Почему дроны не используют канальные вентиляторы?

Причина, по которой не многие дроны используют канальные вентиляторы, заключается в эффективности. Канальные вентиляторы отлично подходят для быстрого полета вперед, но не для статического подъема.

Объяснение: Да, «канал» уменьшает потери на концах лопастей, однако добавляет значительные потери на входной кромке и выходе, где соседний воздух втягивается в поток. Для канальных вентиляторов, установленных на самолетах, эти потери уменьшаются при высоких скоростях поступательного движения и увеличиваются при низких скоростях поступательного движения. Для дронов бывает ситуация с перпендикулярным впускным потоком, когда дрон движется боком, а вентилятор направлен вверх, потери на передней впускной кромке еще больше.

Наиболее эффективная конструкция лопасти для статического подъема состоит в том, чтобы лопасть была как можно длиннее (как у вертолета) и перемещалась как можно медленнее. Наименее эффективно иметь короткие лопасти, движущиеся с высокой скоростью.

Легче представить, что происходит, если увеличить вязкость и представить, что жидкость — это вода, а не воздух. Очень большие лопасти будут двигать воду только на небольшом расстоянии, но на большой площади. однако потребуются очень крошечные лопасти, чтобы перемещать огромное количество воды через небольшую площадь для создания такой же тяги. перемещение такого большого количества воды увеличивает сопротивление, поскольку лопасти должны всасывать воду на входе, а выходящая вода будет очень быстро замедляться окружающей водой на выходе.

Они используются - были в течение почти 2 десятилетий. Проверьте Avid Aerospaces T-hawk.

AVID в рамках субподряда с Honeywell помог в разработке T-Hawk, микроавтомобиля с канальным вентилятором (MAV) в рамках ускоренного проекта DARPA. T-Hawk — это беспилотный микролетательный аппарат, обеспечивающий ситуационную осведомленность в режиме реального времени в критических ситуациях с общим налетом более 30 000 часов. (По ссылке)

Канальный вентилятор имеет узкий диапазон скоростей, где его эффективность выше, чем у открытого гребного винта или турбины, см. изображение, как элементы конструкции DF, как расстояние от кончика лопасти до воздуховода и другие, это обсуждалось в Aviation Stack Exchange, могут изменить результаты, это лучше проверить экспериментально, в зависимости от желаемого использования машины.

Минусы

При использовании воздуховодов вес увеличится, а преимущество от получения плавного потока воздуха к лопастям. При использовании только пропеллеров будет больше маневренности при резком изменении направления.

Плюсы

Использование канальных вентиляторов, ненарушенный поток воздуха во время ветра или порывов ветра

Эффективность канального вентилятора может быть увеличена за счет формы воздуховода. Если воздушный поток сжат, то есть внешняя секция воздушного потока тоньше внутренней секции, жидкость сжимается (большее сжатие означает большую скорость воздушного потока), и именно это вызывает большую часть доверия к обычным пропеллерам, даже если они не воздуховодные, если вы обратите внимание, что в самолетах с маленькими винтами, как правило, с двумя двигателями, есть небольшой иллюминатор и еще один поменьше в задней части двигателей, через которые выходит поток сжатого воздуха, более или менее похожая конструкция имеет место в реактивных двигателях, я имею в виду более крупные авиалайнеры, а не ракеты. Я рассматривал возможность создания беспилотника с канальным вентилятором, но ни один из коммерчески доступных канальных вентиляторов, похоже, не соответствует этой конструкции.