Frage von Nerfensaege001, 120

Verbrennungsmotor gegen Elektromotor ersetzen?

Hallo Leute,

ich hab mich gefragt wie das aussieht wenn ich mein Auto 120PS (89kW) Auto mit einem 90kW Motor ausrüste ob ich dann die gleiche Leistung im Auto hab oder nicht.

und wie würde das bei Flugzeugen aussehen bei etwa Eurofighter mit ca 74´000PS sprich 54´426 kW? Einfach ein E-Motor mit gleicher leistung und das Ding fliegt auch gleich?

gleich vorne weg. Ich weis das ein Elektromotor Strom braucht der meistens von einem Verbrennungsgenerator oder einer Baterie kommen muss und daher ich bei einem Generator gleich nen Motor benutzen könnte und die Baterie mir die Leistung begrenzt.

Hoffe war verständlich...

Danke schonmal

Antwort
von dergee, 86

Grundsätzlich ist Leistung gleich Leistung. Setzt du für einen 90kW Verbrennungsmotor einen 90kW E-Motor ein, hast du die gleiche Leistung. Allerdings musst du die Charakteristik der Triebwerke berücksichtigen. Die Leistungskurve, also die Leistung, die bei einer bestimmten Drehzahl abgegeben wird, ist beim Verbrenner in der Regel eine Art "Wanderdüne". Also von unten raus langsam ansteigend, kurz vor Ende des Drehzahlbereichs maximal und dann steil abfallend. Fährst du deinen 90 kW Benziner bei 2000 Umdrehungen hast du möglicherweise nur 40 kW anliegen. Beim E-Motor ist die Leistung nicht so stark Drehzahlabhängig, beim Optimal angesteuerten E-Motor erreicht man annähernd eine konstante Leistungskurve. Also wirst du untenraus wesentlich mehr Druck verspüren.

Das Beispiel mit dem Flugzeug ist schwer. Was genau soll ein E-Motor antreiben? Einen propeller? Ein Turbinentriebwerk erzeugt Vorschub, indem ein schneller Luftstrom erzeugt wird und das geschieht, indem in einer Brennkammer in einem Luftvolumen Brennstoff verbrannt und dadurch eine Volumenänderung erreicht wird. Die Turbine im Triebwerk hat lediglich die Aufgabe, einen Kompressor anzutreiben, der ein Luftvolumen mit ausreichendem Druck zur Verfügung stellt. Das kann man durch einen E-Motor nicht ersetzen. Die Leistung eines Turbinenluftstrahltriebwerks ist die Schubleistung. Die bemisst sich letzten Endes am ausgestoßenen Luftvolumen über die Zeit entlang des zurückgelegten Weges.

Wenn du mir verrätst, wie du elektrisch die Luft beschleunigen möchtest, sag ich dir, ob die gleiche Nennleistung auch zu gleichem Schub führt.

Kommentar von Nerfensaege001 ,

Okai danke schonmal dafür.

Beim Triebwerk hatte ich jetzt an ein Mahlstromtriewerk gedacht so wie du es auch schon beschrieben hast das der Verbrennungsteil den "großen" Rotor vorne antreibt. und dieser Verbrennungsteil  gegen einen E-Motor ersetzen das der E-Motor halt den Rotor / Propellor antreibt.

Kommentar von Nerfensaege001 ,

sorry meinte Mantelstromtriebwerk^^

Kommentar von dergee ,

Du meinst ein Mantelstromtriebwerk? Wen du den Mantelstrom oder Nebenstrom elektrisch erzeugst, hast du praktisch einen elektrischen Propellerantrieb. Da der E-Motor nicht den Turbinenstrom erzeugt (beim ZTL etwa 20 bis 30 Prozent des Gesamtstroms beim Eurofighter ist der Nebenstrom kleiner als der Turbinenstrom) fehlt dir das in der Schubbilanz. Also wird die Variante mit Turbine mehr Schub erzeugen, als der Elektroantrieb. Ich denke, mit einer entsprechend ausgelegten Impellerkonstruktion lässt sich aus einem E-Motor mit der gleichen elektrischen Leistung wie der Schubleistung eines Turbotriebwerks vielleicht ein ähnlicher Strom erzeugen. Ich würde allerdings davon ausgehen, dass der dazu nötige E-Motor Tonnen über Tonnen wiegt. Ganz zu schweigen von den Batterien... Aber es ist ja ein Gedankenspiel.

