SRY MODELLEZŐ KÖNYVTÁR

 

Eredeti megjelent:

Repülés

1974. 4. szám. 16-17. old.

Benedek - Simó

A világ első elektromos repülőgépe

Militky felszállásra kész MB-E1 elektromos maghajtású repülőgépe.

 Lilienthal-Wright-Militky?

  1973. okt. 21-én Ausztriábna, Linz mellett, Wels repülőteréről emelkedett fel a világ első elektromotorral hajtott repülőgépe, mely 30 évi fáradhatatlan modellkísérlet eredményeként született.

  A repülés történetének e nagyjelentőségű eseményére 70 évvel a Wright-testvérek kísérletei után került sor. Akik 1903-ban Kitty-Hawk-ban elsőként végeztek eredményes felszállást motoros gépükkel és ezzel a repülés fantasztikus ütemű fejlődését indították el.

Az elektromotor hajtású repülőgép háromnézeti rajza (Benedek)

Az MB-E1

 

  A típusjelzés a Militky – Brdiĉka – „elektromos” -  szavak kezdőbetűiből és az 1-es sorszámból áll. Az elektromos hajtású repülőkísérletekhez a Linz-Haid-i Brdiĉka-gyárban kis sorozatban előállított HB-3 jelzésű segédmotoros vitorlázógép sárkányát használták, melyet eredetileg 36 LE-s benzinmotor hajtott. Fesztáva 12 m, hossza 7 m, szárnyfelülete 14,2 m2, szárnykarcsúsága 10,1, repülősúly 380 kp, legjobb siklószáma 20, minimális merülősebessége 1,1 m/mp.

  Az adatokból megállapítható, hogy nem különleges kialakítású, speciális konstrukciót használtak a nevezetes kísérlethez, hanem közepes teljesítményű gépet, melynél az eredeti tolólégcsavart is változtatás nélkül meghagyták.

  A robbanómotor helyére 33 kp súlyú, 10 kW névleges teljesítményű –eredetileg targoncához használt – elektromotort építettek be, melyet a kísérlet során 16 LE-re túlfeszítve működtettek. Ismeretes, hogy az elektromotor rövid ideig erősen túlterhelhető, ennek csak a megengedhető melegedés szab határt. Az energiaforrásként alkalmazott 4 db VARTA nikkelkadmium akkumulátor 9 perces üzemhez volt elegendő. A telepek és a motor együttes súlyával  (160 kp) a gép repülősúlya 440 kp-ra nőtt, így a gép súly-teljesítmény viszonya az eredeti 10,5 kp/LE helyett 440/16=27,5 kp/LE lett.

  Igen érdekes, hogy Wright-ék egykori repülőgépe ehhez nagyon hasonló 25,5 kp/LE-vel repült (305 kp repülősúly, 110 kp motorsúly, 12 LE teljesítmény). Míg azonban ez utóbbi leghosszabb repülése 3 méter magasságban nem egészen 1 percig tartott, addig Militkyék gépe már az első próba során 300 m magasságot ért el és több, mint 9 percig volt levegőben, ezt később 12 percre és 380 m-re növelték  anélkül, hogy a telepet teljesen kimerítették volna. Érdekes a hajtóművek hasonló fajlagos teljesítménye is, a 70 év előtti robbanómotornál 1 LE-re 9 kp jutott, az MB-E1 hajtószerkezeténél pedig 10 kp. Ez utóbbi lényegesen nagyobb repülőteljesítménye a légerőtan időközben történt fejlődésének köszönhető.

A HI-FLY elektromotoros távirányítású repülőmodell. Két hajtó elektromotorjával

- 2 kp repülősúlyával – 2-3 m/mp-et emelkedett

 

Militky, az elektromos repülés megalkotója: modellező!

 

  Fred Militky, aki ma az NSZK legnagyobb modellező cikkeket gyártó vállalatának, a GRAUPNER cégnek kutatási részlegét vezeti, 1942-ben végezte első kísérleteit repülőmodellek elektromos meghajtására, ezek azonban sikertelenek maradtak. Bár a modellezés több kategóriájában végzett úttörő munkát (gumimotoros, zárttéri, csapkodszárnyú stb.), végig kitartott eredeti célja mellett: elektromotorral emelkedőképes modellt alkotni. Ez azonban annakidején a villanymotor és telepek nagy önsúlya következtében műszaki képtelenségnek tűnt. Rengeteg sikertelenség után 1959 márciusában jelentkezett az első eredmény, 241-ik modellje villanymotorral és telepekkel együtt kb. 1 m/mp-es emelkedést ért el, e gépnél átszámolva még kb. 50 kp esett 1 LE-re. Az alkalmazott dr. Faulhaber-féle MICROMAX elektromotor kis műszaki remekmű volt, fantasztikus teljesítményére jellemző, hogy míg a szokásos elektromos gépek vezetőhuzaljainak áramterhelése max. 5 Amp/mm2, addig ez a MICROMAX-nál 60 Amp/mm2 volt. E modellt a GRAUPNER-cég a zajtalan motoros repülésre jellemző SILENTUS néven építődobozként hozta forgalomba.

