Wäre ein Propeller, der Luft aus einem Zylinder mit Löchern absaugt, eine ideale Auftriebsvorrichtung für ein VTOL-Flugzeug?

Ich frage mich, ob für ein VTOL-Flugzeug mit einem Propeller, der Luft aus einem Zylinder absaugt, der an einem Ende geschlossen ist und Löcher in der oberen Hälfte des Zylinders hat, genügend Auftrieb erzeugt werden kann.

Bitte beziehen Sie sich auf die konzeptionelle Zeichnung unten.

Ich glaube, dass, wenn der Propeller eingeschaltet ist und Luft durch die Löcher ein- und aus dem Zylinder strömt, im Zylinder ein niedriger statischer Druck herrscht und der Zylinder durch den Umgebungsluftdruck außerhalb des Zylinders angehoben wird, der gegen den Zylinder drückt untere Hälfte des Zylinders. Der Auftrieb sollte auftreten, weil die untere Hälfte des Zylinders eine größere Oberfläche hat im Vergleich zur Oberfläche der oberen Hälfte des Zylinders, die Löcher darin hat.

Wäre also ein Propeller, der Luft aus einem Zylinder mit Löchern absaugt, eine ideale Auftriebsvorrichtung für ein VTOL-Flugzeug?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Antworten (4)

Es scheint sehr ineffizient zu sein. Es gibt ein paar Möglichkeiten, dies zu sehen.

Aus der Momentum-Perspektive leisten Sie eine Menge Arbeit, um die Luft nach unten zu beschleunigen. Aber sobald es in die Röhre gelangt, muss es wieder nach oben beschleunigt werden, weil es auf den Boden trifft. Sie verlieren hier viel Nutzen.

Die andere Perspektive besteht darin, zu untersuchen, wo sich der Druck an der Grenze vom Atmosphärendruck unterscheidet.

  • Hochdruck hinten. Trägt nur zum Schub bei, nicht zum Auftrieb.
  • Unterdruck nur über den Löchern. Sehr kleine Gesamtfläche, auf die der Druck einwirken kann, erzeugt einen geringen Auftrieb. Wenn Sie versuchen, die Fläche der Löcher zu vergrößern, kann der Lüfter nicht mehr den gleichen niedrigen Druck im Inneren aufrechterhalten.

Es sieht für mich so aus, als wäre es viel besser, den Lüfter so zu drehen, dass er nach unten bläst und die Röhre beseitigt.

Bereits im 17. Jahrhundert von einem italienischen Priester erfunden. Seine Version war einfacher, ohne Motoren oder Propeller ...

https://en.wikipedia.org/wiki/Francesco_Lana_de_Terzi

@ xxavier, vielen Dank für das Posten dieses Links. Ich kannte weder diesen Erfinder noch sein Schiffsdesign. Ich glaube, dass mein Design aufgrund der heutigen leichten Materialien und leistungsstarken Motoren genügend Auftrieb erzeugen sollte, um kleine VTOL-Flugzeuge wie Drohnen anzuheben.

Ihr Design wird nicht funktionieren.

Wenn Sie das Konzept des italienischen Priesters reproduzieren wollen, dann wollen Sie keine Löcher in der Oberfläche, denn sein Konzept basierte darauf, ein Vakuum in den an seinem Schiff befestigten Kugeln (Ballons) zu haben. Da Sie Löcher haben, wird der statische Druck nicht stark reduziert, da beim Versuch, das Rohr wieder aufzufüllen, Luft einströmt. Und, wie aus der Momentum-Perspektive herausgestellt, erzeugt es einen Seitwärtsschub, keinen Abwärtsschub.

Also, nein, Sie werden nur ein sehr kleines bisschen Auftrieb von einer sehr kleinen Reduzierung des statischen Drucks bekommen, aber selbst mit modernen Materialien wird Ihr Gewicht um Größenordnungen höher sein.

@ Pinguin, eigentlich versuche ich nicht, ein vollständiges Vakuum im Zylinder zu erzeugen, sondern nur ein teilweises. Ich denke, wenn jedes Loch einen Durchmesser von beispielsweise 6 Zoll hätte und es 3 Löcher gäbe, würde die Gesamtoberfläche der drei Löcher 84,9 Quadratzoll betragen. Wenn also der statische Druck im Zylinder um 5 psi verringert werden könnte, wäre dies der Fall erzeugen 424,5 lbs Hubkraft. Dieser Zylinder soll nur einen vertikalen Auftrieb für das VTOL-Flugzeug erzeugen. Das Flugzeug würde einen weiteren Propeller benötigen, um es vorwärts durch die Luft zu treiben.
@HRIATEXP. Ich verstehe das, aber es funktioniert immer noch nicht. Der geringere statische Druck wirkt nicht nur im Bereich der Löcher. Es wirkt auf jede Oberfläche, mit der es in Kontakt kommt. Das ist dein Fehler. In Ihrer Argumentation gilt: Je größer die Löcher, desto größer die Auftriebskraft. Aber je größer die Löcher sind, desto geringer ist der Abfall des statischen Drucks, da aufgrund des statischen Druckabfalls mehr Luft einströmt, sodass Sie keinen niedrigen statischen Druck aufrechterhalten können. Wenn Sie Auftrieb wünschen, erhalten Sie mehr ohne Löcher. Sie müssen verstehen, wie Auftrieb entsteht. Siehe Hobbes Antwort, Punkt 2. Wir sagen dasselbe.

NEIN.

  1. Ein Propeller kann den Luftdruck im Zylinder nur geringfügig reduzieren. Wenn dieser Wert erreicht ist, beginnt Luft um die Propellerblätter herum zurück in den Zylinder zu strömen.

  2. Die Löcher am Umfang machen diese "kleine Menge" noch kleiner: Sie lassen mehr Luft in den Zylinder ein.

  3. Nehmen wir der Argumentation halber an, Ihre Idee funktioniert. Sie haben die Löcher oben verschlossen und einen Einwegpropeller entwickelt, der keine Luft zurück in den Zylinder lässt. Sie schalten den Motor ein und der Propeller zieht den Luftdruck im Zylinder bis zu einem Vakuum. Ihr Zylinder muss jetzt einer Kraft von 1 kg/cm 2 standhalten , dh er braucht dicke Wände.

@ Hobbes, das sind gute Punkte, die Sie gemacht haben. Ich frage mich jetzt, ob der Propeller durch ein Zentrifugallaufrad ersetzt wurde, wie es in einem Staubsauger verwendet wird, ob das genug Vakuum im Zylinder erzeugen würde, um ihn anzuheben. Wie Sie jedoch betont haben, müsste die Zylinderwand dicker sein, und dieses zusätzliche Gewicht würde wahrscheinlich den erzeugten Auftrieb aufheben.
Wäre ein Propeller, der Luft aus einem Zylinder mit Löchern absaugt, eine ideale Auftriebsvorrichtung für ein VTOL-Flugzeug?
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