Fliegende Windmuehle als Schiffsantrieb

Am 24.05.2010 14:54, schrieb Ralf . K u s m i e r z:

Du willst also - in Kurzform - ein "Segelflugzeug" mit einer Windenergieanlage bestücken, das von einem Schiff aus starten lassen und dann den im Fahrtwind des Segelflugzeugs gewonnenen Strom per Kabel an E-Motoren auf dem Schiff zurückgeben. Habe ich das so weit richtig verstanden?

Die den Widerstand wieder deutlich erhöhen, damit Fahrt aus dem Flugzeug nehmen, das dann wiederum irgendwie krampfhaft die Höhe halten müsste. Wie? Und was nützt Dir ein gut prognostizierbarer Wind, wenn der die fliegende Einheit so weit vom Kurs versetzt, dass die verfügbare Kabellänge nicht mehr reicht, um den Kurs beider Einheiten wie gewünscht zu halten? Und gegen den Wind fliegt sich's eigentlich nur mit Antrieb noch ganz gut. Die Energie dafür muss auch irgendwo her kommen. Wenn sie aus der WEA kommen soll, fehlt diese Energie zur Weitergabe an das Schiff.

Aber kann das Flugzeug in jeder Situation auch so folgen? Mir als angehendem Privatpiloten kommen da arge Bedenken, aber ich lasse mich auch gerne eines Besseren belehren. Ein Segelflieger ist verdammt eingeschränkt, wenn es um die Wahl von Höhe, Kurs und Geschwindigkeit gleichzeitig geht. Und wenn Du ihn gegen den Wind stellst, wird er über Grund eben deutlich langsamer und verliert gegenüber dem Schiff.

Irgendwie erschließt sich mir die Energiebilanz des Gesamtsystems nicht. Noch klingt das alles zu sehr nach Perpetuum mobile. Erkläre das bitte genauer.

Schönen Gruß

Olaf

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Olaf Musch
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:°) >>> :°(((((

Eurocontrol? War da nicht was? Das Aschemonster läßt grüßen. Ich sach ja, erst mal müßte man einige Divisionen Formularscheißer rausjagen, bevor man wieder Neuerungen bringen kann.

In den Staaten malste Dir 'n großes X drauf und los gehts.

Carsten

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Carsten Thumulla

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begin quoting, Uwe Klein schrieb:

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Genau deswegen hatte ich gefragt: Kapieren Piloten das, oder müssen die sich erst wegmendeln?

Gruß aus Bremen Ralf

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Ralf . K u s m i e r z

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Olaf Musch schrieb:

Es muß (bzw. kann) nicht vom Schiff aus starten. Dann Ding wird ziemlich riesig und muß sowieso auf dem Wasser niedergehen können (also wenigstens hochseetaugliche Schwimmer haben - Alternative: Es geht nach der Wasserung unter und hängt 100 m tief an Bojen, dann wird es nicht vom Wellengang zerkloppt). Dann wird es also von der Wasseroberfläche aus gestartet (z. B. vom Schiff aus per Seilwinde). Der Rest stimmt: WEA auf geschlepptem Segelflugzeug, Strom per Kabel an Schiff.

Kalr, aber das funktioniert trotzdem.

Nee, das hängt an der Leine und hat exakt die Geschwindigkeit des Schiffs.

S. o.

Wie gesagt: Angebunden - die Widerstandskraft wird vom Zugseil aufgebracht. (Das Schiff zieht das Flugzeug gegen den scheinbaren Wind, nicht umgekehrt - funktioniert am besten bei Gegenwind.)

S. o.

Du hast es nicht verstanden. Mal Dir die Kraftdiagramme auf und berücksichtige, daß P einfach F * v ist, mit v jeweils relativ zum jeweiligen Medium (Luft bzw. Wasser). Googel mal nach Gegenwindfahrzeug. (Es ist ziemlich egal, ob Räder ein Fahrzeug antrieben und die Kraft auf die Fahrbahn übertragen oder Propeller auf das Wasser, der Wirkungsgrad ist in beiden Fällen relativ hoch > 90 %.)

