Test: Schempp-Hirth Duo Discus FES

Link to automatic translation

Duo-Discus, en av de vanligaste tvåsitsarna i Danmark, Norge och Sverige, är de facto ett ”gammalt” flygplan. Det flög första gången 1993 och har hittills byggts i mer än 730 exemplar och i flera versioner. NG har skrivit om Duo-Discus tidigare. Senast i en stor jämförelse med DG-1000;

NG tester: Duo Discus vs i DG 1000 – Showdown i 20-meterklassen.

Duo-Discus har ju dessutom funnits i många år som turbo med Solo motor. Schempp-Hirth har alltid varit visionära. SH var de första att anamma Oehlers turbo-system i sina flygplan på 80-talet. De var även en av de första tillverkarna att anamma FES systemet (LAK var dock först).

Man kan få både Discus 2 C och Ventus 3 med FES. Och Discus 2 C FES har blivit populär. Discus 2 C FES och AS 34 Me är i samma segment, d v s elektriska motorer och ”klasslösa”, men säljer ändå bra. Inget för den inbitne tävlingspiloten, men för sträckflygaren, den som flyger OLC och RST, är de perfekta flygplan. Alltså flygplan för ”vanliga” segelflygare. Sådana behöver vi!

Test: Discus 2c FES

Duo-Discus är ett populärt och fantastiskt segelflygplan, vilket ju framgår av antalet byggda flygplan. Nu har man tagit det naturliga steget och försett även Duo-Discus med FES. Och då kallas den rätt och slätt Duo FES. FES systemet i Duo FES är samma som i DG-1001 e neo, som NG testade 2020 (link til test)

FES systemet utvecklades av Luka Žnidaršič och hans firma LZ Design i Slovenien. Första flygplanet med FES, en LAK 17, flög 2009. FES står för Front Electric Sustainer. Enligt Luka kom namnet till under en kväll på puben med segelflygkompisar. LZ Design bildades 2010 och idag, våren 2022, flyger mer än 300 segelflygplan med en FES motor. FES är ett turbo system, men lätta segelflygplan kan självstartas, t ex Silent och Mini-LAK.

Læs fabriks-portrættet af LZ Design og hele historien om FES-konceptet her 

Motorkonceptet från LZ design är alltså väl utprovat. Det väger ca 10 kg inklusive motor, propeller och bladinfällning. Motorn har företaget konstruerat själv (egentligen Lukas far). De två, seriekopplade, Li-Po batterierna kommer från företaget Kokam, är på ca 40 Ah vardera och ger en effekt av ca 22kW eller nästan 30 hk. Båda batterierna innehåller 4,2 KWh energi och opererar mellan 90-116 V. De väger 15.7 kg stycket. Hela systemet väger alltså drygt 40 kg. Det är ungefär vad en ”Solo-turbo” med full bensintank väger. Propellern har en diameter av 1.02 m.

Eftersom Duon är en tung tvåsitsare, max flygvikt är 750 kg, är nuvarande batterikapacitet inte optimal. Nya batterier med energi på 8.9 kWh är på gång. Vikten ökar då till ca 20.5 kg per batteri. De ger en dramatisk ökning av effekten. De nya batterierna väger alltså 25% mer och ger en fördubbling av energin. De är också fysiskt större. LZ Design jobbar med dessa batterier, som även kommer att användas i DG-1001 e.

Motorn i sig kostar ca 3 500 € och de små nuvarande batterierna, två stycken 8 000 €. Och så ska det byggas in med kablar, instrument etc.

Duo FES prototypen flög redan i början av 2021 på Hahnweide i Tyskland. Därefter togs den till Logatec i Slovenien där LZ Design huserar. Vårt intryck är att Duo FES togs fram på initiativ av Luka Žnidaršič, han har flugit den regelbundet sedan den kom till Slovenien.

Duo FES fick rubriker när Luka med co-pilot i januari 2022 flög 1 300 km i våg längs adriatiska kusten med flygplanet. Start i slovenska Postnoja och brytpunkter i Kroatien och Bosnien. Sedan vann Luka FCC i slovakiska Prievidza i början av maj. Att Duo-Discus har fina prestanda visste vi och nu vet vi också att FES pappan Luka är en duktig segelflygare.

Propellern i infällt läge ger så klart ett större motstånd än en ”ren” nos. Det finns flera mätningar och LZ säger själv att man får en reduktion i prestanda som motsvarar en glidtalsförsämring av 1.3 enheter. Är det mycket? Som jämförelse ger en öppen ventilationslucka i huven en försämring av ca 0.5 glidtalsenheter. I Duo FES har man tagit bort noshjulet. Och frågan är vilket som ger mest motstånd? FES-propellern eller noshjulet? I min värld är prestandaförsämringen helt försumbar. Mer om det längre fram.

