Бесшумный электровертолёт

[TOM]

[user]MjasNick[/user], были попытки создать вертолеты на основе движков от бензопилы. Мощность у них далеко не 20 киловатт, но винты довольно большого диаметра. Вот один из примеров с однолопастным винтом
https://www.youtube.com/watch?v=u3GeP87fMtY

[Электрохомяк]

[user]MjasNick[/user], Правильно,пока прикидки и размышления. Что касается соотношения площади крыла к ометаемой,то для меня больше интересно не то,что придумал человек,а что создала природа за миллионы лет (тоже методом проб и ошибок,оттачивая своё мастерство).Что касаемо птиц,то это соотношение прим. 0,5.Думаю его можно взять за основу,т.к. природа побольше человека "поработала"над теорией полёта. Так же как и соотношение массы к площади крыла она подобрала наиболее энергоэффективный. Да, можно для сбережения энергии сильно увеличивать площадь крыла при неизменной массе, но тут возникает другое противоречие: Если бы испытания "Атласа" проводились не внутри стадиона,а в поле, то его бы унёс лёгкий ветерок. Природа"ограничила" размер крыла птицы в ущерб энергоэффективности,для того,чтобы она оставалась быстрой,манёвреной,не боялась сильного ветра.
Но,посмотрите на частицу пуха, она может подолгу "висеть" на одном месте, а, затем совершать непредсказуемые движения. Здесь,я считаю,работает другой эффект, подобно,как для воды работает эффект смачивания,так и для воздуха этот эффект тоже применим. Волоски пушинки настолько микроскопические,что буквально "слипаются" с молекулами воздуха и образуют с ним одно целое,повторяя все движения данного "облачка" воздушной среды,которое передвигается в этой среде из-за меняющихся температуры и плотности.
Эффект инерции и гироскопический эффект скорее на пользу пойдут,чем во вред опять же для того чтобы ветер не кидал из стороны в сторону лёгкий винт.
Если говорить о электроприводе, то такой двигатель у меня был ,мощностью даже побольше 20 квт,со специальной обмоткой "славянка" на высокочастотном железе,с медным ротором и автомобильным частотным преобразователем. Всё это позволяло добиться КПД более90% при весе около 30 кг. Но и это, я считаю, слишком массивно и очень дорого. Вот построить индивидуальное летательное средство (ИЛС) с электроприводом 10 квт и взлётной массой 160 кг было бы более доступно!   К этому параметру,хотя бы, нужно стремиться.Ну и винт ни 6 ,а 3метра выглядел бы более гармонично.
В настоящее время вынашиваю форму и конструкцию совершенно необычного винта,который с виду и не винт вовсе,а скорее парашут или зонт... . Форму создания его натолкнуло предложение [user]TOM[/user], его идея( уже,думаю,можно "рассекретить") заключалась в том,что высокооборотистый винт барабанного типа в центре обдувает неподвижное крыло,находящееся на его окружности и создаёт подъёмную силу.Здесь проблема оказалась в том,что, как только сжатый воздух покидает барабанный винт, он резко теряет давление и скорость,поэтому обдувая крыло не создаёт достаточную подъёмную силу.
Продолжение следует...

[TOM]

[user]Электрохомяк[/user], человечество "подсмотрело" принцип полета у птиц, но для полета в атмосфере почему-то копирует... рыб. Профили крыльев самолетов и пропеллеров очень далеки от крыльев птиц. Для раздумий могу подкинуть еще одну картинку

[MjasNick]

