Можно ли использовать квадроциклы для коммерческих пассажирских рейсов? [дубликат]

В последнее время я провожу исследования по более эффективным средствам транспортировки с вертикальным подъемом. Одно из направлений, которое меня привлекло, заключалось в использовании системы квадрокоптера с векторной тягой и искусственной устойчивостью. Все это делается с помощью системы канальных вентиляторов и электродвигателей. Мне бы хотелось, чтобы вы ответили на вопрос «Похожа ли подобная система на безопасное и тихое средство для перевозки пассажиров?»

Название программы — UV-4 , и хотя она тестируется на моделировании полета в качестве беспилотного корабля для доставки грузов, интересно, имеет ли она смысл и в качестве пассажирского самолета.

1 2 3 4

  1. Будет ли этот тип самолета производить меньше шума, чем вертолет традиционной транспортной категории того же размера? Длина = 41 фут (лопасти винта имеют воздуховоды, а самолет имеет два электродвигателя)

  2. Может ли винтокрылый аппарат с воздуховодом создавать регенеративную энергию, используя магниты или другой метод для создания прямоугольных волн?

  3. Этот экспериментальный БПЛА; Вы могли бы представить себе пилотируемый пассажирский самолет?

Комментарии не для расширенного обсуждения; этот разговор был перемещен в чат .

Ответы (4)

Три наиболее важных фактора в пассажирских авиаперелетах — это безопасность, безопасность и безопасность. Вот на чем будет сосредоточено большинство вопросов и на что будет направлена ​​большая часть инженерных усилий. Пара вопросов:

  • Искусственная стабильность: что произойдет, если схема стабилизации выйдет из строя?
  • Что произойдет, если один из двигателей выйдет из строя, например, один из больших кормовых? Может ли корабль оставаться в вертикальном положении или он опрокинется? Если он останется в вертикальном положении, смогут ли оставшиеся двигатели обеспечить достаточную подъемную силу, чтобы аппарат продолжал летать?
  • Что произойдет, если батарея разрядится или выйдет из строя во время полета?

Это проблемы резервирования, которые необходимо решить. Любая система, которая вызывает небезопасную ситуацию при сбое, должна иметь избыточную компоновку. Так хотя бы пентикоптер вместо квадрокоптера: при отказе двигателя 4 винта могут безопасно посадить аппарат.

Преимуществом квадрокоптера является простота маневрирования с переменной скоростью вращения каждого пропеллера, вместо того, чтобы делать устройство с наклонной шайбой. Но легкие одновинтовые вертолеты существуют уже давно, а технология отработана — я не вижу, какую конкретную проблему может решить квадрокоптер, например, R44.

По вашим вопросам:

  • Q1 Шум: да, электродвигатели приятные и тихие, а кожухи защищают шумные наконечники в большинстве направлений.
  • Q2 Регенерировать энергию: он может делать это только во время авторитарного снижения, которое было бы пугающе быстрым из-за относительно небольшой общей площади диска несущего винта.
  • Q3 Не БПЛА: конечно, поворотные винты уже существуют

Из вики

Редактировать: двигательная установка, которую вы рисуете, не такая уж революционная. Если вы отправитесь в Ниагарский аэрокосмический музей, то сможете увидеть Х-22, построенный в 1967 году.

http://www.diseno-art.com/encyclopedia/strange_vehicles/bell_x-22.html

Из комментария:

• У меня вышел из строя один несущий винт (более крупный), и я смог безопасно посадить самолет, даже поддерживая зависание, но не набор высоты. Самолет не опрокидывается при моделировании, используется программное обеспечение Xplane 10 и 11 ultra releastic. — Роберт Гомес

Это утверждение звучит пусто. Это зависит от расположения центра тяжести: если он находится внутри треугольника, образованного оставшимися тремя роторами, он останется в вертикальном положении. Изобразите перекрестие X, соединяющее передний левый и правый задний, передний правый и левый задний.

