Какова (теоретически) наиболее эффективная форма самолета, если вам не нужно перевозить какой-либо груз?

Предполагая, что вам не нужно иметь какую-либо большую часть на нижней стороне, предназначенную для хранения / людей (как все самолеты), и вы не заботитесь о стабильности, что является наиболее энергоэффективной формой для самолета с точки зрения энергии? необходимо поддерживать высоту? Я бы предположил, что это летающее крыло.

Что он должен делать:

  • При необходимости используйте компьютерное управление для снижения требований к электропитанию.

Все остальные требования отходят на второй план; эффективность является доминирующей целью.

Ты имеешь в виду "только для поддержания высоты"? Движение вперед не нужно?
бесконечно длинное летающее крыло с соответствующим аэродинамическим профилем...
you don't care about stabilityтак что спуститься на землю было бы оптимальным?
Это зависит от скорости и высоты, где вы хотите, чтобы этот самолет летал.
Это также зависит от миссии самолета. Смысл в том, чтобы не спать как можно дольше или действительно куда-то добраться?
Наиболее энергоэффективной формой летательного аппарата, чтобы просто оставаться в воздухе, является любой летательный аппарат легче воздуха (например, воздушный шар, дирижабль и т. д.). Для того, чтобы оставаться в воздухе, вообще не требуется энергии. :) Тем не менее, это не обязательно будет самый энергоэффективный способ проехать значительное расстояние, особенно если вы хотите сделать это своевременно.
Вероятно, было бы хорошо, если бы мы могли задать этот вопрос немного более конкретно. Например, рассматриваем ли мы только самолеты тяжелее воздуха? Мы рассматриваем только самолеты? Определяем ли мы «эффективность» с точки зрения топлива, необходимого для перемещения между двумя местами, или с точки зрения энергии, необходимой для пребывания в воздухе в течение x времени? Если учитывать любой самолет, а нас заботит только то, чтобы оставаться в воздухе, ответ будет просто «любой самолет легче воздуха». Впрочем, планер на термике тоже работает. :)
Мне нравится идея этого вопроса, но он должен быть более конкретным, чтобы найти хорошие ответы. Прямо сейчас вы могли бы привести много веских аргументов в пользу множества различных классов самолетов, не говоря уже о самом конкретном корабле.
@PeterKämpf, откуда это редактирование? ОП это где-то указал?
@Federico: Нет, но я попытался придать этому вопросу смысл. В противном случае отказ был более чем заслуженным. Если вы не согласны, отмените редактирование. Я не буду возражать.
@PeterKämpf Я не уверен, что ваше требование «Перевезти одного человека на фиксированное расстояние» соответствует исходному вопросу («не нужна [...] часть [...], посвященная [...] людям»)
@ManuH: В исходном вопросе у самолета не было никакой цели. У меня возникло искушение ответить по ходу дела: ни один самолет не будет наиболее эффективным. Опять же, я попытался придать вопросу хоть какой-то смысл, но не стесняйтесь отменить редактирование.
@Federico: С этим редактированием мой ответ по-прежнему будет «без самолета». Теперь у него нет задачи, о которой можно было бы говорить, и самая эффективная вещь для выполнения никакой задачи — это ничего.
@PeterKämpf Я понимаю вашу точку зрения, но она противоречит намерениям ОП, и для этого есть конкретная причина «отклонения редактирования». Если ОП хочет изменить объем вопроса, он может это сделать, но с вашим редактированием вопрос явно противоречил сам себе.
Комментарии @boris показывают, что вы должны сузить свой вопрос, добавив некоторые требования к вашему самолету или выделив те, которые вы считаете важными (использовать как можно меньше энергии, чтобы оставаться в воздухе, отличается от использовать как можно меньше энергии, чтобы лететь из одной точки в другую). Другая)

Ответы (3)

Лучшей формой для самолета или планера будет АШ-30ми , планер открытого класса с размахом крыла 86,9 фута и соотношением сторон 41:1 (длина крыла к хорде крыла). Он имеет коэффициент планирования, превышающий 60: 1, и считается современным для планеров.

