Будет ли воздушный винт, вытягивающий воздух из цилиндра с отверстиями, идеальным подъемным устройством для вертикального взлета и посадки?

Мне интересно, можно ли создать достаточную подъемную силу для самолета вертикального взлета и посадки с помощью пропеллера, вытягивающего воздух из цилиндра, который закрыт с одного конца и имеет отверстия в верхней половине цилиндра.

Пожалуйста, обратитесь к концептуальному чертежу ниже.

Я полагаю, что когда винт включен и воздух поступает через отверстия и выходит из цилиндра, внутри цилиндра будет низкое статическое давление, и цилиндр будет поднят давлением окружающего воздуха снаружи цилиндра, давит на цилиндр. нижняя половина цилиндра. Подъем должен происходить, потому что нижняя половина цилиндра имеет большую площадь поверхности по сравнению с площадью поверхности верхней половины цилиндра, в которой есть отверстия.

Итак, будет ли пропеллер, вытягивающий воздух из цилиндра с отверстиями, идеальным подъемным устройством для вертикального взлета и посадки?

введите описание изображения здесь

Ответы (4)

Это кажется очень неэффективным. Есть несколько способов увидеть это.

С точки зрения импульса, вы проделываете большую работу, чтобы ускорить движение воздуха вниз. Но как только он попадает в трубу, его нужно снова ускорять вверх, потому что он ударяется о дно. Здесь вы теряете много пользы.

Другая точка зрения состоит в том, чтобы посмотреть, где давление на границе отличается от атмосферного.

  • Высокое давление сзади. Способствует только тяге, а не подъемной силе.
  • Низкое давление только над отверстиями. Очень маленькая общая площадь, на которую действует давление, создает небольшую подъемную силу. Если попытаться увеличить площадь отверстий, вентилятор уже не сможет поддерживать такое же низкое давление внутри.

Мне кажется, что было бы намного лучше просто повернуть вентилятор, чтобы он дул вниз и убрать трубу.

Уже изобретено итальянским священником в 17 веке. Его версия была проще, без двигателей и пропеллеров...

https://en.wikipedia.org/wiki/Франческо_Лана_де_Терзи

@ xxavier, спасибо за размещение этой ссылки. Я не знал ни об этом изобретателе, ни о конструкции его корабля. Я считаю, что мой дизайн должен создавать достаточную подъемную силу, чтобы поднимать небольшие самолеты вертикального взлета и посадки, такие как дроны, благодаря современным легким материалам и мощным двигателям.

Ваш дизайн не подойдет.

Если вы хотите воспроизвести концепцию итальянского священника, то вам не нужны отверстия на верхней поверхности, потому что его концепция была основана на наличии вакуума в сферах (воздушных шарах), прикрепленных к его кораблю. Поскольку у вас есть отверстия, вы не получите большого снижения статического давления, потому что воздух будет течь, пытаясь заполнить трубку. И, как указано с точки зрения импульса, он создает боковую тягу, а не направленную вниз.

Так что нет, вы получите лишь очень небольшую подъемную силу от очень небольшого снижения статического давления, но даже с современными материалами ваш вес будет на порядки выше.

@ Пингвин, на самом деле я не пытаюсь создать полный вакуум внутри цилиндра, только частичный. Я думаю, что если бы каждое отверстие было, скажем, 6 дюймов в диаметре, а отверстий было бы 3, общая площадь поверхности трех отверстий составила бы 84,9 кв. производят 424,5 фунта подъемной силы. Этот цилиндр предназначен только для создания вертикальной подъемной силы для самолета вертикального взлета и посадки. Самолету потребуется еще один пропеллер, чтобы двигаться вперед по воздуху.
@HRIATEXP. Я это понимаю, но все равно не работает. Более низкое статическое давление действует не только на площадь отверстий. Он действует на каждую поверхность, с которой соприкасается. Это твоя ошибка. По вашим рассуждениям, чем больше отверстия, тем больше подъемная сила. Но чем больше отверстия, тем меньше падение статического давления, потому что больше воздуха поступает из-за падения статического давления, поэтому вы не можете поддерживать низкое статическое давление. Если вам нужен подъем, вы получите больше без отверстий. Вы должны понимать, как возникает плавучесть. См. ответ Гоббса, пункт 2. Мы говорим то же самое.

Нет.

  1. Пропеллер может только немного уменьшить давление воздуха в цилиндре. Когда это значение будет достигнуто, воздух начнет течь вокруг лопастей пропеллера обратно в цилиндр.

  2. Отверстия по окружности сделают это «небольшое количество» еще меньше: они пропускают больше воздуха в цилиндр.

  3. Ради аргумента предположим, что ваша идея работает. Вы закрыли отверстия в верхней части и разработали односторонний пропеллер, который не позволяет воздуху поступать обратно в цилиндр. Вы включаете двигатель, и пропеллер вытягивает давление воздуха в цилиндре до полного вакуума. Ваш цилиндр теперь должен выдерживать усилие 1 кг/см 2 , т.е. ему нужны толстые стенки.

@ Хоббс, ты сделал хорошие выводы. Теперь мне интересно, был ли пропеллер заменен центробежным рабочим колесом, таким как тот, который используется в пылесосе, если бы это создавало достаточный вакуум внутри цилиндра, чтобы поднять его. Тем не менее, как вы указали, стенка цилиндра должна быть утолщена, и этот дополнительный вес, вероятно, сведет на нет создаваемую подъемную силу.