120 km enligt AS. Paul Anklam hade gjort en checkflight (mjukvaran hade uppdaterats) innan jag flög, så total motortid denna dag var ca 16-17 minuter.

Batteriet visade 320 V vid min landning, man ska alltså inte gå under 300 V, så uppgiften om 20 min gångtid verkar rimlig. 1 430 m på 12 min ger extrapolerat en höjd på ca 2 400 m vid 20 min. Men då steg jag alltså inte på full effekt. Så Schleichers uppgift om en total stighöjd på ca 2 800 m verkar rimlig.

Efter drygt en timme kände jag mig rätt nöjd och flög tillbaka till Huhnrain. Luftbromsarna, med sina tre skivor, är betydligt bättre än på ASW 28-18. Överknäckningen av bromsarna är mjuk och behaglig. Landningen skedde i lite medvind.

Displayen under laddning

Laddaren. Från tomt batteri till fullt tar det 4.5 tim med 15 A. Men man kan själv reglera strömstyrkan man ska ladda med. 15 A är ju ganska mycket.

Konklusion

Efter att ha flugit FES, el-turbo och nu el-SLG, förutom de flesta segelflygplan med bensinmotorer och jetmotorer är det min absoluta övertygelse att el-drift är framtiden. Inte bara för att det är miljövänligt utan framför allt för att det är så användarvänligt.

Med en bensinmotor har ingenjören gjort det ganska lätt för sig och överlåter åt piloten att hantera en mängd reglage och procedurer. Med en el-motor är det ingenjören som fått tänka till, det är mycket komplicerade system, och det är väldigt enkelt för piloten.

Naturligtvis kommer det att finnas barnsjukdomar i de elektriska drivlinorna, vare sig det är Schleicher, Jonkers eller Schempp-Hirth – som säkert kommer med en egen elektroseglare. Vi är bara i början av den elektriska framtiden.

Mina slutintryck av AS 34 Me är att det är ett väldigt fint flygplan. Härlig att flyga och en drivlina som är det enklaste jag använt och som har goda prestanda. Men det är ”klasslöst” och frågan är hur det påverkar försäljningen. Kommer t ex AS 34 Me att konkurreras ut av AS 33 Me?

El-drift är framtiden!

Pluss

• Fina flygegenskaper
• Enkelt motorsystem att hantera
• Hög kvalitet på bygget
• Framtidens motorsystem

Minus

• Elektrisk styrning av vattentankar?
• Tunga innervingar, ca 100 kg/st
• Batterikapacitet vid låga temperaturer kan vara ett problem i de nordiska länderna