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www.HoverCrafting.de Berechnung - Schubgebläse und Gesamtleistung
Ein paar schnelle Auslegungstipps für die wichtigsten Abmaße und Komponenten

Im vorherigen Abschnitt haben wir die effektive Leistung des Hubgebläses berechnet. Wir haben gesehen, dass diese u. a. von der Größe des Luftkissens (Fläche, Umfang) und insbesondere von der Masse des gesamten Hovercrafts - welche ja auf unserem Luftkissen lastet - abhängt.
Allerdings beinhaltet die Gesamtmasse des Hovercraft, neben der des Rohbaus, natürlich auch die von Motor(en) und Energiespeicher (z.B. Akku). Speziell bei elektrisch angetriebenen Hovercrafts, hat das resultierende leistungsabhängige Gewicht einen erheblich Einfluss.

Da wir hier eine Grobauslegung vornehmen wollen, können wir zunächst auf Erfahrungswerte zurückgreifen, um einen Startwert für die Gesamtmasse zu ermitteln.

Erfahrungswerte für Gesamtmassen von Hovercrafts:

Gesamtmasse über Luftkissenfläche

Wenn wir nun schon in etwa wissen, wie groß unser Hovercraft werden soll und welche Grundform der Rumpf hat, also Fläche und Umfang feststehen, können wir nun grob die entsprechende Gesamtmasse im obigen Diagramm ablesen und alles in die Gleichung für die effektive Hubgebläse-Leistung stecken.

So, ein großer Teil wäre schon mal geschafft! Sehr schön, unser Hovercraft schwebt. Nun soll es aber auch noch fahren oder schwimmen oder..."hovern"? Wie dem auch sei, es soll zumindest nicht auf der Stelle stehen bleiben.

Also brauchen wir noch ein Schubgebläse (bzw. Propellervortrieb). Das Hovercraft anzutreiben, erfordert natürlich auch eine gewisse Leistung. In guter Näherung können wir annehmen - da unser Hovercraft ja schwebt und somit (theoretisch) keinen Kontakt zum Boden hat - dass wir keine Reibung an der Unterseite haben (das merkt man spätestens bei Austarieren).
Bei konstanter Fortbewegung steht uns also nur die Luftreibung im Weg, daraus ergibt sich eine Luftwiderstandskraft, die mit zunehmender Geschwindigkeit (quadratisch) zunimmt.

Luftwiderstandskraft

Wir betrachten nur den Fall, dass wir Höchstgeschwindigkeit fahren, da dies wohl die größte Leistung erfordert. Diese Leistung ist dann gleich der erforderlichen effektiven Schubgebläse-Leistung:

Herleitung der effektiven Leistung des Schubgebläses
effektive Leistung des Schubgebläses

Nun haben wir die entsprechenden effektiven Leistungen, mit Hilfe derer wir unsere Motoren auswählen können. Bei Elektromotoren ist das meist hohe Gewicht des Akkus besonders zu berücksichtigen.
Die resultierende Gesamtleistung die dann vom Akku aufgebracht werden muss, ergibt sich aus der Summe von Hub- und Schubleistung der Gebläse unter der Berücksichtigung der inneren Verluste der Motoren (mechanische und Kupferverluste) durch deren Motorwirkungsgrad ηm, sowie der Strömungsverluste an der Luftschraube (bzw. Propeller) mit ηs ungefähr 0,70 im Nennbetrieb.

Gesamtleistung


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