Can jetmotorer används för VTOL civila flygplan?

5

Varför använder nästan alla civila VTOL-flygplan idag propellrar (eller rotorer) för start och landning och inte jetmotorer (som Harrier gör)? Finns det en teknisk orsak till detta?

    
uppsättning M.Amin 03.05.2016 11:40

3 svar

10

Kan?

Naturligtvis kan de .

Är det meningsfullt?

Nej, det gör det inte.

En VTOL behöver stötkraft som åtminstone motsvarar sin vikt. Det är mycket mer än ett fastflygplan (HTOL) behov. Flygbolagen har lift-to-drag-förhållandet runt 18-20. Det är i ren konfiguration; Vid landningskonfigurationen kan det vara ungefär hälften (~ 10) och vi behöver dubbelt så mycket drivkraft om en motor misslyckas, så cirka ¼ vikt. Så en VTOL skulle behöva 4 gånger så mycket drivkraft som en HTOL.

Förmodligen mer, för att båten fortfarande skulle kunna klara av rimligt kontrollerad landning vid motorfel. Och medan rotorcraft kan göra det genom att autorotera och pilot av Harrier eller F-35B enkelt kan matas ut, skulle jet-powered civila VTOL bara ha de kvarvarande motorerna för det.

Lyckligtvis är kraft och kraft bara indirekt relaterade. För att skapa dragkraft måste kraft appliceras på luften. Denna kraft accelererar luft, vilket ger en viss fart och viss kinetisk energi. Dragkraft är (förändring) av momentum per tid och momentum är masshastighet medan kraften är (byte av) energi per tid och energi är ½ masshastighet kvadrat .

Så vi kan producera mycket dragkraft med liten kraft genom att accelerera en mycket luft med lite . Det betyder stor propell: en rotor. Således får helikoptrar tillräckligt med hiss / dragkraft med relativt liten motor.

Tyvärr är inte rotorerna mycket praktiska för att flyga snabbt. Man skulle också vara ganska svår att vippa. Därför använder V-22 Osprey och Augusta-Westland AW603 en kompromiss som ligger någonstans mellan; tillräckligt stor för att den fortfarande ska ha bra effektivitet i svävar och tillräckligt liten för att kunna luta.

Vad skulle definitivt inte vara effektivt för att sväva är en jet men. Jets är små och kan inte påverka så mycket luft; vad de kan, accelererar det mycket. Det är nödvändigt för att flyga snabbt, men det är fruktansvärt ineffektivt när man flyger långsamt.

Militära strålar bryr sig inte. De vill ha en så kraftfull motor att flyga väldigt snabbt ändå och de bryr sig inte om effektivitet mycket, eftersom avgörande kant i strid är värt mycket pengar. Men för den civila transporten kan den lilla fördelen att landa närmare destinationen inte uppväga nackdelen med att vara flera gånger dyrare att driva. Flyger långvägen med HTOL till en närliggande flygplats och, om destinationen inte kan nås med bil, blir det en hel del billigare att hyra en helikopter bara för den sista delen av resan.

    
svaret ges 03.05.2016 14:05
2

Jetmotorer har redan använts för VTOL-flygplan, se Harrier eller Joint Strike Fighter .

    
svaret ges 03.05.2016 12:30
1

Wikipedia-sidan på VTOL har en hel del om historien om "jet lift" -flygplanet . Det innehåller några bilder av Harrier "Jump Jet", som förmodligen är den mest kända VTOL-fastvingen, och har en jetmotor. Jag tror att den enda anledningen till att "nästan alla" VTOL-flygplan använder drivmedel är att nästan alla VTOL-flygplan är helikoptrar. VTOL fastvingade flygplan visar sig vara ganska svårt (läs: dyrt) för att få rätt och inte många mönster (med rekvisita eller strålar) har gjort det till produktion.

    
svaret ges 03.05.2016 13:48