Wäre es vorteilhaft, Rotoren UND Propeller anstelle eines Kipprotors zu haben?

Wäre es für Tiltrotor-Flugzeuge von Vorteil, wenn sie SOWOHL Rotoren als auch Propeller hätten, anstatt der Hybrid-Proprotoren, die weder gute Propeller noch gute Rotoren sind?

Stellen Sie sich zum Beispiel die V-22 Osprey mit zusätzlichen Propellern an den Flügeln vor, die im Hubschrauberflug ausgeschaltet sind und wenn das Flugzeug in den Flugzeugmodus übergeht, schalten die Turbinen vom Antrieb der Rotoren auf den Antrieb der Propeller über Getriebe und die Rotorblätter um Neigen Sie in einen Winkel, in dem der Luftwiderstand verringert ist. Dann würde das Flugzeug nur noch mit Propellern angetrieben, die besser für den Flugzeugflug geeignet sind und höhere Geschwindigkeiten erreichen könnten. Wäre das möglich und wenn ja, warum hat das noch niemand versucht?

Du meinst wie der Rotodyne ?

Antworten (4)

Es gibt 2 große Probleme. Das erste ist das Gewicht, das Ihnen entstehen würde:

  • Zusätzliche Rotoren/Propeller
  • Getriebekomponenten (der V22 hat bereits ein Getriebe für den Fall eines Motorschadens, es ist bereits komplexer als Sie es idealerweise wollen, aber es ist aus Sicherheitsgründen notwendig)
  • Strukturkomponenten zur Unterstützung der Kräfte von den Propellern und der zusätzlichen Kraftübertragung

Es ist leichter, Motor und Rotor zusammen zu drehen, und wahrscheinlich zuverlässiger.

Noch wichtiger ist, dass die Rotoren bei höheren Geschwindigkeiten aerodynamische Probleme haben. Denken Sie daran, dass die Rotoren immer noch da oben sind und sich um sie kümmern müssen. Sie könnten:

  • Klappen Sie sie weg oder zurück: Sie benötigen einen Mechanismus, der die Rotoren im Luftstrom verstauen und entfalten kann, was Gewicht bedeutet
  • Lassen Sie sie keinen Auftrieb erzeugen: Dies bedeutet, dass sie Eigengewicht sind, sodass sie von der Nutzlast wegnehmen
  • Verwenden Sie sie zum Auftrieb: Dies wäre ähnlich wie bei einem Gyrocopter, bei dem ein Rotor ohne Antrieb ist, aber beim Vorwärtsflug Auftrieb erzeugt. Es gibt aerodynamische Einschränkungen aufgrund der Unterschiede im Auftrieb von vorrückenden und zurückziehenden Blättern, die Ihre Höchstgeschwindigkeit einschränken würden

Was Sie beschreiben, ist praktisch ein "zusammengesetzter Hubschrauber" - ein ineffizientes Design, das nur verwendet wird, wenn Sie Schwebeflug mit maximaler Vorwärtsgeschwindigkeit kombinieren müssen -, aber mit Schweben, das von Kipprotoren verwaltet wird (erhöht die Komplexität und das Gewicht für die Wellen und das Getriebe) und heben Sie ein Vorwärtsflug, der von den festen Flügeln gehandhabt wird.

Der einfache Grund, warum dies nicht gebaut wurde, ist die Gewissheit, dass eine solche Chimäre keine der Dinge tun wird, die Sie gut machen möchten. Es wird zu schwer sein, erfordert also mehr Kraft zum Schweben und muss schneller fliegen, um vom Schweben zum Vorwärts zu wechseln, es wird so komplex sein, dass es extrem teuer ist und an Zuverlässigkeit verliert, und es gibt keinen Anwendungsfall für das sehr leichte (wenn beliebig) Leistungsgewinn gegenüber konventionellen Flugzeugen, Hubschraubern, Verbundhubschraubern oder Kipprotoren.

Es ist, als würde man ein Elektrowerkzeug bauen, das die Arbeit einer Tischkreissäge, einer Drehmaschine, eines Fräsers, eines Formers und eines Hobels erledigt – es kostet am Ende genauso viel wie die Kombination, erfordert viel Zeit, um von einer Anwendung zur nächsten zu wechseln, und wird keiner von ihnen so gut machen wie dedizierte Maschinen - alles, was Sie sparen, ist Platz.

Ein solches Design kann vorteilhaft sein, da es sich zur Vereinfachung eignet.

Die zwischen einem Rotor mit fester Steigung und einem Propeller mit fester Steigung unter Verwendung eines Differentialgetriebes (wie bei den Hinterrädern eines Autos) aufgeteilte Leistung würde nach der Impulstheorie die Leistung so vom Heben auf den Vorwärtsantrieb verlagern, dass der Rotor automatisch darin gehalten würde eine nahezu horizontale Lage bei fast allen Geschwindigkeiten, wodurch L/D maximiert wird. Ein separater Propeller und Rotor würden den Kompromiss bei der Kipprotorgröße des Osprey vermeiden und zur Effizienz beitragen.

Fragen Sie einfach die Leute bei Fairey, wie gut ihr Rotodyne gelungen ist. Wikipedia-Artikel

Zu komplex, schwer und teuer.