Можно ли использовать реактивные двигатели для гражданских самолетов вертикального взлета и посадки?

Почему почти все существующие сегодня гражданские СВВП используют для взлета и посадки пропеллеры (или несущие винты), а не реактивные двигатели (как у Harrier)? Есть ли для этого техническая причина?

V22 Osprey — хороший пример винтового летательного аппарата вертикального взлета и посадки. Я думаю, вы также можете включить вертолеты ;-)
на ум приходит V-22 Osprey @kepler22b, это и Convair XFY-1 Pogo
Нет, я на самом деле имею в виду СВВП с особым акцентом на гражданские самолеты, а не на военные. Спасибо.
Вам действительно следует отредактировать вопрос, чтобы было ясно, что вы имеете в виду гражданский самолет. (Но ответ будет заключаться в том, что их нет из-за стоимости, надежности и, возможно, высокого уровня подготовки пилотов.)
Вы можете назвать чисто гражданский СВВП с любым типом двигателя?
@ M.Amin, вы должны отредактировать свой вопрос, чтобы уточнить, что вы спрашиваете о гражданских самолетах. Кроме того, почему вы говорите о T/O и посадке? Вы просите только СВВП (как вертолеты) или самолеты STOVL/VSTOL?
@Jamiec AgustaWestland AW609 - это поворотный винт (то есть самолет VSTOL), разработанный для гражданских целей.
Чтобы быть более конкретным, возьмем, к примеру, новый XTI Trifan 600 Aircraft, возможно ли иметь такую ​​же конструкцию, но на основе реактивных двигателей?
@MarcoSanfilippo - так что у нас есть размер выборки 1 (с роторами), и мы спрашиваем, почему нет струй? Ответ: Ни один еще не был спроектирован/разработан.
Не гражданский, но Do-31 был единственным транспортным самолетом вертикального взлета и посадки, построенным до сих пор. youtube.com/watch?v=x3YueCf1JeI
Почему этот вопрос был признан "неясным", он совершенно ясен, и на него был дан точный ответ... Я что-то упускаю?

Ответы (5)

Может?

Конечно могут .

Имеет ли это смысл?

Нет.

Для вертикального взлета и посадки нужна тяга, по крайней мере, равная его весу. Это намного больше, чем нужно самолету с неподвижным крылом (HTOL). Авиалайнеры имеют аэродинамическое качество около 18–20. То есть в чистой конфигурации; в посадочной конфигурации это может быть около половины (~10), и нам потребуется вдвое больше тяги на случай отказа двигателя, то есть около ¼ веса. Таким образом, для вертикального взлета и посадки потребуется в 4 раза больше тяги, чем для вертикального взлета.

Скорее всего, больше, потому что корабль все равно должен быть способен к разумно управляемой посадке в случае отказа двигателя. И в то время как винтокрыл может делать это на авторотации, а пилот Harrier или F-35B может просто катапультироваться, гражданский СВВП с реактивным двигателем будет иметь для этого только оставшиеся двигатели.

Сейчас к счастью тяга и мощность связаны только косвенно. Чтобы создать тягу, необходимо приложить силу к воздуху. Эта сила ускоряет воздух, придавая ему импульс и кинетическую энергию. Тяга - это (изменение) импульса за время, а импульс - это скорость массы во времени, в то время как мощность - это (изменение) энергии за время, а энергия равна ½ массы, умноженной на скорость в квадрате .

Таким образом, мы можем создать большую тягу с небольшой мощностью, немного ускоряя большое количество воздуха . Что означает большой пропеллер: ротор. Вот как вертолеты получают достаточную подъемную силу с достаточно небольшим двигателем.

К сожалению, роторы не очень практичны для быстрого полета. Один также будет довольно трудно наклонить. Вот почему V-22 Osprey и Augusta-Westland AW603 используют компромисс, который находится где-то посередине; достаточно большой, чтобы по-прежнему иметь хорошую эффективность при зависании, и достаточно маленький, чтобы его можно было наклонять.

Что определенно не было бы эффективным для парения, так это реактивный самолет. Форсунки маленькие и не могут воздействовать на столько воздуха; то, что они могут ускорить это много. Это необходимо для быстрого полета, но ужасно неэффективно при медленном полете.