  • Если ЦТ находится за средней точкой креста, любой из передних роторов может выйти из строя, и аппарат будет стабильно летать на оставшихся роторах, потому что ЦТ находится внутри треугольника, образованного работающими роторами. Но не тогда, когда один из кормовых винтов выходит из строя.
  • Если ЦТ находится впереди поперечного центра, любой из задних роторов может выйти из строя. Но не передний ротор.
  • Если ЦТ находится точно в центре поперечного сечения, ротор, диагонально противоположный неисправному ротору, не может создавать тягу, иначе корабль будет катиться. Таким образом, отказ одного ротора означает, что работать могут только два.
Обычные роторы имеют известные ограничения и, как известно, подвержены вибрации. Ротор меньшего размера снижает вибрацию самолета, а вектор тяги дает машине с вертикальной подъемной силой возможность присоединиться к классу сверхманевренных самолетов.
• искусственная устойчивость является дополнительной функцией, без которой самолет не летает. Он разработан, чтобы помочь пилоту в неблагоприятных условиях и дает пилоту почти идеальное зависание и стабильные условия полета.
• У меня вышел из строя один несущий винт (более крупный), и я смог безопасно посадить самолет, даже поддерживая зависание, но не набор высоты. Самолет не опрокидывается при моделировании, используется программное обеспечение Xplane 10 и 11 ultra releastic.
• Отказ батареи означает автоматическое вращение и коэффициент планирования.
Текущие стандарты летной годности @RobertGomez требуют, чтобы многодвигательный самолет мог подниматься на высоту с неисправным критическим двигателем. Кроме того, авторотация не является универсальной, как указал Койовис, она должна выполняться на значительных скоростях для конструкции с несколькими роторами, подобной этой. Кроме того, сверхманевренность, хотя и красивое модное слово, не то, чем обычно наслаждаются люди :)
@RobertGomez Я хотел бы знать, какое коэффициент скольжения вы предполагаете иметь у этого тела, даже в грубом приближении.
V22, произведение искусства, которое вы не хотели бы использовать для ежедневных поездок на работу, связанный SE: Aviation.stackexchange.com/questions/22491/…
@Caterpillaraoz Если у V22 есть проблемы с авторотацией в режиме вертолета, я действительно хотел бы увидеть коэффициент планирования четырехроторного винта с его гораздо меньшими роторами и инерцией.
@RobertGomez Обратите внимание, что мы не дискуссионный форум. Комментарии предназначены для запроса разъяснений к ответам и указания на проблемы, а не для ведения дискуссий.
Квадрокоптер @Koyovis в принципе не может автоматически вращаться с такими малоинерционными винтами, и то, что мы можем в конечном итоге увидеть при транспортировке, это 5-6-7 роторов, а не 4.
@RobertGomez Я не думаю, что вы понимаете, что такое авторотация. Авторотация преобразует высоту (потенциальную энергию) во вращение ротора, сохраняет ее в инерции ротора , а затем тратит эту энергию на смягчение посадки. Маленькие винты имеют очень маленькую инерцию, а квадрокоптеры по определению требуют как можно меньшей инерции (поскольку скорость вращения ротора является единственным механизмом управления полетом). Поэтому квадрокоптеры не могут авторотировать по определению.
Moller M400 Skycar - еще один пример воздуховода с четырехкратным наклоном, хотя и не такой удачный, как X-22. Использует 2 двигателя на гондолу, чтобы справиться с отказом одного двигателя.

Какие преимущества у квадрокоптеров перед обычными вертолетами?

  1. Сверхдешевое управление полетом достигается за счет электронного управления отдельными электродвигателями. (По сути, это означает отказ от механически сложной втулки несущего винта.)
  2. Самогасящийся крутящий момент благодаря пропеллерам, вращающимся в противоположных направлениях, что еще больше упрощает конструкцию.

Теперь рассмотрим недостатки:

  1. Вчетверо точек отказа - любой двигатель выходит из строя, весь корабль выходит из строя.
  2. Ужасное отношение мощности к весу из-за электрической силовой установки и накопления энергии. Вот почему квадрокоптеры имеют время полета около 5 минут.
  3. Дерьмовая эффективность из-за нескольких маленьких роторов вместо одного большого.

Подводя итог: квадрокоптеры меняют безопасность и экономичность эксплуатации на экономичность производства.

Итак, какие качества важны для коммерческих судов, особенно для пассажирских? Во-первых, это безопасность. Затем экономичность эксплуатации. Цена плавсредства не имеет большого значения - если его можно эксплуатировать достаточно дешево, первоначальные вложения рано или поздно окупятся.

