搜索
微信公众号: paracncom
查看: 659|回复: 2

[心得交流] 垂直起降飞行器设计方案盘点(二)

[复制链接]
发表于 2019-8-19 09:13 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 有容乃大 于 2019-8-20 02:10 编辑

垂直起降飞行器设计方案盘点(二)
有容乃大

引言
  第二篇列出两种多套电机驱动旋翼(总数量大于16)加固定翼的垂直起降飞行器设计方案,所有各篇盘点方案统一编号。受手头资料所限,各篇中提供所收集到的部分技术数据极为有限。最后的点评仅供参考。欢迎读者补充数据和给出评论。

编号4  德国Lilium(网传由慕尼黑工业大学航空航天专业的“最优毕业生”设计,2015创建公司)
发布方式时间:模型和模拟图,约在2016-17年
获投资情况:中国腾讯已经给该公司9000万美元投资,其它投资不详。
方案设计图:网上公开图,与最早公布的有若干变化。


方案概述(按图):
垂直起降模式:靠前后部4组共48套(2x6, 2x12)带通道风扇(电动,通道轴可以改变倾角,在垂直起降时轴垂直向上,水平飞行时轴改为水平)平衡重力。前部2组通道风扇分别置于左右鸭翼后沿,后部2组通道风扇分别置于左右主翼后沿。
水平飞行模式: 固定翼为鸭式布局;靠前后部4组共48套(2x6, 2x12)带通道风扇(电动)水平驱动力来平衡整机飞行阻力,靠后部固定翼,配合前部小固定翼,加上座舱机身综合升力平衡重力。

技术数据
  总起飞重量: 不详 (超轻碳纤维复合材料制造)
  有效载重:  按座舱估计载3人 (两名乘客) 约75x3=225 kg。
  巡航(或最大)速度:  不详。
  航程: 不详。
  悬停功率:  不详。
  巡航功率:  不详,据称水平飞行时比同重同速度普通直升机能效高5倍。
  尺寸:   不详。

点评
  特点 尝试采用了可倾斜转轴并列多个小直径带通道电动风扇来替代垂直起降的旋翼和水平飞行的驱动螺旋桨。
  问题 升力旋翼半径过小,即使通道筒能提高效率20%,整体垂直起降模式能效(升/功 比)低。
      固定翼展弦比还不够大,即便加上前部小翼和机身,平飞模式整机升阻比还不够大。加上多个小直径带通道电动风扇来替代普通水平飞行的驱动螺旋桨,推进效率存疑,综合水平飞行能效不可能高于普通固定翼飞机。所传能效5倍于同重同速水平飞行直升机也不大可信。
      前后部可倾斜通道风扇控制机构复杂,垂直起降/平飞转换操控难度大。
      水平飞行时升力(来自固定翼和鸭翼)合力作用中心,与垂直起降时升力(来自各通道式升力旋翼)合力作用中心似乎不一致。前者偏前。
      由于垂直起降入口风速近于零,而在水平巡航飞行时通道入口风速为巡航飞行速度,风扇叶片设计制造不可能在垂直升降和水平驱动中都获得理想驱动效率,必须牺牲其中之一。
  前途展望 一直未见样机试飞报导,估计难以按设计实现产品生产和投入市场竞争。


编号4  Joby Aviation 公司
发布方式时间:网上报导,模拟图,2016-17年。
获投资情况:网上报道由英特尔、丰田和捷蓝航空投资。
方案设计图
水平飞行图

  

方案概述(按图):
垂直起降模式:靠前后部4组共12套(2x4, 2x2)可收褶升力旋翼(电动,轴可以改变倾角,在垂直起降时轴垂直向上,叶片展开;水平飞行时轴改为水平,叶片收褶)平衡整机重力。前部2组8套可收褶升力旋翼分别置于左右主翼前沿,后部2组4套可收褶升力旋翼分别置于左右V形尾翼前沿。
水平飞行模式: 固定翼为常规布局主翼加上V形尾翼; 水平飞行时靠前部主翼尖,以及后部V形尾翼尖上安装的共4套电动水平驱动螺旋桨来平衡整机飞行阻力; 靠前部固定翼,配合后部V形尾翼产生的升力,平衡整机重力。12套可收褶升力旋翼轴改为水平,停止驱动叶片收褶,以减少阻力。

技术数据
  总起飞重量: 不详。
  有效载重:  按座舱估计载2人 (1名乘客) 约75x2=150 kg。
  巡航(或最大)速度:  不详。
  航程: 不详。
  悬停功率:  不详。
  巡航功率:  不详。
  尺寸:   不详,可按俯视图估计。

点评
亮点 外形流畅,固定翼展弦比大。采用了独立升力旋翼和水平推力螺旋桨及配套驱动装置,使得各自的叶片设计制造和转速都达到各自最佳空气动力效率。
     采用可倾斜升力旋翼轴及整流罩,和可收褶叶片设计,最大程度减少水平飞行时不工作的升力旋翼产生的阻力。
  问题 升力旋翼半径较小,即使专设计制造用于垂直起降,整体垂直起降模式能效(升/功 比)偏低。
      可倾斜升力旋翼轴控制机构复杂。
      升力旋翼中的可收褶叶片(图中是每轴5叶片)为满足收褶后尽量减少阻力要求,与展开后实现最大旋翼升力效率要求有矛盾,外形设计有相当难度。
      水平飞行时升力(来自固定翼和尾翼)合力作用中心,与垂直起降时升力(来自各升力旋翼)合力作用中心似乎不一致。前者偏后。
      垂直起降和水平飞行模式分别配用各自驱动电机,增加了整机重量和制造成本。
  前途展望 一直未见样机试飞报导,估计较难按设计实现产品生产和投入市场竞争。
            (本篇完)
2019/8/19发表

发表于 2019-8-20 08:59 | 显示全部楼层
发表于 2019-8-20 09:07 | 显示全部楼层
研究下飘扬过海的蜘蛛飞行也很有意思!
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

小黑屋|滑翔网PARACN ( 粤ICP备13044421号 )

GMT+8, 2019-11-20 16:50

网站事务联系:service@paracn.com   微信公众号: paracncom

Discuz! | PARACN.COM 滑翔网PARACN © 2006-2015  

快速回复 返回顶部 返回列表