FES-systemet är alltså ett riktigt smart system. Men så har Luka Žnidaršič också vunnit, förutom flera industripriser, OSTIV Prize 2017, en av segelflygets högsta utmärkelser för tekniska och vetenskapliga innovationer, för FES systemet.

Naturligtvis har Duo FES stått högt upp på NGs ”test bucket list” i mer än ett år. I mitten av maj fick vi tillfälle att resa till Slovenien och både besöka FES-fabriken och flyga Duo FES. FES-fabriken och FES systemet beskrivs noggrannare i en separat artikel.

Steg upp klockan halv fyra på morgonen för att flyga till Venedig via München. Efter 1.5 tim försening i München och efter 200 km i en Fiat 500 anlände vi till FES-fabriken i Logatec vid halvtretiden. Vi trodde vi skulle flyga från Postojna nära Logatec. Men Duon stod parkerad och klar för flygning i Lesce-Bled, nordväst om Ljubljana. Så ytterligare en timme i Lukas BMW 530 (något bättre än Fiaten…).

Vi förberedde Duon för flygning. Batterierna, som förvaras i speciella lådor monterades och kopplades till. De är placerade i det som är motorrummet i turboversionen. Men luckan är avsevärt mindre än motorluckorna i turboversionen. Det är en del saker att tänka på och kontrollera när batterierna ska kopplas in. Luka hade uppenbarligen respekt för systemet när han kopplade till alla kablar och checkade dem.

Överlag kan man konstatera att FES systemet är enkelt att använda (precis som alla elektriska drivlinor) men det ligger mycket ”tänk” bakom speciellt batterisystemet och kraven på säkerhet (och då speciellt brandrisken – thermal runaway). I ”vanliga” turbosystem är det ju tvärtom. Här är systemet enkelt men det är ganska komplicerat att använda. En smart detalj är att man kan inte starta FES motorn med öppen huv.

 

Luka rekommenderar att man alltid provkör motorn på marken för att säkerställa att allt fungerar. En fördel jämfört med ”vanliga” turbo, där det ju inte är möjligt.

På flygfältet skolade man intensivt med en ASK 21 och även några DG-101 G var i luften. Starterna skedde, förmodligen av ren lathet, i medvind på asfaltbanan. Vädret var inte det bästa och Bostjan drog oss ”aggressivt” för att hitta lite termik. Och minsann inne i en gryta bland fjällen steg det lite, där det inte borde stiga (se video). Vi kom fram till att det var en rotor. Vi kopplade på 800 m och kurvade upp oss till 1800 m QFE (fältet ligger på 500 m MSL).

Duo FES flyger som vilken Duo-Discus XL som helst, d v s väldigt fint. Och det har vi skrivit om många gånger. Jag kunde konstatera att Slovenien är ett vackert land även från ovan.

FES är enkelt att använda

Så till FES systemet. Det är alltså väldigt enkelt att använda. Man börjar med att slå till FES Master Switch, som är en stor röd brytare. Detta kan man givetvis göra tidigare, t ex om man riskerar utelandning. Då är systemet klart att starta upp direkt. Man kan också redan i förväg slagit till brytaren på FCU (Flight Control Unit), den kan alltid vara tillslagen.

Därefter vrider man ”gasreglaget” till höger och motorn startar och varvar upp direkt, propellern fälls ut av centrifugalkraften (fast det är väl brist på centripetalkraft). Max varvtal är ca 4800 rpm (då blir varvtalsindikatorn på FCU gul). Max effektuttag är ca 20 kW. Men, som vi beskrev i vår test av DG-1001 e, flyger man annorlunda med FES än med en Solo-turbo. Med FES använder man motorn för att ”förlänga” sina glid. Läs mer om det i DG-1001 e artikeln. Eftersom systemet är samma som i DG-1001 e är också prestanda desamma.

Med ca 3 700 rpm och ett effektuttag runt 7 kW kan man hålla höjden. Vid full gas, 4800 rpm, stiger Duon som vilken turbo som helst, d v s inget upphetsande! När vi testade DG-1001 e var det lugn luft och vi flög i planflykt till batteriet var tomt. Alltså med ett effektuttag av 7 kW. Gångtiden var då 29 minuter och ca 50 km distans. Och det finns ingen anledning att tro något annat än att Duo FES har samma kapacitet. Med de nya batterierna blir kapaciteten avsevärt högre.

Ljudnivån är behaglig, hörselskydd behövs ej. Men man får höja rösten om man vill prata med kollegan. Motorn värms upp under drift. Vi kom upp i knappt 50 grader. Det innebär att man faktiskt har lite kabinvärme i främre sitsen!