Es folgt nicht, es wird vom Schiff gezogen.

Überleg es Dir einfach selbst, dann glaubst Du es am effektivsten.

Er wäre in diesem Fall auf exakt null Freiheitsgrade eingeschränkt und spielt einfach nur Drachen an der Leine.

Merke ich.

Ganz einfach: P = F * v * eta.

Und die Gleichung einmal für die Luft und einmal für das Wasser und berücksichtigen, daß sich die beiden Geschwindigkeiten um die Windgeschwindigkeit unterscheiden. Das ist kein Perpetuum mobile - man sieht es am einfachsten, indem das Schiff zunächst ruht, dann hat man einfach eine fliegende WEA, die Strom liefert. Und daran ändert sich fast nichst, wenn das Schiff nur langsam fährt. Es bleibt dann nur die Frage, wie schnell es maximal bei gegebener Windgeschwindigkeit fahren kann - gegen den Wind (also vom FLugzeig weg): erstaunlicherweise sehr schnell, viel schneller als die Windgeschwindigkeit.

Gruß aus Bremen Ralf

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Ralf . K u s m i e r z

Am 24.05.2010 16:47, schrieb Ralf . K u s m i e r z:

Selbst das Segel, das es jetzt schon gibt braucht extra Aufmerksamkeit.

Gerade die vielbefahrenen Routen werden "interessant".

habbichnichverstanden

Wenn man extra Einrichtungen braucht ist der Effekt im (Ei)Meer.

"Das Zugseil nimmt dabei /nur/ die Reaktionskraft der Windenergiewandler sowie die "Antriebskraft" zum Fliegen auf, es zieht das Schiff /nicht/ (auch nicht, wenn es mit Rückenwind fährt)"

Im Bauch gekürzt: Die Kräfte nehmen sich nicht viel, weil die Geschwindigkeiten und die Leistungen gleich sind.

wußtichnich

jau

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Dann ist der Vorteil im Pott. Segelzille

jenau

Sag mal, hast Du im Antiquariat ein Sonderpaket Bücher "Wie werden wir im Jahre 2000 leben?" aus den 60ern geschossen?

Dann ist der Vorteil wieder im Eimer.

[]

Ohje, das mach mal einem Eigner klar -- sonnenbaden bei Flaute.

Carsten

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Carsten Thumulla

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begin quoting, Carsten Thumulla schrieb:

Es muß nicht sein Gewicht tragen (genauso wenig wie ein Seil in die Tiefsee), es wird durch dynamischen Auftrieb getragen (macht man halt noch zwischendurch ein paar Tragflächen dran, nicht nur den Flieger am Ende): Der Widerstand einer Tragfläche ist um den Faktor 10 (für Scheunentor) bis 50+ (Hochleistungsprofil) kleiner als die Auftriebskraft. Das Seil wird ganz erheblich entlastet.

Vögel und Flugzeuge können mit minimalem Energieaufwand fliegen. Wußtest Du das nicht?

Also lauter bürokratische Hindernisse.

... noch mehr ...

Gruß aus Bremen Ralf

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Ralf . K u s m i e r z

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Carsten Thumulla schrieb:

Merkich

Nein, die Geschwindigkeiten sind eben nicht gleich, sondern unterscheiden sich um die wahre Windgeschwindigkeit - genau das ist der Trick, sonst funktioniert es nicht. Kein Wind, kein Perpetuum mobile.

Nein, wieso? Es gibt ein paar tausend Kilometer Atlantik im Autobahntempo kostenlos (bzw. ohne Tankrechnung).

Der kriegt dann gleich einen cholerischen?

Das sind keine Rekrutenschinderschiffe: Da muß man dann nicht gleich das große Deckputzen veranstalten.

