Комментарии 22
В США таким баловались, но в большей размерности: с двигателем (турбо)реактивным и пилотом. Как-то не зашло.
Где-то рядом обитают конвертопланы.
Переходные процессы при переходе от вертикала к горизонтали и обратно на больших массах, весьма нетривиальные явления.
А основная проблема - отсутствие компактного, дешёвого, мощного источника энергии большой ёмкости.
Взлетать вертикально у современных движков дури хватает. Но не понял зачем модель садить на хвост, почему не использовать механизм пружины и не перевести движки в вертикальное положение и в режиме "что-то типо авторотации" аккуратно плюхнуть модель на землю. Это же не ковертоплан, обратно взлетать без подготовки не планируется.
Посадить на хвост проще и выгоднее с точки зрения массы конструкции, чем городить пружины и шарниры. Посадка на хвост - это вопрос лишь совершенствования алгоритма управления, не добавляет ни грамма массы конструкции. Гипотетическая конструкция с пружиной не только приведёт к значительному росту массы за счёт неведомого механизма, но и принесёт ещё тучу проблем - балансировки при повороте винтомоторной группы, переходный процесс при её повороте, удар об упор в конце движения и связанные с этим колебания системы у самой поверхности земли.
Ничего такого уж нетривиального там нет. В самом примитивном случае на высоте можно просто убрать газ, конструкция перейдёт в режим планера. А из режима планера дать газу и перейти в режим самолёта. Всё это делают обычные винтовые и реактивные самолёты. Спортивные самолёты могут зависать вертикально и опрокидываться - фигура Колокол. Понятно, что на Ил-76 колокол делать вряд ли будут, но чем меньше ЛА, тем проще. И чем беспилотнее.
Тэйлситтер это подвид конвертопланов и он как и все конвертопланы обладает всем букетом свойственных им недостатков. Это уже не самолет который благодаря обтекаемому корпусу оптимально подобранной винтомоторной группе может часами находиться в воздухе преодолевать огромные расстояния, с другой стороны это не вертолет и не мультироторная машина которая благодаря лаконичной и легкой конструкции взлетает и садится вертикально а также способна подолгу зависать в одной точке. В частности при работе на скорости в потоке самолету требуется винт с большим шагом, а коптеру для того чтобы висеть или садиться будут более эффективны винты с относительно малым шагом. Да бывают винты переменного шага - но это усложнение конструкции, снижение надежности, хрупкость и дополнительный вес. Собственно сложность конвертопланов не в реализации конструктивных решений а в том чтобы аппарат смог хоть как то конкурировать с классами самолетов и коптеров. В перспективе, в недалеком будущем, с появлением более легких и емких источников энергии ситуация может измениться.
Шаг винтов самолета нужно изменять для полета на сильно разных высотах с сильно разной скоростью. Винт БПЛА можно оптимизировать под крейсерский полет, ведь фаза взлета/посадки очень короткая и КПД можно пожертвовать. Опять таки, момент электромоторов линейный.
Вы фото к статье видели? Чем вам корпус не обтекаемый? Квадрокоптер (да и вертолёт вообще) гораздо более противоречивая конструкция. Ему надо лететь вперёд, а воздух отбрасывать вниз. Потому его нельзя оптимизировать по аэродинамической форме - для горизонтального полёта она должна быть одной, а для висения - другой. У данной модели противоречие только одно - для взлёта нужны винты большого диаметра, а для горизонтального полёта малого. В итоге выбран компромисс среднего. Что ограничивает скорость в горизонтальном полёте и требует большей мощности при взлёте. На мой взгляд, разумный компромисс, так как взлёт и посадка этапы кратковременные, а горизонтальный полёт всяко быстрее и экономичнее, чем у вертолёта.
В конкретике "стрекозы" максимальную эффективность планер Skywalker X8 взятый за основу этого конвертоплана имеет в стоковой конфигурации с одним толкающим винтом. Даже если тянущие винты необходимые для полета в вертикальном режиме стопорить в горизонтальном полете они будут существенно влиять на качество планера. Да лететь будет но это уже будет далеко не тот самолет на котором ставят рекорды.
Я не уверен, что прототип имеет какое-то отношение к рекордам вообще. Но если нужны рекорды, то это будут рекорды для конвертопланов.
P.S. Толкающие винты не имеют преимуществ перед тянущими, это просто конструктивное решение. Нет никакой насущной необходимости ставить именно толкающие винты при наличии тянущих и что-то там стопорить.
Я вот вижу биплан, две плоскости, 4 мотора, вынесенный вперёд стабилизатор по схеме утка (утки плохи как раз при посадке, подхват стабилизатора, а в горизонтальном полете только достоинства).
Но в любом случае, взлет и посадка требует тяговооруженность выше 1, это ключевой недостаток. С другой стороны, электромоторы выдерживают двухкратную перегрузку кратковременно.
Можно и не ограничиваться аэродинамической схемой биплана. Для вертикального взлета крайние секции консолей крыльев могут быть соединены, например, образуя жесткий контур, треугольный на виде спереди (как в патенте RU 2777132 C1 на «Модульный летательный аппарат и способ его вертикального взлёта»), или несущие поверхности могут быть замкнуты в виде цилиндра ( так называемые «кольцевые крылья»).
Хотя создание летательных аппаратов ( как и других сложных комплексных систем) во многом остаётся искусством, важно , без шор и предубеждений, применять системный научный подход. Рассматривать как подсистемы, так и уровни над создаваемой системой. И грамотно устанавливать весовые коэффициенты в оптимизационных функциях. Творчески использовать имеющиеся наработки, сделанные , иногда, за сотни тысяч лет до нас. Например, рой БАС (беспилотных авиационных систем) может использовать принципы полёта журавлиного клина. Патентный и прочие виды поиска вам в помощь! Удачи и мужества делающим!
Спасибо за полезную ретроперспективу
Не совсем понимаю, чем тейлситтер предпочтительнее квадролета. Ведь квадролета используются давно, успешно и они достаточно дешёвые
Квадролеты, мало того что будут стоить дороже тейлситтера, потому что имеют большее количество моторов и регуляторов к ним соответственно. Так еще и при том же взлетном весе будут иметь меньшую полезную нагрузку, опять же потому что таскают на себе лишний груз (моторы которые используются только для вертикального взлета). И будет иметь гарантированно меньшую дальность полета, поскольку используемые только для вертикального взлета пропеллеры будут создавать в полете дополнительное аэродинамическое сопротивление. Поэтому тейлситтер, в настоящее время, самый энергетически выгодный вариант VTOLа. Вот когда у нас будут ядерные батарейки и всем будет плевать на энергетику полета, тогда ситуация может изменится. И даже Lilium Jet сможет летать.
в 1954 году. Это экспериментальный прототип турбовинтового самолета Convair XFY-1 Pogo (Прыгун), предназначенный для размещения на обычных кораблях. Несмотря на успешные испытания, самолет не пустили в серию.
Добавлю немного контекста, в это время уже взлетели первые сверхзвуковые истребители...
S-образный профиль используется в основном для схемы "летающее крыло", устойчивость лучше, если я правильно понимаю. Для обычной схемы он ни к чему.
Нет, не правильно. S-образный профиль более устойчив к срыву потока, поэтому он дает или выигрыш в диапазоне скоростей, минимум-максимум, или выигрыш маневренности, большие углы атаки. применяется редко потому что более сложен в изготовлении. в большой авиации не применяется потому что там эти проблемы решаются за счет механизации крыла. От схемы самолета не зависит.
Эволюция тейлситтеров: от немецкого истребителя до современных стартапов. Как создавали «Стрекозу»