введите описание изображения здесь

Насколько можно было бы улучшить его аэродинамическое качество, если бы там не было пилота?
@boris: Чтобы узнать, как будет выглядеть планер без пилота, посмотрите на соревнования радиоуправляемых (радиоуправляемых) планеров и гоночных пилонов. В частности, классы F3K, F3J, F5B и F5F (обратите внимание, что правила соревнований на радиоуправляемых самолетах регулируются тем же органом, что и настоящие пилотируемые самолеты: FAI).
Обратите внимание, что в 60-х и 70-х годах некоторые из участвовавших в соревнованиях радиоуправляемых самолетов были летающими крыльями, но когда люди начали использовать углеродное волокно, хвостовое оперение стало настолько тонким, что летающие крылья больше не могут конкурировать с обычными самолетами с хвостовым оперением. Эта тенденция отражает то, что произошло с соревнованиями по пилотируемым планерам, где в 30-х и 40-х годах братьям Хортен и другим конструкторам удавалось выигрывать соревнования с планерами с летающими крыльями, но когда на сцене появилось стекловолокно, летающие крылья потеряли свое преимущество.
@Boris Вывод пилота = уменьшение веса не имеет большого значения для коэффициента планирования, но меняет минимальное снижение.

Для низкоскоростного самолета, вероятно, просто очень длинное крыло, как у исследовательского корабля NASA Helios .

Прототип Гелиоса, изображение НАСА

Частично преимущество связано с бесхвостовой конструкцией — хвост создает отрицательную подъемную силу, что способствует устойчивости самолета. Избавление от этого устраняет некоторое сопротивление, но может добавить проблемы с управлением!

Еще одно преимущество - полное отсутствие сопротивления фюзеляжа - как было сказано в вопросе, мы не хотим перевозить груз или людей.

И последнее, но не менее важное: большое удлинение крыльев дает большое преимущество в эффективности, что снижает потери на законцовках крыла .

Длинный — это хорошо, но высокое соотношение сторон — лучше.
Если цель состоит в том, чтобы оставаться в воздухе, Зефир преуспел больше, чем Гелиос, и имеет обычную конфигурацию оперения. Таким образом, я могу предположить, что он более энергоэффективен, но могу ошибаться, поскольку он использует более современные технологии.
Хорошо, Helios получает большую часть своего преимущества от крыла с большим удлинением, как у планера, а не конкретно от отсутствия хвоста. Однако хвост работает, создавая небольшую отрицательную подъемную силу, поэтому я думаю, что это может немного повлиять на эффективность. Вот почему я выбрал бесхвостый дизайн.
@Andy Tail не обязательно дает отрицательную подъемную силу. Он просто должен лететь под меньшим углом атаки, чем крыло, чтобы обеспечить устойчивость, как объясняется здесь и здесь .

Я согласен с Энди, но в нескольких словах:

Фюзеляж самолета не обеспечивает подъемной силы (или делает это очень неэффективно в конструкциях с подъемным корпусом), поэтому он только увеличивает вес и сопротивление. Это неизбежное зло в большинстве практичных самолетов, потому что основная идея состоит в том, чтобы перемещать людей или вещи с помощью планера, поэтому достигается компромисс между объемом груза и приемлемым сопротивлением фюзеляжа. Если вместо этого вы удалите фюзеляж, оставив только крыло, вы уменьшите вес (поэтому требуется меньшая подъемная сила) и сопротивление (поэтому требуется меньшая тяга, что позволяет использовать двигатели меньшего размера, которые также способствуют неэффективности воздушного потока).

Это менталитет, стоящий за различными «летающими крыльями» Northrop (YB-35, XB-49, B-2), а также за самолетами NASA в стиле Pathfinder, включая Centurion и Helios, и некоторыми другими конструкциями, такими как White Knight (базовый корабль для SpaceShipOne; технически это конструкция фюзеляжа с двумя балками, мало чем отличающаяся от P-38, но она была предназначена для минимизации площади поверхности фюзеляжа).

Какова (теоретически) наиболее эффективная форма самолета, если вам не нужно перевозить какой-либо груз?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 1v