Dürfen?

Natürlich können sie .

Macht das Sinn?

Nein, tut es nicht.

Ein VTOL benötigt einen Schub, der mindestens seinem Gewicht entspricht. Das ist viel mehr als ein Flächenflugzeug (HTOL) braucht. Verkehrsflugzeuge haben ein Verhältnis von Auftrieb zu Luftwiderstand von etwa 18–20. Das ist in sauberer Konfiguration; In der Landekonfiguration könnte es etwa die Hälfte (~10) sein und wir brauchen doppelt so viel Schub, falls ein Triebwerk ausfällt, also etwa ¼ Gewicht. Ein VTOL würde also viermal so viel Schub benötigen wie ein HTOL.

Wahrscheinlich mehr, weil das Fahrzeug im Falle eines Triebwerksausfalls immer noch in der Lage sein müsste, einigermaßen kontrolliert zu landen. Und während Drehflügler dies durch Autorotation tun können und der Pilot von Harrier oder F-35B einfach aussteigen kann, hätte ein strahlgetriebenes ziviles VTOL nur die verbleibenden Triebwerke dafür.

Nun hängen Schub und Kraft glücklicherweise nur indirekt zusammen. Um Schub zu erzeugen, muss Kraft auf die Luft ausgeübt werden. Diese Kraft beschleunigt Luft und gibt ihr einen gewissen Impuls und etwas kinetische Energie. Schub ist (Änderung von) Impuls pro Zeit und Impuls ist Massezeitgeschwindigkeit, während Leistung (Änderung von) Energie pro Zeit und Energie ½ Masse mal Geschwindigkeit im Quadrat ist .

Wir können also mit wenig Leistung viel Schub erzeugen, indem wir viel Luft durch wenig beschleunigen . Was großen Propeller bedeutet: einen Rotor. Auf diese Weise erhalten Hubschrauber mit einem relativ kleinen Motor genügend Auftrieb / Schub.

Leider sind Rotoren für schnelles Fliegen nicht sehr praktisch. Man wäre auch ziemlich schwer zu kippen. Aus diesem Grund verwenden V-22 Osprey und Augusta-Westland AW603 einen Kompromiss, der irgendwo dazwischen liegt; groß genug, um beim Schweben noch eine gute Effizienz zu haben, und klein genug, um kippen zu können.

Was beim Schweben definitiv nicht effizient wäre, ist ein Jet. Düsen sind klein und können nicht so viel Luft beeinflussen; was sie können, ist es viel zu beschleunigen. Das ist notwendig, um schnell zu fliegen, aber es ist furchtbar ineffizient, wenn es langsam fliegt.

Militärjets ist das egal. Sie wollen sowieso einen so starken Motor, um sehr schnell zu fliegen, und sie legen nicht viel Wert auf Effizienz, da der entscheidende Vorteil im Kampf viel Geld wert ist. Aber für den zivilen Transport würde der kleine Vorteil, näher am Zielort landen zu können, den Nachteil, dass der Betrieb um ein Vielfaches teurer ist, nicht aufwiegen. Die lange Strecke mit HTOL zu einem nahe gelegenen Flughafen zu fliegen und, wenn das Ziel nicht mit dem Auto erreichbar ist, einen Hubschrauber nur für den letzten Teil der Reise zu mieten, ist viel billiger.

Die Wikipedia-Seite zu VTOL hat einen ganzen Abschnitt über die Geschichte von "Jet Lift" VTOL-Flugzeugen . Es enthält einige Bilder des Harrier "Jump Jet", der wahrscheinlich der bekannteste VTOL-Starrflügler ist und ein Düsentriebwerk hat. Ich denke, der einzige Grund, warum "fast alle" VTOL-Flugzeuge Propeller verwenden, ist, dass fast alle VTOL-Flugzeuge Hubschrauber sind. VTOL-Starrflügelflugzeuge stellen sich als ziemlich schwierig (sprich: teuer) heraus, richtig zu machen, und nicht viele Designs (mit Propellern oder Jets) haben es in die Produktion geschafft.

Strahlantrieb ist für zivile VTOL unpraktisch, da der Strahlstrahl selbst einen Landeplatz aus Stahlbeton schnell erodiert , ganz zu schweigen von einer asphaltierten Auffahrt oder einem Grasfeld. Militäranlagen können sich spezielle Pads leisten, aber diese Infrastrukturkosten wären für ein Flugzeug, dessen Vorteil darin besteht, dass es "überall" landen soll, entmutigend.

Außerdem wären Start und Landung unangenehm laut : 125 dB in 100 Fuß Entfernung zum Beispiel für den Harrier.

Düsentriebwerke wurden bereits für VTOL-Flugzeuge verwendet, siehe Harrier oder Joint Strike Fighter .

Es gibt mindestens ein ziviles, düsengetriebenes Schub-Schwebeflugzeug: das Zapata Flyboard Air. Dabei werden winzige (Modellflugzeuggröße) Turbojets verwendet, um Schub für den Schwebeflug bereitzustellen. Es hat gute Sicherheitsreserven, kann mit einem ausgefallenen Triebwerk fliegen und mit zwei ausgefallenen Triebwerken sicher landen.

Es ist völlig unpraktisch; es ist ein Spielzeug.

Das einzige andere zivile Flugzeug, das bis heute in dieser Kategorie entfernt ist, sind die verschiedenen Iterationen (in den letzten fünfundfünfzig oder sechzig Jahren ) des Moller Aircar (es hatte verschiedene Namen). Es ist ein Luftkissenfahrzeug mit Lüfterantrieb, das in den frühen 1960er Jahren begann und wie eine winzige fliegende Untertasse aussah und um das Jahr 2000 als computergesteuertes Senkrechtstarter mit Übergangsfähigkeit und einer angeblichen Höchstgeschwindigkeit von 200 Meilen pro Stunde endete, ohne jemals eine Produktion zu sehen Soweit mir bekannt ist, kam der Prototyp nie über den angebundenen Schwebeflug hinaus).

Es wäre ein Alptraum gewesen, eine solche Maschine mit Kolben- (oder bei den letzten Versionen Rotationsmotoren) zertifizieren zu lassen. Diese Motoren können bei der erforderlichen Leistung und dem erforderlichen Gewicht nicht sehr zuverlässig gemacht werden, was bedeutet, dass die FAA sie nicht zulassen wird, dass sie Personen außerhalb der experimentellen Kategorie befördern.

Es gab einen kurzen Versuch, die Williams "Flying Garbage Can" zu einem zivilen Fahrzeug zu machen; das ging nie über das Neulackieren eines militärischen Prototyps in einer anderen Farbe als olivgrün hinaus - dasselbe Problem, Zuverlässigkeit sowie der Kraftstoffverbrauch eines Motors, der um ein Vielfaches größer ist als das, was zum Fliegen mit Auftriebsflächen benötigt wird.

Ein paar Geräte vom Typ "Jetpack" wurden als einmalige Maschinen gebaut, aber auch hier gibt es keine praktische Anwendung und sie sind zu teuer und zu gefährlich, um gutes Spielzeug herzustellen.