Вывод: квадрокоптеры — худшее решение для коммерческой эксплуатации, особенно плохо приспособленное для перевозки людей. Единственный мыслимый коммерческий сценарий — это когда операция сопряжена с очень высоким риском для корабля. Реальная жизнь подтверждает это утверждение: до сих пор единственными успешными применениями квадрокоптеров являются доставка лекарств с высокой степенью риска, гонки дронов и игрушки — во всех этих случаях доминирует стоимость приобретения летательного аппарата.

Кстати, ваш проект не является чистым квадрокоптером в общепринятом понимании этого термина. Изменение вектора тяги добавляет сложности. Вы уже пожертвовали некоторыми затратами на производство, чтобы повысить эффективность работы. Следуйте этой тенденции, и в конечном итоге вы получите типичную компоновку вертолета с двигателем внутреннего сгорания. Или конвертоплан / конвертоплан, если вам нужна очень большая дальность полета.

FTR, плохое соотношение мощности к весу присуще не электрическим двигателям, а батареям. Если бы основным источником электроэнергии был генератор с турбинным приводом, это уже не было бы такой большой проблемой. Конечно, генератор и двигатели по-прежнему будут весомым грузом по сравнению с обычным измельчителем.
@leftaroundabout да, я сравнивал весь пакет с целым пакетом, включая баки / батареи.

Важным моментом является то, что этот тип самолетов не может планировать на авторотации, как это могут делать вертолеты в случае неисправности двигателя. Упадет, как камень...

Это был один из самых интересных предметов для исследования и изучения этого аэродинамического профиля. Оказывается, благодаря своим грузоподъемным свойствам самолет может летать без двигателя на довольно большое расстояние. Идея состоит в том, чтобы позволить воздуху устремляться в воздуховоды и учитывать эффект земли на высоте, это зависит от безопасного развертывания шасси. Тем не менее, в такой системе также может использоваться brs, потому что у нее нет большой опоры в центре...
@Robert Gomez Несущие винты малого диаметра не дают достаточной подъемной силы на авторотации, и скорость спуска будет очень высокой. Даже Osprey V-22, у которого несущие винты не особо малы, не может рассчитывать на авторотацию в случае ЧП... А что касается экранного эффекта, то его нет при авторотации при спуске, потому что кильватерный след идет вверх от диска . Правда, на последнем этапе авторотации пилот манипулирует коллективом, чтобы смягчить посадку, используя таким образом потенциальную энергию, накопленную в роторе, но, очевидно, это невозможно сделать «на высоте». ..
Ну конечно на высоте автоповорот не происходит. Подобно V-22, он зависит от дифферентовки и аэродинамического качества. Влияние земли может быть фактором вблизи уровня земли.
@ Роберт Гомес Авторотация может происходить на любой высоте. Для сомневающихся: автожиры всегда летают на авторотации и вообще не имеют проблем с высотой...
Это правда xxavier, спасибо, что указали на это. Я хочу сказать, что авторотация может произойти на любой высоте, однако я использовал этот термин в заявлении для обозначения спуска с выключенным двигателем в вертикальном подъемном самолете. Вертолеты с винтом большого диаметра хорошо справляются с этой задачей, поскольку они создают подъемную силу просто за счет вращения, вызванного свободным потоком воздуха. Этот самолет основан на комбинации свободного вращения винтов, однако больше от его подъемных поверхностей, таких как самолет с неподвижным крылом в выключенном состоянии. конфигурация.
Он не только не может планировать на авторотации, он даже не может тормозить на авторотации, как обычный вертолет. Недостаточно площади ротора, он упадет, как камень. Ничего страшного, если модель квадрокоптера потеряет мощность и сильно ударится о землю. Если он загружен людьми, это очень большое дело. Возможно, они могли бы связать все четыре ротора вместе с карданными валами, как у V22, но это увеличивает стоимость. Квадрокоптеры могут не так хорошо масштабироваться, когда безопасность людей перевешивает экономическую выгоду.

возможно, эта идея будет интересна вам для дальнейшего исследования. Они разработаны в моем регионе: Летающие такси: http://www.businessinsider.com/r-dubai-starts-tests-in-bid-to-become-first-city-with-flying-taxis-2017-9? ИК=Т

Можно ли использовать квадроциклы для коммерческих пассажирских рейсов? [дубликат]
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v