[user]Электрохомяк[/user], у птиц заполнение далеко не 0.5, крыло птицы совершает движение по сложной траектории, да ещё и в движении. Но если упростить до простого до прямоугольника где длина - пройденный путь за один мах, а ширина - размах крыльев. Для примера возьмём воробья: размах 24 см, пролетает за 1 взмах примерно 30 см, средняя ширина крыла 4.5 см - заполнение 0.15. И это я ещё не учёл то, что внешний край крыла описывает синусоиду, что ещё сильнее уменьшает реальное значение. Если посчитать и её, то получим примерно 0.056
Так что птицы нам и подсказывают всё верно ))
Идея нагона воздушного потока на закольцованное на подобие зонтика крыло похожа на распяленый импеллер пониженной эффективности.
Диаметр винта того же робинсона порядка 10 м.
[user]TOM[/user], посмотри на механизацию крыла пассажирского самолёта. Там при взлёте и при посадке получается щелевое крыло повышенной грузоподъёмности. Законцовки отогнуты вверх и разделены на отдельные "перья". Профиль жесткого крыла наиболее эффективен на маршевых скоростях, птицам в принципе не доступных. Кстати о скоростях - чем выше скорость ЛА, тем поведение воздуха ближе к воде.
Внимательно пересмотрел ролик, там тестируется не столько винт(конструкция поднимается на троссах), сколько руль направления - большая лопата хвоста под разными углами вертит в разные стороны. Недостаток однолопастной схемы очень сильная вибрация.

[TOM]

Механизация крыла - это всего лишь устройства, позволяющие увеличить подъемную силу жесткого крыла на неоптимальных режимах. От крыльев птиц эти устройства очень далеки. Как устроены и как работают крылья птиц, можно посмотреть, например, здесь http://www.turbulence.ru/article3.html . Очень неплохое исследование, сделанное школьниками.

[MjasNick]

[user]TOM[/user], почитал, посмотрел, но это правило изучает каждый кто приходит в авиамодельный клуб. Если посмотреть на строение крыла стрижей, как самых быстрых и долголетающих птиц(может год обходиться без посадки), то отличия от крыла самолёта не так уж и велики(если брать только режим планирования). Повторить механизм взмаха пока не представляется возможным из за отсутствия столь прочных материалов. Нет, в принципе ничего особо сложного нет, и сделать можно, но самолёт будет не сильно больше самых крупных птиц. Иначе сильный износ деталей, а у техники нет регенерации присущей живым тканям.
А принципы механизации современных самолётов подсмотрены именно у птиц, и переработаны в доступную для техники форму.
Лопасть современного вертолёта... ничего не напоминает?


Ну и по теме можно попытаться сообразить нечто среднее между этими двумя вариантами
http://s002.radikal.ru/i199/1002/12/ff8f5917e665.jpg и http://naked-science.ru/sites/default/files/images/De%20Lackner%20HZ-1.jpg
получится летучая тарелка (НЛО типа) в классическом виде.

[TOM]

Ну это вообще... Летающая мясорубка. Стоит только оступиться...

[Электрохомяк]

[user]MjasNick[/user], хорошо,про заполнение убедили.Но тогда другой вопрос: отношение взлётной массы к мощности у птицы и техники созданой человеком?

[MjasNick]

[user]Электрохомяк[/user], каждое перо птицы гибкое, и при возникновении турбулентного завихрения тут-же его гасит. Собственно перья не дают им появляться. Самолёт имеет жесткий и гладкий корпус, и турбулентные вихри возникают постоянно и создают сильное сопротивление. И потом птица почти всю жизнь проводит в полёте, естественно что она будет чувствовать и использовать доступные воздушные потоки себе в помощь.
[user]TOM[/user], таки я понимаю что это мясорубка(и очень неудачный пример), просто оно одноместное, и где-то там-же делали большую платформу-импеллер. Управление на ней было как та сигвеях - наклонился и полетел куда надо. Главное ничего не зацепить, а то зацепишь, перевернёшься, и будет оно тобой землю пахать. Или и того хуже - забьёт как гвоздик.

Куда-то мы от темы уползли немного не туда.
Собственно не представляю иного способа сделать вертолёт бесшумным как вертеть лопасти больше похожие на крылья большого размаха. И получить нечто такое http://www.vokrugsveta.ru/img/cmn/2007/02/12/030.jpg 

Лопасти против пылинок - кто кого http://altfast.ru/wp-content/uploads/2009/08/1251709434_023.jpg или просто красивое фото.

[questioner]

нужен мотор 20 кВт, при взлётной массе вертолёта с грузом около 200кг(в реальности может и меньше). Масса таких моторов 65 кг при 90% КПД.

