Ist dieses Flugzeug plausibel?

grobe Skizze des Querschnitts des Flugzeugs

Ich denke darüber nach, eine Flugmaschine in der Comic-Geschichte zu konstruieren, an der ich arbeite. Da ich kein Luftfahrtexperte bin, werde ich mein Bestes geben, um dieses Flugzeug zu beschreiben, und ihr könnt mir sagen, ob diese Maschine plausibel ist.

Das Flugzeug sieht ein bisschen aus wie ein Segelflugzeug aus leichtem Holz (ähnlich dem Holzrumpf eines Bootes), bei dem sich die Flügel in der Mitte treffen und es zwei benachbarte Cockpits gibt, eines in jedem Flügel. Neben den Cockpits, an der Unterseite der Tragflächen, befinden sich Propeller.

Die Idee ist, dass die Piloten in die Cockpits steigen und ständig einen internen Hebel betätigen können, der die Propeller in Bewegung setzt. Ich gehe davon aus, dass die Spannweite lang sein muss, aber ich bin mir nicht sicher, wie lange. Ich gehe auch davon aus, dass der Hebelmechanismus die Pumparbeit verstärkt, so dass es nicht zu viel Energie braucht, um die Propeller zum Surren zu bringen. Darüber hinaus würde dieses Flugzeug wahrscheinlich von einem Ort in großer Höhe, wie einer Klippe, gestoßen werden, damit es abheben kann.

Sie beschreiben im Wesentlichen eine Zwei-Cockpit-Version des Daedalus-Flugzeugs . Ich sehe keinen Grund, warum es nicht funktionieren sollte.
Diese Propeller sind viel zu klein, um bei einer vernünftigen Rotationsgeschwindigkeit einen Unterschied im Flugverhalten des Dings zu machen. Sie müssten sie wahrscheinlich etwa 3-4 mal so groß machen, damit sie eine nennenswerte Wirkung haben. Vielleicht möchten Sie eine Bildsuche nach „Touring Motorsegler“ durchführen und dann bedenken, dass diese normalerweise Verbrennungsmotoren verwenden, die viel mehr Schlagkraft haben, als ein Mensch für mehr als einen sehr kurzen Moment hoffen kann. Bei realen Flugzeugen sind Propeller normalerweise so bemessen, dass die Spitzen mit knapp unter (ungefähr 80-90 %) der Schallgeschwindigkeit angetrieben werden.
" Ich gehe auch davon aus, dass der Hebelmechanismus die zum Pumpen aufgewendete Arbeit verstärkt, so dass es nicht zu viel Energie braucht, um die Propeller zum Surren zu bringen. " TANSTAAFL. Egal, ob es sich um ein paar harte Stöße oder viele leichte Stöße handelt, Sie werden immer noch die gleiche Menge an Energie verbrauchen.
Zu @RonJohns Kommentar würde Ihre Formulierung von "Verstärkung der Arbeit" dafür sorgen, dass Ihr Fahrzeug in der Luft bleiben kann, ohne die körperliche Ausdauer der Person zu überanstrengen. Jedoch kann kein bekanntes Gerät die Arbeit ohne eine externe Energiequelle verstärken (es würde die Energieerhaltung verletzen). Wenn Sie das informelle Konzept von „Arbeit“ verwenden, das eher der Idee von „Anstrengung“ ähnelt, dann trifft RonJohns TANSTAAFL-Ausgabe zu.
@RonJohn was ist TANSTAAFL
@bend: Es gibt kein kostenloses Mittagessen.

Antworten (3)

Flugzeuge mit menschlichem Antrieb sind schon seit einiger Zeit im Trend. Die Verwendung eines Hebels zur Bereitstellung der Leistung ist möglicherweise nicht die beste Lösung, nur weil das Aussetzen dieser Art von Leistung über einen längeren Zeitraum eine Aufgabe ist, die besser den Beinen überlassen wird und keine Hände frei lässt, um beispielsweise das Flugzeug zu steuern.

Angenommen, Ihre Piloten sind stark genug, um dies mit ihren Armen in der Luft zu halten, dann brauchen sie eine Möglichkeit zum Steuern. Vielleicht schaffen sie das mit ihren Beinen? Auf jeden Fall - Flugzeuge mit menschlichem Antrieb sind definitiv möglich, und ohne zusätzliche Informationen kann man sagen, dass dieses Design funktionieren könnte. Das klingt aber nicht nach der bestmöglichen Lösung.

Was wäre, wenn sie mit dem Hebel den Propeller zum Laufen bringen könnten, aber mit demselben Hebel auch die Propeller drehen könnten, wodurch sich das Flugzeug drehen könnte?
Das Drehen der Propeller scheint eine sehr schlechte Methode zur Steuerung eines Flugzeugs zu sein. Anstatt das zu tun, was Sie erwarten, werden Sie wahrscheinlich an Auftrieb verlieren und ins Stocken geraten (HPAs laufen bereits mit der minimal möglichen Fluggeschwindigkeit, da Menschen nicht so gut in die Pedale treten können). In jedem Fall, wenn Sie versuchen, die Steuerung auf einen Hebel zu legen, der ständig gekurbelt werden muss, werden Sie wahrscheinlich abstürzen. Ich würde bei der Steuerung mit den Füßen bleiben, wenn Sie diesen Hebel ankurbeln müssen.
Bemerkenswert: Die von Menschenkraft angetriebenen Flugzeuge, von denen ich gehört habe, haben alle die Grenzen der Ausdauer überschritten. Es war wirklich schwierig für einen Athleten, sie für längere Zeit in der Luft zu halten.

Ihr größtes Problem ist der Mechanismus, um die mechanische Energie beim Ziehen des Hebels in die Drehbewegung des Propellers umzuwandeln. Das ist nicht unmöglich, aber ziemlich ineffizient.