Gruß aus Bremen Ralf

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Ralf . K u s m i e r z

Wenn das Schiff ruht, der Wind Dein Ding anblaest und es aus dieser Windgeschwindigkeit Strom erzeugen will, dann braucht es irgendjemanden, der die Kraft, die auf das Ding und dessen Turbinen einwirkt mit einer Gegenkraft kompensiert. Auf der Erdoberflaeche ist das vergleichsweise einfach, aber im Wasser? Du wirst das Schiff auch im Ruhezustand antreiben muessen, damit es seine Position haelt - und ohne das jetzt grossartig durchgerechnet zu haben, riecht das in der Tat schon ziemlich streng nach einem perpetuum mobile.

Servus, Stefan

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Stefan Froehlich

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hehe, die Kandidaten für den DarwinAward sind schon lange rausgemendelt und der Rest ist lernfähig. Aber wie der Stau im Elbtunnel: Man muß es wissen.

uwe

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Uwe Klein

..türlich zieht es am Schiff. Wenn man gegenan dampft sogar erheblich mehr als die Antriebskraft die man für die Geschwindigkeit brauchen würde ist.

Man beachte das Ding mit dem Widerlager!

Die Energiewandlung ist aber nur bedingt sinnvoll. Ein freischwebendes Segel (vulgo Drachen) in 3..400m Höhe ist einfach um ein vielfaches simpler "KISS".

uwe

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Uwe Klein

Am 24.05.2010 17:09, schrieb Ralf . K u s m i e r z:

Nönö, ein Bergungsschiff soll es auch gleich sein?

Phuhhh

Das ist der Punkt. WEA bremst Segler. Sinken vergrößert sich. Also gleich einen Tragschrauber!

Deine Energie- und Kräftebilanz ist Panne.

Tragschrauber wäre zu überlegen. Bei Flächenflugzeug brauchst Du auch noch Verstellpropeller, sonst ist der Widerstand im Start zu hoch.

Energieerhaltung? Zwei Kräfte bei gleicher Geschwindigkeit nehmen sich nicht viel.

Du profitierst "nur" von der quadratischen Leistungszunahme mit der Windgeschwindigkeit. Leider sieht das auf der Schiffsseite ebenso aus, nur langsamer, wegen Wasser.

Drachen?

Du wirst mit 30 - 50t Zugkraft bei 3MW rechnen müssen. Was ist das für ein Schiff, das 10 - 20000PS braucht?

Tragschrauber

viel Spaß

Carsten

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Carsten Thumulla

Das oben war ein Ziatat aus dem OP. Ich habe entgegengehalten, daß die Kräfte vergleichbar sind und er nichts gutmacht.

Carsten

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Carsten Thumulla
*Ralf . K u s m i e r z* wrote on Mon, 10-05-24 15:06:

man perpetuum mobile

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Axel Berger

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begin quoting, Uwe Klein schrieb:

Naja: Wie "weiß" man es? Auf hoher See dürfte es dafür kaum Vorschriften geben (oder?), also wäre es Sache der Piloten, die Augen offen zu halten und nicht in sowas reinzurasseln.

Mal angenommen, es bliebe nicht bei den Pilotversuchen mit fliegenden Segeln, sondern es fahren irgendwann tausende von High-tech-Schiffen mit angebauten Großfliegern durch die Meere, dann bestünde wohl irgendwie Regelungsbedarf. Im Extremfall bleibt es auch nicht bei max. FL50, sondern die Dinger kommen wirklich in den Jetstream "ganz oben" (was zwar technisch schwierig sein mag, aber energetisch evtl. sinnvoll wäre), dann betrifft es auch Verkehrsmaschinen.

Gruß aus Bremen Ralf

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Ralf . K u s m i e r z

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Uwe Klein schrieb:

"Am Schiff ziehen" |= das Schiff ziehen.

Stimmt.

Es läßt sich simpel nachrechnen, daß das Seil zu schwer würde.

Gruß aus Bremen Ralf

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Ralf . K u s m i e r z

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Stefan Froehlich schrieb:

"Sufficiet enim calamos in manus sumere sedereque ad abacos, et sibi mutuo (accito si placet amico) dicere: calculemus."