Военным самолетам все равно. Они хотят, чтобы такой мощный двигатель летал очень быстро, и их не волнует эффективность, так как решающее преимущество в бою стоит больших денег. Но для гражданского транспорта небольшое преимущество, заключающееся в возможности приземлиться ближе к месту назначения, не перевесит недостаток в несколько раз более высокую стоимость эксплуатации. Летать на дальние расстояния с HTOL до близлежащего аэропорта и, если пункт назначения недоступен на машине, аренда вертолета только для заключительной части поездки оказывается намного дешевле.

Большое спасибо Ян за подробный ответ. На самом деле это была та перспектива, которую я искал. Порекомендуете ли вы какие-либо чтения или книги по этой теме?

На странице Википедии, посвященной СВВП, есть целый раздел, посвященный истории «реактивных» СВВП . Он включает в себя несколько изображений Harrier "Jump Jet", который, вероятно, является наиболее широко узнаваемым самолетом вертикального взлета и посадки с неподвижным крылом и имеет реактивный двигатель. Я думаю, что единственная причина, по которой «почти все» самолеты вертикального взлета и посадки используют пропеллеры, заключается в том, что почти все самолеты вертикального взлета и посадки являются вертолетами. Самолеты вертикального взлета и посадки оказались довольно сложными (читай: дорогими) в изготовлении, и не так много конструкций (с винтами или реактивными двигателями) были запущены в производство.

Реактивный двигатель нецелесообразен для гражданского вертикального взлета и посадки, потому что реактивная струя быстро разрушает даже железобетонную посадочную площадку, не говоря уже об асфальтированной дороге или травянистом поле. Военные объекты могут позволить себе специальные площадки, но такие затраты на инфраструктуру будут пугающими для самолета, преимущество которого в том, что он должен приземляться «где угодно».

Кроме того, взлет и посадка будут неприемлемо громкими : например, 125 дБ на расстоянии 100 футов для Harrier.

Реактивные двигатели уже использовались для самолетов вертикального взлета и посадки, см. Harrier или Joint Strike Fighter .

Да, но есть ли в гражданской космонавтике самолеты, использующие реактивные двигатели для операций вертикального взлета и посадки? Спасибо.

Существует по крайней мере один гражданский самолет с реактивным двигателем: Zapata Flyboard Air. В нем используются крошечные (размером с модель самолета) турбореактивные двигатели, обеспечивающие тягу для полета в режиме зависания. Он имеет хороший запас прочности, может летать с одним выключенным двигателем и безопасно приземляться с двумя выключенными.

Это совершенно непрактично; это игрушка.

Единственным другим гражданским самолетом, отдаленно относящимся к этой категории на сегодняшний день, являются различные итерации (за последние пятьдесят пять или шестьдесят лет ) Moller Aircar (у него были разные названия). Это воздушное воздушное судно с вентиляторной тягой, которое началось в начале 1960-х годов и выглядело как крошечная летающая тарелка, а закончилось, так и не поступив в производство, примерно в 2000 году как управляемый компьютером вертикальный взлет и посадку с возможностью перехода и предполагаемой максимальной скоростью 200 миль в час (хотя Насколько мне известно, прототип так и не вышел за пределы привязанного зависания).

Сертификация такой машины с поршневыми (или, для последних двух версий, роторными) двигателями была бы кошмаром; эти двигатели при необходимом уровне мощности и веса нельзя сделать очень надежными, а это означает, что FAA не позволит им перевозить людей, не относящихся к экспериментальной категории.

Была предпринята недолгая попытка превратить «Летающий мусорный бак» Уильямса в гражданский корабль; это никогда не выходило за рамки перекраски военного прототипа в цвет, отличный от оливково-серого - та же проблема, надежность, а также расход топлива двигателя, в несколько раз превышающий размер, необходимый для полета с подъемными поверхностями.

Пара устройств типа «реактивный ранец» была построена как одноразовые машины, но опять же, они не имеют практического применения, и они слишком дороги и опасны, чтобы делать хорошие игрушки.