Могут ли экранопланы (GEV) быть эффективнее традиционных авиалайнеров?

Экранопланы или экранопланы (GEV) летят достаточно низко к земле, чтобы их крылья оставались в зоне действия эффекта земли. Это увеличивает подъемную силу и эффективность.

Но GEV летают в нижних слоях атмосферы (буквально на уровне земли), что значительно увеличивает сопротивление по сравнению с полетами в стратосфере.

Возможно ли, что GEV, спроектированный с использованием современных композитных материалов и двигателей с высокой степенью двухконтурности, может быть более эффективным в пересчете на грузовую милю (или пассажиро-милю), чем традиционный авиалайнер? Или GEV по своей природе менее эффективны из-за высоты, на которой они летают?

Этот вопрос относится к эффективности использования топлива на расстоянии. Осуществимость, безопасность, навигация, время и стоимость планера не являются частью уравнения.

Это исследование НАСА предполагает, что GEV может быть более эффективным, но в нем мало деталей: nari.arc.nasa.gov/sites/default/files/attachments/…
... но это причина, по которой я задаю вопрос, потому что, по крайней мере, моя мудрость заключается в том, что GEV по своей природе неэффективны, за исключением очень коротких прыжков, таких как пересечение Каспийского моря.
Я всегда думал, что чрезвычайно низкое удлинение сводит на нет большую часть преимущества эффекта земли с точки зрения эффективности.
@ДжонК, нет. Большая часть граунд-эффекта сама по себе проявляется в снижении индуктивного сопротивления, что и является причиной большого размаха крыльев на «обычных» самолетах. GEV просто не нужен большой размах крыла: они достигают низкого индуктивного сопротивления другими способами. Кроме того, эффекты земли обычно масштабируются с хордой крыла , поэтому GEV выигрывает от более широкой хорды.
Вам необходимо указать продолжительность поездки, так как для набора высоты требуется время. GEV был бы более эффективен для поездок, когда нет времени набрать высоту.
@RobinBennett, пока это яблоки к яблокам, меня устраивает любое расстояние. Итак, короткие перелеты через Каспий и через Атлантику. Я просто хотел бы видеть точные цифры.
Волшебным числом для операций авиакомпаний является транспортная производительность , добавляющая скорость как фактор. Эта более высокая скорость лучше всего достигается в разреженном воздухе. При таком же сопротивлении трения, как и у экраноплана, авиалайнер движется примерно в три раза быстрее, поэтому требуется гораздо меньший размер парка для тех же транспортных характеристик. Только еще один .

Ответы (2)

Как показывают некоторые из приведенных выше комментариев (которые действительно касаются денег), на этот вопрос сложно ответить, потому что это случай «лошадей для курсов», и это даже если мы сосредоточимся исключительно на прямой эффективности использования топлива. Но, учитывая программы, которые были предприняты (или все еще продолжаются), а также различные исследования, кажется, что экранопланы лучше всего работают в двух очень разных ролях. Либо в виде маленьких прыгающих по лужам ближних дистанций , либо в виде очень больших трансокеанских монстров . Для более позднего см. также то , что вполне может произойти.

Я предполагаю, что на каком-то уровне такие совершенно разные роли являются проблемой для разработки экранопланов. Но, да, в принципе наверняка появились бы некие, совсем другие ниши, для которых экраноплан крайне конкурентоспособен по расходу топлива. Сказав, что вторая ниша, возможно, также конкурирует с обычными наземными морскими перевозками, что, конечно, усложняет ситуацию, но предлагает интересные возможности. Такие самолеты, как Boeing Pelican (который так и не прошел концептуальную стадию), были разработаны не для стандартных авиагрузовых поддонов, а для контейнеров ISO. Теперь эта возможность меняет правила игры, если экономия топлива на кг/км такая же или лучше, чем у обычного грузового самолета, что, как я подозреваю, вполне выполнимо. По крайней мере, в принципе.

Ответ не отвечает на основной вопрос: «Являются ли GEV по своей природе менее эффективными из-за высоты, на которой они летают?» Если какая-либо из предоставленных вами ссылок относится к этому, лучше включить сюда основные части ответа. - Из обзора

Топливная эффективность данного типа может значительно различаться на разных расстояниях. Условия, необходимые для оптимальной эффективности, также сильно различаются между типами. Самолет лучше всего подходит для высоких скоростей и больших высот, поэтому ускорение/набор высоты и торможение/снижение являются важными факторами при коротких поездках. Поршневой двигатель более эффективен на малых высотах, но его пропеллеры обеспечивают меньшую скорость полета, что делает длительные путешествия непривлекательными.

GEV с реактивным двигателем определенно менее эффективен, чем высотный реактивный самолет, но GEV с поршневым двигателем находится в своей стихии и может также использовать эффект земли для увеличения подъемной силы и улучшения аэродинамической эффективности. Теоретические аргументы так или иначе — это одно, а мнения расходятся, но может ли он оказаться более эффективным для таких маршрутов, чем обычный самолет, нужно ждать практической демонстрации.

Но экраноплан страдает любопытным ограничением, заключающимся в том, что его максимальная скорость над водой, как оказалось, зависит от его хорды крыла или продольного измерения. Эффект интерференции волн означает, что чем длиннее хорда, тем быстрее она может двигаться. При превышении его максимальной скорости без помех его эффективность входит в число критериев производительности, которые резко падают. Таким образом, очень большой, но относительно ближний экраноплан потенциально наиболее эффективен. Это была ниша, на которую был нацелен каспийский монстр .

Конечно, найти беспрепятственный маршрут на любое расстояние по суше практически невозможно.