Ein Schiff benötigt für die Fahrt durch das Wasser größere Antriebskräfte, als wenn es lediglich Pfahlzug ausübt. Vom Grundsatz her ist aber beliebig großer Pfahlzug mit beliebig geringen Antriebsleistungen möglich.

Gruß aus Bremen Ralf

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Ralf . K u s m i e r z

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Carsten Thumulla schrieb:

Vorrechnen!

- kanpp 100 MW bei "nur" 25 kn. Mach es mal doppelt so schnell. (Ich würde es dann aber als Gleitboot konstruieren.) Die USS Enterprise fährt mit gut 200 MW 36 kn (kein Gleiter).

Danke.

Gruß aus Bremen Ralf

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Ralf . K u s m i e r z

"Ernst-Peter Nawothnig" schrieb im Newsbeitrag news:htdo67$175$02$ snipped-for-privacy@news.t-online.com...

Hi, das ist das eine Argument. Bloß zählen eben nicht nur die "Lagerkosten an Bord", sondern auch die "Transportnebenkosten", wie etwa Kollisionen, Untergänge, Piraten...und wenn ein größeres Schiff bei hoher Automatisierung weniger "Aufwand" bei Antrieb und Navigation treiben muß, wirds da auch billiger. Wobei Segel erstmal nicht gerade nach Personaleinsparung klingt :-) jedenfalls wäre es etwa durch ein "Tempolimit" auf den relevanten Routen leicht, den Vorteil schnellerer Schiffe aufzulösen. Denn diese sind ja auch überproportional beteiligt an Unfällen und machen mehr Aufwand bei Lotsenstationen und Radarüberwachung. Wäre doch simpel, eine "Knotensteuer" einzuführen. Wobei man diese auf Mineralbrennstoffe begrenzen könnte...ein Segelschiff fährt dann umsonst, ein Teilsegel eben anteilsmäßig steuerermäßigt...die EU "besitzt" eine solche Ausdehnung, daß man unschwer etliche Routen ganz und viele naheliegende wohl zumindestens per Verhandlung "besteuern" könnte.

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gUnther nanonüm

"Ralf . K u s m i e r z" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@mid.uni-berlin.de...

Hi, nur bis zu einer gewissen Größe ginge das. Irgendwann landest Du so bei Flügelspannweiten von Kilometern, und einem "Kurvenradius" bei Windwechsel oder Kurswechsel, der den halben Atlantik umfaßt...

Gelesenh hab ichs. Denk einfach, Du wolltest mit Deinem tollen Segelrotor den bestehenden Schiffsverkehr ersetzen. Und stell Dir vor, es käme zu einem Kollisionsunfall...den könnte Deine tolle Windschlepptechnik vielleicht Stunden im Voraus erkennen, aber vermutlich nicht verhindern. Denn die Schleppzüge wären ja gewaltig ausgedehnte Einheiten...kilometerbreite Flügel, kilometerlange Schleppkabel, dick genug, um den gewaltigen Windwiderstand für kilometergroße Propeller zu überbrücken, bei Sturm bis

300km/h, da ist der übers Kabel geleitete Strom vermutlich kaum groß genug, reicht gerademal für lokale Manövertechnik, Winschen, Klimaanlagen, Kältetechnik, Beleuchtung...eine Windmühle sozusagen wie ein Flugzeug sich selbst per Generator-Motor zu bewegen klingt nach Perpetuum Mobilee, nicht?
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gUnther nanonüm

Wo kommt denn das her, 200km sollten heutzutage kein Problem sein.

Sehr gute Idee, so hört sich das schon fast plausibel an.

Ich "glaube" bzw. verstehe die Energiebilanz, halt es aber trotzdem für schwierig in solchen Maßstäben.

Warum soll denn ein Zugsegel nicht funktionieren? Mich würde ja interessieren, woher die Überzeugung kommt, dass es keine leichten Seile dafür gibt?

Und so ein Megaapparat der da gefesselt herumfliegt erzeugt dynamisch ja auch gewaltige Lasten an dem "Kabel".

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Stefan Lörchner

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