Zu Beginn des Pedalhubs wird der Fuß angehalten, aber die Abtriebswelle bewegt sich mit voller Geschwindigkeit. Es dauert einen Teil des Pedalhubs, bis die Pedale die Ausgangswelle eingeholt haben, und während dieser Aufholphase wird keine Kraft und folglich keine Leistung erzeugt. Sowohl die Dragonfly als auch die Harris Vertical haben Nocken eingebaut, um den Pedalhub am Anfang zu beschleunigen, damit die Pedalgeschwindigkeit schneller an die Geschwindigkeit der Ausgangswelle angepasst werden kann. Allerdings muss der Nocken für ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis ausgelegt sein. Beim Harris Vertical ist die Nocke also nur für etwa eine Gangwahl wirksam.

http://lefthandedcyclist.blogspot.ca/2014/07/graeme-obrees-beastie-lure-of-linear.html

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Das Alenax Trans-Bar-Fahrrad wurde in den 1980er Jahren kommerziell hergestellt.

Es gibt hier einen ganzen Blog-Artikel , der alle möglichen Variationen von Linear- bis hin zu Rotationsantrieben skizziert, eine Konstante beim Betrachten der Beschreibungen und Abbildungen ist, wie komplex die meisten von ihnen sind.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Versuchen Sie, das mechanische System dieses Fahrrads zu trainieren....

Dies bringt uns zum zweiten Problem, dem mechanischen Vorteil . Es ist unwahrscheinlich, dass Ihr Ziehen an Hebeln (oder sogar das Treten auf einem herkömmlichen Fahrradaufbau) das richtige Drehmoment und die richtige Rotationsgeschwindigkeit für die Propeller direkt erzeugt. Sie benötigen ein Räderwerk oder etwas Exotischeres, um die Bewegung, die Sie machen, in die richtige Drehung für die Propeller zu übersetzen. Dies geschieht im Allgemeinen mit einem Getriebezug oder Getriebe, und auch dies erhöht das Gewicht Ihres Flugzeugs, wodurch es für die menschlichen Kraftwerke schwieriger wird, es tatsächlich durch die Luft zu treiben.

Wenn Sie sich echte Flugzeuge mit menschlichem Antrieb ansehen, werden Sie feststellen, dass die beiden gemeinsamen Faktoren extreme Leichtigkeit und ziemlich extreme Spannweiten sind. Dies dient dazu, die ziemlich kleine Menge an Energie zu maximieren, die ein Mensch tatsächlich produzieren kann, und einen kontrollierten Flug zu ermöglichen (untermotorisierte Flugzeuge sind im Allgemeinen gut für unkontrollierten Flug und normalerweise direkt in den Boden).

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ein typisches Flugzeug mit menschlichem Antrieb

Die kurze Antwort lautet also, Ihr Design ist ziemlich unglaubwürdig und müsste erheblich überdacht werden, um ein tatsächliches, flugfähiges Flugzeug zu werden.

Sie müssen einige Ihrer Annahmen überdenken.

Wenn Sie ein Flugzeug haben möchten, das von einer Person angetrieben wird, die Hebel bewegt, ist dies bereits geschehen. Einige Beispiele, die mir gerade einfallen:

  • In Kikis Lieferservice gibt es einen Jungen, der ein fliegendes Fahrrad baut.
  • In Warcraft II (und auch III, wenn ich mich recht erinnere) steuern Gnome fliegende Fahrräder.
  • Einer der Bösewichte im alten Care Bears Cartoon hatte auch ein fliegendes Fahrrad.

Das ist im wirklichen Leben sehr unrealistisch, aber es funktioniert ziemlich gut für den Comic-Realismus.

Das Problem beim Treten zum Fliegen besteht darin, dass die zum Auftrieb erforderliche Energiemenge durch kein Getriebesystem reduziert werden kann - und Menschen können realistischerweise nicht genug Energie abgeben, um ein Fluggerät auf der Erde anzutreiben. Das hindert uns nicht daran, an Hängegleitern, Parasegeln oder sogar Segelflugzeugen festgeschnallt von hohen Plätzen zu springen und sie dann in der Luft loszulassen. Diese haben im Vergleich zu Motorflugzeugen eine begrenzte Autonomie, und Sie müssen in großen Höhen starten ... Aber sie können wirklich weit kommen, wenn sie alleine sind.

In Bezug auf die minimale Flügelfläche, Materialien und andere Gedanken zur Inspiration könnte Sie diese Frage interessieren:

Für ein fliegendes Fahrzeug erforderliches Mindest-Tech-Level

Ps: Nach Ihrer Bearbeitung kam ich nicht umhin, an Nausicaas Segelflugzeug zu denken:

Nausikaa aus dem Tal der Winde

Reality-Check wurde hinzugefügt, aber das ändert nicht wirklich etwas, da OP ausdrücklich angibt, dass es sich um eine "Comic-Geschichte" handelt. Beachten Sie den ersten Satz im Wiki-Auszug des Reality-Check-Tags; Fragt, ob ein bestimmtes Konzept in einem bestimmten Kontext realistisch ist. (meine Betonung)
Diese Comic-Geschichte wird Science-Fiction, also möchte ich, dass die Maschine praktisch ist. Beachten Sie, dass es bei kikis Lieferservice nur einen Propeller gab und die Spannweite nicht so groß war - deshalb habe ich mich gefragt, ob mein Flugzeug besser funktionieren würde.
Ja, Nausicaas Gleiter hat das Design etwas inspiriert.
@MichaelKjörling danke, das hatte ich vergessen. Ich habe den Teil über Realismus bearbeitet.
Ist dieses Flugzeug plausibel?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v