Was das größte Problem ist, ein beschleunigter Luftstrahl ist ein sehr gut handhabbares Vortriebskonzept (google mal nach RAM-Jet oder SCRAM-Jet, die ganz ohne Turbine auskommen, praktisch eine Luftatmende Rakete)

Ein elektrisch betriebener Propeller hat fundamentale aerodynamische Probleme. Irgendwann kann man die Drehzahl aus Gründen der Haltbarkeit nicht weiter erhöhen, was aber notwendig wäre, um den entgegenströmenden Luftstrahl weiter zu beschleunigen. Das Problem hat auch der Verdichter im Konventionellen Turbofan, der kann den Druck der Luft ab einer gewissen Geschwindigkeit nicht mehr weiter über den Staudruck vor dem Triebwerk erhöhen. Deshalb gibts keine Überschall-Turboprops. Beantwortet das deine Frage in etwa? Ist eine schrierige Frage.

Kommentar von Nerfensaege001 ,

Ja ist beantwortet es mir gut danke.

Das RAM-Jet und SCRAM-Jet sind ja wieder Verbrenner Motoren^^ wollte doch auf Elektro umsteigen.

Trotzdem danke

Kommentar von dergee ,

Damit wollte ich dir zeigen, dass man einen Luftstrom durch Verbrennung ohne bewegliche Teile erzeugen kann. Da ist ein Pendant durch E-Motor schwer vorstellbar...

Man könnte folgendes überlegen:

Ein Ionisator wird am Triebwerkseingang verwendet, um den Luftstrom zu ionisieren, welcher dann durch eine Spule gejagt wird. Ich weiß nicht, was für einen Wirkungsgrad man mit 50 MW erreicht, aber theoretisch könnte man so ein elektrisches Luftstrahltriebwerk realisieren...

Antwort
von MrRayman, 62

Beide Motoren haben ungefähr die gleiche Leistung von 90 kW. Das Fahrverhalten ist jedoch anders: Bei einen Elektromotor liegt ein hohes Drehmoment schon bei niedrigen Drehzahlen an. So wird der Elektromotor schneller bei niedrigen Geschwindigkeiten beschleunigen.

Beim Flugzeug ist der Antrieb ein ganz anderer. Der Eurofighter wird mit einem Strahltriebwerk angetrieben. Ganz theoretisch den antriebenen Luftstrom auch durch einen Elektromotor erzeugen. Jedoch funktioniert dieses Triebwerk dann komplett anders als das Strahltriebwerk. Ich denke aber, dass es technisch nicht möglich (und nicht sinnvoll) ist, so ein Flugzeug zu bauen. Natürlich würde sich auch das Flugverhalten ändern.

Unsere "Ersatz-Elektro-Turbine" hätte eine andere Leistungskurve und verhält sich somit einfach anders. Zum Beispiel wird dieses Triebwerk ein anderes Anlaufverhalten aufweisen.


Antwort
von sniperelite, 46

Ein 74.000 Ps Elektromotor ist ca. 3x so groß wie ein Eurofighter was deine Frage gelaube ich beantwortet.

Antwort
von sniperelite, 40

Und zum Auto:
Klar das kann man machen und es ist sogar "besser" von der leistung her.
Beim elektromotor hast du konstante 90kw, bei einem ottomotor hast du die 90kw nur in bestimmten Drehzahlbereichen des Motors.

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