Rentabilität eines Jets nach dem Vorbild einer Libelle?

Insekten der Ordnung Odonata haben zwei Flügelpaare, die unabhängig voneinander bewegt werden können, ihre Facettenaugen ermöglichen ihnen eine 360°-Sicht und ihre Körper sind länglich. Sie können ihre Flügel um 180 ° phasenverschoben schlagen, um Auftrieb zu erzeugen, und an Ort und Stelle schweben, um 90 ° Grad, um Schub, aber weniger Auftrieb zu erzeugen, was Geschwindigkeiten von 36–54 km / h (22–34 mph) ermöglicht oder gleiten kann indem sie ihre Flügel in einer X-Wing-Position halten. Sie können sich rückwärts bewegen, indem sie ihre Nase heben. Ihre Flügel haben Gewichte an den vorderen Spitzen, um ein Flattern zu vermeiden. Die Flügel sind auch nicht perfekt glatt und haben gewellte Querschnitte, die verhindern, dass sich der Flügel infolge von Resonanz verzieht oder verformt.

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Für Flugzeuge (oder in diesem Fall Drohnen oder Kampfjets) bedeutet dies lange Flugzeuge mit 360°-Cockpits und vier verstellbaren Flügeln. Die Schubquelle kann hinten oder in der Nähe der Mitte sein, ich bin mir nicht sicher, was am besten ist.

Wäre ein Jet nach dem Vorbild einer Libelle wendiger? Warum nicht? Komplexität oder Herstellungskosten sind mir egal.

Der benötigte Aktuator wäre eine schwere Massenstrafe. Der Hauptnutzen von Dragonfly ergibt sich aus der Anpassungsfähigkeit der Flügel als angetriebene Flügel und der Wechselwirkung von Luftwirbeln zwischen ihnen. Wenn Sie jemals einen militärischen Ornithopter bauen, ist dies der richtige Weg. Aber düsengetrieben? .... nein.
@PcMan Guter Kommentar, wenn du es jetzt nur zu einer Antwort machen würdest, wäre ich perfekt.
Was fragst du wirklich? Fragen Sie, ob angesichts der Tatsache, dass wir über die Material- und Triebwerkstechnologie verfügen, um eine Libelle für den Flug im menschlichen Maßstab zu kopieren, dieses Objekt so manövrierfähig ist wie das Insekt? Die Antwort ist ziemlich offensichtlich nein, denn der Massenunterschied würde etwa fünf Größenordnungen betragen. Wenn Sie sich angesichts der Größenunterschiede fragen, ob es auf die gleiche grundlegende Weise manövrieren könnte wie eine Libelle, wäre die Antwort ja, weil Sie eine Libelle gebaut haben. Wenn Sie fragen, ob wir heute so etwas bauen könnten, lautet die Antwort verdammt noch mal nein. Also, was fragst du wirklich?
Was ist der Zweck dieses Düsenflugzeugs? Wenn alles, was Sie wollen, Manövrierfähigkeit ist, was ist dann falsch an einem Helikopter oder Jump-Jet? Möchten Sie einen Düsenjäger, der in der Lage ist, einen modernen Jet oder ein Transportflugzeug auszuschalten? Oder etwas anderes ?
Was?! Glaubst du nicht, dass ein Libellenjet so schlimm wäre, um seine Existenz zu entschuldigen? Wow ... was für eine Welt, in der wir leben. Sagen wir einfach, es ist für Unterhaltung, öffentliche Stunts und so weiter.
"Wäre ein Jet nach dem Vorbild einer Libelle wendiger?" ist keine vollständige Frage, da "mehr" verwendet wird, um einen Vergleich anzustellen. Bitte spezifizieren Sie, was manövrierfähiger sein soll als - ein Harrier-Sprungjet, eine Predator-Drohne, ein Weißkopfseeadler, ein Space Shuttle...? Geben Sie auch an, welche Größe der vorgeschlagene Jet haben wird – eine kleine Drohne ist etwas ganz anderes als ein bemanntes Flugzeug.

Antworten (1)

Eine Libelle fliegt aufgrund der Bewegungen, die ihre Flügel machen. Dies ist völlig anders als bei einem künstlichen Flugzeug, das von einem Strahltriebwerk angetrieben wird, das effektiv Reaktionstriebwerke verwendet, um den Antrieb bereitzustellen. Es ist jedoch möglich, ein Flugzeug mit "Jet"-Antrieb zu haben, wie beispielsweise viele Hubschrauber, die Jet-Turbinen als Quelle mechanischer Energie verwenden.

Wenn wir jedoch eine mechanische Libelle auf eine Größe vergrößern würden, in der sie einen Menschen tragen könnte, würden wir auf Probleme im Zusammenhang mit der Reynolds-Zahl stoßen . Die Auswirkung der Reynolds-Zahl auf Flügel besteht darin, dass Tragflächen in Insektengröße dünn und unregelmäßig im Querschnitt sein können, während Flugzeugtragflächen im menschlichen Maßstab dick und gleichmäßig gekrümmt sein müssen. Dies allein fügt den Flügeln ein erhebliches Gewicht hinzu, ohne das Quadratwürfelgesetz zu berücksichtigen, das besagt, dass größere Objekte stärkere, schwerere innere Strukturen haben müssen, um sich selbst zu stützen.

Libellen sind auf flexible Verbindungen zwischen ihren Flügeln und Körpern angewiesen, um die beiden zu verbinden. Wenn sie jedoch auf Flugzeuggröße skaliert werden, müssten diese mechanischen Verbindungen erheblich stärker sein, und das Ermöglichen des erforderlichen Bereichs kontrollierter Bewegung würde sie ziemlich komplex machen.

Fliegende Kreaturen fliegen mit schlagenden Flügeln aufgrund der biologischen Regel, dass Rotationsstrukturen auf irgendeiner Ebene über dem Subzellulären nicht praktikabel sind. Dies verursacht Ineffizienzen, die mit der Änderung des Impulses der Flügel zweimal pro Schlagzyklus zu tun haben. Schlagflügel zu vergrößern würde dieses Problem nur vergrößern. Künstliche mechanische Systeme haben jedoch keine solchen Einschränkungen, und rotierende Systeme haben den Vorteil der Impulserhaltung.

Während es also möglich sein könnte, einen vierflügeligen Ornithopter im Flugzeugmaßstab zu bauen, wäre es mechanisch komplex, schwierig, einen kontrollierten Flug zu erreichen (erfordert Computerisierung, um Steuereingaben in Flügelbewegungen umzuwandeln), sehr energieineffizient (gibt es eine horrend kurze Betriebsdauer) und sehr anfällig für Verschleiß und katastrophale mechanische Ausfälle an den Gelenken zwischen Flügel und Rumpf, und sie wären völlig unnötig, wenn wir bereits Flugzeuge haben, die auf ähnliche Weise funktionieren: Hubschrauber.

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