När man ska slå av motorn vrider man gasreglaget fullt till vänster och motorn stannar direkt. Därefter vrider motorn automatiskt propellern till rätt läge (aligning propeller), som man får information om på FCUn. Detta tog flera försök. I den DG-1001 e vi testade gick det fortare. Förmodligen är detta en fråga om intrimning av systemet. D-KXLF är ju en prototyp.

Jag startade motorn fyra gånger och så en gång på slutet för en photo session. Det var turbulent i luften, rotorer, hang och termik. Allt i en enda blandning som gjorde att det inte var enkelt att segelflyga. Det gjorde också att det var svårt att testa effektbehov vid planflykt, som när vi testade DG-1001 e. Men, som beskrevs ovan, det finns ingen anledning att det skiljer sig från DG-1001 e.

Det positiva?

FES systemet är, enligt min uppfattning, det enklaste och mest användarvänliga ”turbo-systemet” på marknaden. Dessutom det säkraste och det mest miljövänliga. Men så var det det här med prestandaförsämringen. Jag menar att det inte har någon betydelse. Som vanlig dödlig segelflygare flyger man mer avslappnat med FES om det börjar luta åt utelandning, som ju alltid är adrenalinhöjande.

Med en FES kan jag slå på masterswitchen i god tid och när det är dags att ”ge upp” startar jag motorn och puttrar iväg. Ingen höjdförlust. Jag kan alltså flyga betydligt mer avslappnat. Hur räknar man ut prestandatillskottet av det?

Naturligtvis måste man räkna med felfunktion här med. Men FES har avsevärt mindre rörliga delar än ett Solo-system, så sannolikheten för någon felfunktion är väldigt låg.

Med en Solo-turbo ser startförfarandet i princip ut så här (worst case, det finns ju bättre varianter, som t ex Schleichers Es system); motor ut, propellerbroms av (om sådan finns), tändning till, dekomprimera, släpp dekomprimeringen när propellern snurrar, när motorn tänder ta ner farten. Man förlorar, om man är vältränad, i bästa fall 50-70 m på hela ”övningen”. Puh!

När man ska ta in propellern så är det lika enkelt med FES som vid motorstart. Vrid ”av” gasreglaget. Punkt slut. Man kan alltså lägga all koncentration på att svänga in och centrera i en termikblåsa. Med en Solo turbo ska man slå av tändningen, propellerbroms till när propellern stannat (om sådan finns), milla propellern i rätt läge och fälla in den. Och samtidigt ska man kanske försöka kurva in i en termikblåsa.

Intet negativt? Jo, selvklart

Nu har jag skrivit mycket om hur fantastiskt FES är. Finns det inget negativt att säga? Jo självklart. Men det har mer med eldrift att göra. Att hantera batterier och höga strömstyrkor är ju i sig själv potentiellt farligt. Något som vi inte är vana – än – att hantera i segelflyget. Batterierna måste hanteras mer varsamt än ”Biltemas blyackar”, som vi normalt använder för avioniken. Det är alltså viktigt att noga läsa och förstå driftsanvisningar och manualer samt att förstå vad som kan gå fel.

Men som jag skrev har ingenjörerna tvingats att designa systemen med hög säkerhet och ta hänsyn och påvisa många fler faktorer än vid en Solo motor. För piloten är det mycket enklare att använda en elektrisk drivlina än en ”otto-motor” medan ingenjören har fått ”tänka till” betydligt mer och lägga mer krut på systemdesignen. Och så ska det ju vara! Men lik förbannat kan det ju gå fel, och kommer att gå fel. På samma sätt som vi såg en hel rad nya sätt att haverera när vi började flyga SSG/SLG på 80-talet, kommer vi säkert att ”uppfinna” en rad olika ”elektriska haverier”.

Det finns nu två kompetenta tvåsitsare med FES, DG-1001 e neo och Duo FES. Och nyligen har det även presenterats en PW-6 med FES, en ren skolkärra. Fler lär komma. Enligt den jämförelse vi gjorde förra året mellan Duo och DG-1000 är DG ett mer mångsidigt flygplan. Men, då Duon används nästan uteslutande till sträckflygning, är potentialen i detta segmentet för Duo FES större än för DG-1001 e.

Vi har funderat varför Duo FES ännu inte finns med som en variant av Duo-Discus på Schempp-Hirths hemsida, den flög ju för ett och ett halvt år sedan. Det troligaste svaret är att man väntar på att de nya större batterierna ska bli certifierade och installeras. När detta väl är gjort är jag säker på att Duo FES kommer att vara en storsäljare. Men tyvärr tar det säkert minst ett år till.

Eldrift, och framförallt FES i klubbdrift, är en del av framtiden!