Are fastvingade flygplan med gimbalkraft?

Kan du skapa ett flygplan med en jetmotor / propeller / kanalfläkt på en gimbal? Visst kan du "; det är möjligt enligt fysikens lagar. Men bara för att du kan betyder inte att du borde.

Det är en bra ide med flera fördelar, men det är en Pandoras rutan med problem, det minsta är de allvarliga riskerna med enpunktsbrott. Lyft och kontroll är helt beroende av balanserad hiss mellan flera motorer. Förlora en motor och farkosten avviker från kontrollerat flyg och kraschar. Du hoppas bättre att du har ett utkastssäte och / eller fallskärm ombord.

Några lösningar på dessa problem kommer i form tilltrotoriska mönster som Agusta Westland 609 och V-22. Men dessa flygplan har flera redundanser i sin design, inklusive ett gemensamt överföringssystem mellan rotorerna. Vid ett enda motorfel har den goda motorn tillräcklig kraft för att driva båda rotorerna. Tiltrotorer kan också glida som vanliga flygplan och använda kontrollytor under detta och kryssningsflygning.

Som en slutlig notering: Var försiktig med att lägga för mycket tro på Musk och andra Silicon Valley whiz-barn som spekulerar om andra designsträvanden. De färdigheter som krävs för att driva ett framgångsrikt mjukvaruföretag är ofta väldigt annorlunda än vad som krävs för att utveckla andra artefakter som flygplan och bilar, etc. Musk var ett geni med PayPal men gick nästan i konkurs med ett elbilföretag och hans utvecklingsarbete med SpaceX har varit punkteras med en serie spektakulära misslyckanden. Han åkte också tyst från sitt föreslagna "Hyperloop" -projekt, misstänker jag, för att han verkligen inte förstod vad han kom in där.

    

Visst kan du, men varför skulle du vilja? Det finns ingen inneboende fördel att ha i vektorkraft i motsats till att använda kontrollytor. Det förenklar inte saker i någon utsträckning, det gör bara saker komplicerade på andra sätt. För att få effektiv rullande kontroll måste du placera motorer ut på vingarna som skulle kunna vara vektor i linje med flygplanets mitt, vilket skulle vara komplext och öka vikten. Du kunde inte heller använda tryckviktning om du inte hade minst 3 motorer på avstånd - en i svansen för stigning och yaw, 2 i vingarna för rullkontroll.

Det finns självklart också säkerhet. En strömförlust eller ett aktuatorfel, även tillfälligt, skulle troligtvis innebära en mycket snabb, katastrofal förlust av båten och någon inuti den. Tänk dig en mjukvara som pekade på svansmotorn till vänster i några sekunder medan flygplanet var i kryssningsfartyg - flygplanet skulle gå sida vid vind på flera hundra miles i timmen och troligen bryta upp. På ett VTOL-tillvägagångssätt att landa en av motorerna förlorar kraften, vilket gör att hantverket rullar och släpper de sista 100 foten som en sten som förstör fartyget och dess beboare.

    

Gimbaled stöt i "raket tala", motsvarar vektorer i "luftfart tal".

Många moderna militära flygplan använder stötvågor för att förbättra prestanda, särskilt i snäva svängar, F22 är ett exempel. Skytten och F35 använder också dragkraftvektor för att möjliggöra VTOL (vertikal start och landning) och / eller STOL (kort start och landning).

Naturligtvis använder inte bara jetflygplan dragkraftvektorer, ej heller är tryckviktning begränsad till militära applikationer. Boeing V22 Osprey använder stötvågor, medan XTI Aircraft Company för närvarande utvecklar ett VTOL-civilt luftfartyg med kanaliserad fläkt.

Vem som helst med någon flygkunskap, vare sig den är i aerodynamik eller piloterande, kommer att veta att misslyckande är osannolikt att leda till en okontrollerad händelse av något slag.

För det första kommer vingarna framåt att generera betydande mängder hiss. Flygplan kräver inte att motorer ska stanna kvar, bara för att bibehålla signifikanta lufthastigheter på 500mph +. Tänk på flera kommersiella flygbolag som tidigare har haft fullständig motorfel, bara för att glida i många mil.

För det andra, för ett VTOL-flygplan med roterande vingar, kommer ett misslyckande i alla flygfaser sannolikt att resultera i autorotation, precis som för helikoptrar, vilket möjliggör stor kontroll. Om man antar att hantverket även har ytor som ger hiss, är det här en extra fördel.

Slutligen var de allra första "kontrollytorna" som användes av bröderna Wright vridande vingar. Nuvarande kontrollytor (pilar, flikar och liknande) kom ursprungligen till spel på grund av flexibiliteten hos flygplansvingar som används sedan början av 1900-talet. Vi har använt samma kontrollytor ända sedan, men de är otroligt aerodynamiskt ineffektiva, varför NASA har utvecklat alternativa flexi-vingar ( länk ).

Att ge ett annat perspektiv genom att styra riktningen via motorhantering som motstånd mot att manipulera luftflödet kan förbättra effektiviteten ännu mer.

Akta dig för att lägga för mycket tro på fåtöljer "experter" och naysayers av onlineforum. Vanligtvis har de väldigt lite verklig erfarenhet eller kunskap, än mindre framtida vision.