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[心得交流] 垂直起降飞行器盘点系列博文开篇

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发表于 2019-7-16 03:36 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 有容乃大 于 2019-7-17 09:39 编辑

垂直起降飞行器盘点系列博文开篇
有容乃大

引言
  近年关于各种新型垂直起降飞行器(VTOL)研发报导及图片(不论军用还是民用)经常出现于网上,引起作者兴趣。人们对于日常飞行活动如何摆脱对于大面积机场的依赖的问题十分重视,一直在寻找解决方案。尽管直升机已经发明和应用多年,由于噪声大能效低以及巡航速度安全性经济性等问题,使得人们总觉得现有直升机并非最佳方案,于是各种新型垂直起降飞行器设计方案纷纷出台。本系列博文试图对所能收集到的各种设计方案及具体数据作一比较盘点,探讨更科学合理方案。供有兴趣读者:包括项目投资人,技术研发人员以及广大飞行爱好者参考。
   开篇将提出大致分类,以及重点考察比较标准涉及的项目和技术数据。

垂直起降飞行器分类
  从结构和飞行原理上,可垂直起降飞行器基本可飞为两大类:
        纯动力旋翼飞行器  即在垂直起飞降落过程,以及水平飞行过程中,都基本靠动力旋翼产生升力平衡重力的飞行器。其中又可分为单轴和多轴旋翼,有无独立水平推进驱动机构等多种。
        动力旋翼垂直起降/固定翼平飞的飞行器 即在垂直起降靠动力旋翼,而在水平飞行时靠固定翼产生升力平衡重力的飞行器。其中又包括旋翼轴固定,独立并行的垂直旋翼驱动和水平驱动;以及,旋翼轴可倾斜共用一套垂直旋翼驱动/水平驱动机构等多种。

考察比较标准项目
        总起飞质量 及  有效载重   (千克)
        有效载载重比   = 总起飞质量 / 有效载重
        整机尺寸    (米x 米)
        座舱尺寸     (米x 米)
        水平飞行巡航速度  (米/秒)
        水平飞行巡航功率   (瓦)
        悬停功率  (瓦)
        驱动动力机构       (电机,活塞式内燃机,涡轴/涡桨发动机 )
        垂直起降能效  即升力/功率比=总起飞重量/悬停功率  (千克/千瓦)
        水平飞行能效  即升阻比=总起飞质量.g/(巡航功率/巡航速度)      式中g=9.81牛顿/千克
        续航时间,最大航程
        安全特性  即无动力滑翔比(等于升阻比),是否能实现无动力滑翔安全着陆;垂直起降/水平飞行过渡性能。
        设计性能完成度   (概念设计,样机试飞各阶段,产品发布,实用检验效果)
        经济性  即机构复杂程度可能制造成本

后记 考察比较不涉及军用作战要求的机动灵活性,只要求平稳垂直起降和可操控水平飞行,以及两种飞行方式的可靠转换。速度能效和安全性将是最关键的考查点。
   以后陆续以每篇介绍1-2种设计方案方式发表,欢迎广大读者互动参与评论和提出补充修正。
  (完)
2019/7/15
发表于 2019-7-22 12:26 | 显示全部楼层
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