Vilka är fördelarna med NASA LEAPTech-propellern på vingen teknik?
NASA har detaljerade experiment med en ny typ av parallell array av små elektriska propellrar i framkanten av den vingen teknik som de ringer LEAPTech.
pressmeddelandet noterar att fördelarna inkluderar: "Varje motor kan drivas oberoende av olika hastigheter för optimerad prestanda. De viktigaste fördelarna med LEAPTech är minskat beroende av fossila bränslen, förbättrad prestanda för flygplan och körkvalitet och minskning av flygbuller. "
En Populärvetenskap artikel noterar att: "När du är klar , LEAPTechs planerade krysshastighet kommer att vara 200 miles per timme, med en räckvidd på 230 miles på elkraft och 460 miles när den körs som en hybrid. Den enorma och omedelbara hissen som genereras av detta oktodecaprop-plan och dess bara 31-fots vingspets betyder att det borde kunna ta av från landningsbanor så kort som 2000 meter, vilket är en bra 700 fot kortare än FAA rekommenderar för små passagerarflygplan. "
Är detta relaterat till en spinnvinge (Magnus-effekten) eller uppstår fördelarna med någon annan aerodynamisk effekt? Detta verkar vara en teknik som bara skulle gynna mycket små flygplan och skulle inte vara skalbar, är detta rätt?
[Fotokredit: NASA]
2 svar
Hissförstärkningen har inget att göra med Magnus-lyft (eller Coanda-effekten). Det är helt enkelt en ökning av det dynamiska trycket över hela vingeflödet.
Vid låga start- och landningshastigheter (något över en 61 knots stallhastighet) fördubblas propellerns inducerade hastighet nästan den hastighet som vingen ser; och hissen är en funktion av den effektiva hastigheten kvadrerade. Men på grund av virvlar och andra effekter upplever vingen inte en 4x ökning av hissen, men ca 2 till 3 gånger.
Inom propellerns syfte är inte att uppnå en hög propulsiv effektivitet, utan i stället vill vi ha de inbyggda rekvisita för att uppnå höga inducerade hastigheter - tänk på dem som en del av det höga lyftsystemet (vilket råkar också ge upphov till redundans).
Faktum är att landning är det kritiska fallet, och med lägre propulsiv verkningsgrad (och en sämre splineshissfördelning på grund av virvelverkan) är det till hjälp för att skapa tillräckligt drag. De inbyggda rekvisita är inte aktiva i kryssningsflygning, men vika enkelt mot nacellen (många motorgliders gör redan denna typ av vikning på näsan).
Genom att endast använda vingtip-propellern vid kryssning kan vi uppnå en 95% propulsiv effektivitet (mot 75 till 85% med en typisk fuselage-näspropellerinstallation). Orsaken till detta är att vi har lägre blockering och skrubbdragning, liksom att kunna dra fördel av den starka vingtipvirveln genom att rotera mot den. Eftersom elmotorer inte upplever en kraftförlust med höjd (eftersom det inte är luften) har vi alldeles för mycket kraft i höjden ändå, så att vi bara använder vingtipsmotorn, det orsakar inte mycket straff i motorvikt (och elmotorerna uppnår ~ 6x lägre vikt per hästkraft än en fram och återgående motor).
När det gäller batterier och intervall, är nyckeln till att uppnå hög effektivitets kryssningsflygning och det ser ut som om nuvarande batterier är ett 200 milsintervall uppnås. Genom att lägga till en liten
Den största fördelen skulle likna den för blåst flaps . Flödet runt vingen kommer att accelereras något, så det fungerar med ett högre effektivt dynamiskt tryck. Detta hjälper till att förhindra flödesskillnad och tillåter att skapa mer lyft från samma vingeområde. Denna effekt bör vara särskilt märkbar vid låg hastighet, när den relativa hastighetsökningen i stötvattnet är högst.
Andra fördelar är:
- redundans
- Yaw kontroll genom selektiva kraftförändringar
- Bättre synvinkel för pilot och passagerare.
Men när batterierna är tomma måste planet fortfarande vara flyktigt för att göra en nödlandning och för FAR del 23-certifiering, minsta hastighet får inte överstiga 61 knop , särskilt inte i det här fallet. Därför ser det lilla vingarkordet på det avbildade flygplanet väldigt optimistiskt för mig.
Det kommer inte att vara svårt i princip, men desto större flygplan blir, desto svårare är det att packa tillräckligt med batterikapacitet. Större flygplan har högre vingebelastningar och flyger snabbare, så deras specifika kraftsbehov är högre. I de närmaste årtiondena kommer det elektriska framdrivet förutse att inte kunna skalas för att transportera flygplan.
Läs andra frågor om taggar aerodynamics propeller electric-engine Kärlek och kompatibilitet Skor Gear 12 Stjärntecken Grunderna