  Hazai modellezőink bizonyára sokan emlékeznek az 1959 májusában Debrecenben rendezett I. Nemzetközi Zárttéri Modellversenyre, ezen Militky villanymotoros hajtású repülőmodelljét az NSZK csapatának tagja, a verseny győztese, K. H. RIEKE mutatta be és így a magyar szakemberek az elsők között voltak, akik emelkedőképes elektromos modellt láthattak.

  A további kísérletek során a SILENTUS-típust távirányítással látta el. Igen érdekes volt 1964-ben készített zárttéri villanymotoros, távirányításos modelleje, melynek repülősúlya mindössze 62 p volt, ezzel egy sóbányában 11 perces irányított repülést ért el.

  MILITKY kísérletei során rájött, hogy az elérhető teljesítmények a modellek méreteinek növelésével javíthatók és ezekhez nagyobb villanymotorokat alkalmazott. Az utólagos magyarázat egyszerű, a fesztáv és a Reynolds-szám növekedése a gépek aerodinamikai viszonyait javítja, a villanymotorok méreteivel együtt pedig az elérhető fajlagos teljesítmény is növelhető.

  Elektromos modellkísérleteinek csúcspontját az 1971-72-es években kidolgozott HI-FLY modellje jelentette, ez két hajtó elektromotorjával és motort-, oldalkormányt-, és magassági kormányt működtető távirányítással együtt 2 kp repülősúlyával is 2-3 m/mp-es emelkedésre továbbá 500 m magasság és félóra repülési idő elérésére volt képes, -ennél átszámítva már csak 20 kp esett 1 LE-re.

  E modellel nyert adatok értékelése alapján MILITKY megbizonyosodott, hogy egy könnyű és viszonylag jóteljesítményű vitorlázó elektromos hajtással még könnyebben lenne levegőbe emelhető, mint a modell. A modellkísérletek során szerzett tapasztalatai alapján már különösebb nehézség nélkül megtalálta a célnak megfelelő telepeket és elektromotort, melyeket a VARTA és BOSCH cégek nagyjelentőségű terv ismertetése után kölcsönképpen bocsátották a tervező rendelkezésére, azután már csak az alkalmas repülőgépet kellett megkeresni.

  MILITKY a kérdést a gyakorlati oldalról igyekezett megközelíteni, ugyanis egyszerű, sorozatban olcsón előállított gépet keresett, bár tudta, hogy nagyteljesítményű sárkánnyal ténylegesen többet tudna elérni. A választás valószínűleg a súlypontban elhelyezett motor és minimális átalakítási igény miatt végül is a HB-3 típusra esett.

  1972. decemberében számításokkal és kész tervekkel kereste fel H. BRDICKA repülőgép-gyárost, aki első hallásra kivihetetlennek tartotta repülőgépe elektromos meghajtását, de MILITKY részletes és meggyőző műszaki ismertetéssel végül is rá tudta venni, hogy egyik gépéből a benzinmotort kiszereljék és helyére a Bosch villanymotort és Varta telepeket építsék be. 1973 nyarán fékpadon végzett mérések azt mutatták, hogy a gép nehézség nélkül önerejéből levegőbe tud emelkedni.

A gép próbarepülése után leszálláshoz készül

 

Mit hozhat a jövő?

 

  A vitorlázógépbe épített elektromos hajtás kipróbálásának kísérleti repüléssei eredményesen zajlottak le. A teljesítményt az elektromotorhoz jobban illesztett légcsavarral tovább lehet javítani, de a lehetőségeket ma még korlátozza a telepek kis kapacitása, a bennük tárolható energiához képest viszonylag nagy súlyuk. A technika ma is ismer e kísérletnél alkalmazottnál lényegesen nagyobb kapacitású –pl. ezüst-cink akkumulátort, ezüstklorid-sósvíz telepet, mely nem utántölthető, vagy éppen az űrkutatásban használt tüzelőanyag-cellát, ezeket azonban a tervező éppen magas áruk miatt mellőzte.