По двигателю. Для BLDC реальная масса (даже для самостоятельной постройки) 0,4 кг/кВт при 92% КПД и без всяких фейковых "славянок" http://www.en.net.ua/diaz/emotor/?var=motor4
По массе. Для взлетной 200 кг нужен двигатель около 36 кВт, это для вертолета.

В целом по сабжу - изучаю тему около года. Вывод - легкий электровертолет возможен, но время полета будет около 20 минут, это потолок и то только для одноместного.

Что реально на сегодняшний день - VTOL или самолет вертикального взлета или конвертоплан. КПД самолета при горизонтальном полете в несколько раз выше, чем у вертолета, также, как и скорость, а вертикальный взлет отвязывает ЛА от аэродрома, давая все преимущества вертолета.
Такой ЛА может лететь уже около часа со скоростью 200-300 км/ч, а это уже вполне себе транспортное средство.

[LICC]

Вить, тебя опередили 

[Электрохомяк]

Как это средство можно использовать на практике-никак.Построить лёгкое,компактное летательное средство-вот задача,которая стоит,и бесшумное.Которое полюбят военные,туристы,лёгкое в управлении интуитивное,что бы каждый захотел его иметь у себя в гараже.Так что Игорь,присматривай пока место у себя для вертолётной площадки!Можно на месте бассейна,например .

[LICC]

Бассейн убрал, приземляйся А по видео - концепция лопастей для тебя самый раз!

[Strijar]

Построить лёгкое,компактное летательное средство-вот задача,которая стоит,и бесшумное

Уже есть. Параплан  Другие варианты физически не возможны. Разве что какая нибудь левитация на основе антигравитации 

[Электрохомяк]

Ну,вот,уже придумали...http://ecotechnica.com.ua/transport/1589-airbus-vypustit-bespilotnoe-letayushchee-taksi-vahana-k-2020-godu.html

[FX_888]

Ну,вот,уже придумали...

Вообще то показали просто  рисунок, новость высосаная из пальца,
"Придумали" будет тогда когда начнут совершатся регулярные пассажирские перевозки, а этого не будет ни в 2020г ни позже,
потому что неадекватов хватает и на земле на 4 колесных повозках, пускать их даже в безпилотные автоматические транспортные средства не стоит, как минимум для их же безопасности, не говоря уже про безопасность окружающих.
Сама идея воздушного пространства для всех, особенно неподготовленных (читай профессиональных летчиков) людей утопия.
ее не было нет и не будет. по крайней мере до тех пор пока человечестов не изменится, что в обозримом будущем ему пока не грозит 

[TOM]

[user]FX_888[/user],  если подобный аппарат будет управляться автопилотом, надобности в человеке-летчике не будет.
От профессионального пилота я недавно узнал, что современные аэробусы на протяжении всего полета управляются автопилотами, включая такую сложную процедуру, как посадка. Летчики нужны пока только на взлете. Если удастся автоматизировать все режимы полета, то небольшие беспилотные пассажирские аппараты могут стать популярными.

[FX_888]

[user]FX_888[/user],  если подобный аппарат будет управляться автопилотом, надобности в человеке-летчике не будет.
От профессионального пилота я недавно узнал, что современные аэробусы на протяжении всего полета управляются автопилотами, включая такую сложную процедуру, как посадка. Летчики нужны пока только на взлете. Если удастся автоматизировать все режимы полета, то небольшие беспилотные пассажирские аппараты могут стать популярными.

Уже давно все режимы полета  ЛА  могут быть автоматизированы. Буран  аж в 1989г автоматически стартовал и самостоятельно сел. более того современная техника достаточно давно позволяет автоматизировать все режимы полета  ЛА с необходимым уровнем надежности и безопасности. не имея при этом космической стоимости, но увы никак нельзя автоматизировать и предсказать поведение пассажиров особенно при их малом количестве, которым может придти в голову все что угодно, или предлагаете после посадки их полностью обездвиживать привязной системой или усыплять на время полета ?