  Az első elektromos repülőkísérlet következményei ma még nem áttekinthetők, de már most is olyan előnyök jelentkeznek, melyek elindíthatják a további fejlődést, az elektromotorban sokkal kevesebb a mozgó alkatrész, üzembiztosabb, csökken a rázás, egyszerűen indítható, az indításhoz nem kell külön segédberendezés,  a szabályozási kérdések könnyen megoldhatók , a hajtómű nahyon halkan működik, nem is beszélve a kipufogó gázok elmaradásáról, mellyel ma már világméretekben mérgezzük környezetünket. Zajt csak a légcsavar forgása és a gép  mellett áramló levegő kelti olyan  mértékben, mintha gyakorló vitorlázógépben hallgatnánk a suhogást.

Az MB-E1 elektromotorja, az áttétel és telepei ( A felvételt Fred Militky készítette)

Az áramforrás, energiatárolás

 

  Az elektromos hajtású gépkocsi gazdaságos megvalósítása már korábban felvetette a szériában gyártandó nagy kapacitású akkumulátorok kialakítását. A világ nagy elektromos konszernjei jelenleg is foglalkoznak ezek kifejlesztésével, vagyis olyan tárolók megvalósításával amelyeknél a súlyegységre nagyobb leadható energia jut. Speciális célokra már készítettek igen nagy kapacitású áramtárolókat, de ezek nagyon drágák. Az MB-E1-ben alkalmazott telep fajlagos energiatároló képessége kb. 28 Wó/kp. Ennél valamivel jobb a közönséges ólomakkumulátor 33 Wó/kp-jával ez azonban nem bírja a gyors kisülést.

  Várható, hogy a következő években újszerű tárolókkal 120-135 Wó/kp fajlagos teljesítményt is elérnek. Ilyen telepek alkalmazása esetén az MB-E1 ötszörös energiamennyiséggel rendelkezhet és a repülési idő tartós motoros üzemben az eddigi ötszörösére növekedik, miközben a lassabb kisülés következtében az energia-felhasználás kedvezőbb lesz, ezzel nő a teljes repülési idő is, mely így túlhaladja az 1 órát is. Természetesen az tovább növelhető, ha a pilóta termikeléssel gyűjti magasságát és az elektromos energiával takarékoskodik.

  Remélhető, hogy a közeljövőben az elektromos repülés gyakorlati jelleggel is megvalósítható, feltéve, hogy tömeggyártású és nagyteljesítményű akkumulátorok megfelelő áron beszerezhetők lesznek. A valószínűleg várható módszer szerint az elektromos repülőgép önerejéből startol, utána egy ideig emelkedik, majd ezt vitorlázás követi és a motort ismét csak akkor kapcsolják be, mikor újabb felszálló áramlást keresnek, végül a repülés végén motorral térnek vissza a repülőtérre. A telep feltöltése hálózatról oldható meg és ennek költsége jelentéktelen.

  A legújabb adatok szerint egyes fejlesztő laboratóriumokban készítettek 220 Wó/kp és még ennél is nagyobb tárolóképességű telepeket. Ha majd ez a gyakorlatba is átvehető, akkor egyszerűbben lehet majd elektromos hajtású gépekkel repülni, mint a robbanómotorral vagy sugárhajtással, a két aktatáska nagyságú telep „tankolásához” pedig elég lesz egy cigarettás kávészünet is.

   Mikor jutunk el idáig? Ezt nem a kisrepülőgépek tervezőmérnökei jósolhatják meg, hanem a nagy elektromos vállaltok fejlesztő kutatói, mert az elektromos repülőgéphajtás elterjedése ma már csak az akkumulátor-technika fejlődésétől és gazdaságos gyártásától függ, az elektromos repülőgéphajtás technikai megvalósíthatóságát MILITKY a gyakorlatban bebizonyította. Ez volt az első eset, midőn a repülést a gyakorlatban függetleníteni lehetett a robbanómotoroktól.

  A repülés története során voltak ugyan kísérletek más hajtóművek alkalmazására is, ezek azonban, mint – pl. a szilárd hajtóanyagú rakétamotort, a gyakorlati felhasználásra nem bizonyultak alkalmasnak, a  repüléshez elegendő teljesítményt szolgáltató gőzgépek pedig a robbanómotorhoz hasonló hőerőgépnek tekinthetők, mivel ezeket is benzin elégetése működtette. Az akkumulátorok ellenben a hálózatról tölthetők és az áramelőállító erőműtelepek széntüzeléssel, esetleg vízi energiával is működtethetők, így a technika történetében Militkynek sikerült először gyakorlati téren a repülőgépek hajtását a folyékony szénhidrogénektől független energiaforrással megoldani.

 

BENEDEK - SIMÓ

 

♣ Archiválta SRY 2007 augusztus 28. ♣ CANON LiDE system ♣ Microsoft Word ♣ SRY MODELL 2007