Warum verbraucht das Zapata Flyboard Air UL so viel mehr Kraftstoff pro Stunde als das Mosquito Air?

Sie sind beide ultraleicht und halten sich an die FAA Ultralight Reg 14 CFR Teil 103. Der Mosquito Air ist ein ultraleichter 1-Personen-Hubschrauber, während der Zapata Air UL ein ultraleichtes Hoverboard für 1 Person mit Mikrostrahlturbine ist. Sie wiegen das gleiche und beide tragen nur 5 Gallonen Kraftstoff, da dies in Teil 103 vorgeschrieben ist.

Die 5 Gallonen reichen für eine Reiseflugzeit von 1 Stunde auf der Mosquito, während sie auf der Zapata nur 8 Minuten dauern. Zugegeben, wir haben es hier mit unterschiedlichen Technologien und unterschiedlichen Kraftstoffen zu tun (Zapata verwendet Kerosin, Mosquito verwendet Avgas). Ich war überrascht über den Unterschied beim Kraftstoffverbrauch.

Die bloße Physik sagt uns, dass gleiche Massen die gleiche Menge an Schub, also Energie, benötigen sollten, um an Ort und Stelle zu schweben, wo Auftrieb gleich Gewicht ist. Kerosin hat eine ähnliche Energiedichte wie Avgas. Und eine Strahlturbine soll viel effizienter sein als ein 2-Takt-2-Zylinder-Benzinmotor.

Der Mosquito rühmt sich eines 64-PS-Motors „mit dem höchsten Leistungsgewicht auf dem heutigen Markt“. Die Firma Zapata scheint sich nicht so sehr um den spritfressenden Kraftstoffverbrauch zu kümmern. Die beiden Unternehmen scheinen hier unterschiedliche Prioritäten zu haben, daher vermute ich, dass die Kraftstoffeffizienz des Zapata verbessert werden könnte. Dennoch ist dies ein großer Unterschied, der schwer zu verstehen ist.

Angetriebener Aufzug verbrennt viel Kraftstoff.
„Kerosin hat eine größere Energiedichte als Avgas“. Quelle bitte. Alles, was ich finden kann, sagt das Gegenteil.
@Simon Benzin ist in erster Linie der 5-Kohlenstoff-Kohlenwasserstoff Pentan, der leicht verdampft und weniger dicht ist als die Kohlenwasserstoffe mit langen Kohlenstoffketten, aus denen Kerosin besteht. Kerosin, JetA und Diesel sind in Energiedichte und Zusammensetzung sehr ähnlich, mit weniger als 1 % Unterschied zwischen ihnen. Ich glaube nicht, dass Sie bestreiten, dass Diesel eine höhere Energiedichte als Benzin hat. Rohes Pentan ist nicht energiedicht genug, daher wird der 8-Kohlenstoff-Kohlenwasserstoff Oktan hinzugefügt, sodass wir eine Oktanzahl haben. 100LL ist eine Oktanzahl von 100 mit hinzugefügter Bleiverbindung, die eine ähnliche Energiedichte wie Kerosin haben könnte.
@Simon Ich werde dieses Thema als separate Frage öffnen.
@Simon du hast Recht, meine schlechte, korrigierte Frage.
@simon Kerosin hat die höhere Energiedichte, Benzin hat die höhere spezifische Energie. Beim Vergleich der Ausdauer eines 5-Gallonen-Tanks ist ersteres relevanter. de.wikipedia.org/wiki/…
@sdenham 100LL ist nicht in der Wikipedia-Tabelle aufgeführt. Die sehr hohe Oktanzahl übertrifft Kerosin sowohl in der Energiedichte (Energie/Volumen) als auch in der spezifischen Energie (Energie/Masse) um etwa 5 bis 10 %.
@ 0tyranny0poverty Ich finde es überraschend schwierig, eine Quelle zu finden, die explizit eine Zahl für 100 LL angibt - die Quelle, die ich gefunden habe, verweist auf eine Primärquelle mit der Aufschrift "Flugbenzin" gibt ~ 31 MJ / L (über 10% weniger als die generische Benzinzahl in Wikipedia ). Während diese Veröffentlichung anscheinend hauptsächlich "Flugbenzin" verwendet, um sich auf 100LL zu beziehen, ist dies nicht eindeutig. (Hinweis: Die Veröffentlichung widmet sich auch der Tatsache, dass die spezifische Energie und die Energiedichte von Kohlenwasserstoffbrennstoffen im Allgemeinen in umgekehrtem Zusammenhang stehen.) Was ist Ihre Quelle?

Antworten (3)

Es ist der Unterschied zwischen Strahltriebwerken und Propellern. Es ist viel effizienter, mehr Luft auf eine niedrige Geschwindigkeit zu beschleunigen, als weniger Luft auf eine höhere Geschwindigkeit zu beschleunigen. Bei Starrflügeln besteht der einzige Grund für die Verwendung von Jets darin, dass Propeller an ihre Geschwindigkeitsgrenze stoßen, wenn die Spitzen die Schallgeschwindigkeit überschreiten.

Der Schwebeflug ist besonders treibstoffverbrauchsintensiv. Der Mosquito Air verbrennt seinen Treibstoff viel schneller als 1 Stunde, wenn er die ganze Zeit im Schweben bleibt. Das Fliegen in einem Hubschrauber macht den Kraftstoffverbrauch ein bisschen ähnlicher wie bei Starrflüglern: Die Rotorblätter beginnen sich eher wie Flügel zu verhalten und können die Fluggeschwindigkeit nutzen, um den induzierten Widerstand zu reduzieren. Immer noch weniger effizient als Starrflügler, aber effizienter als Helikopter-Schwebeflug.

Der Zapata Air UL befindet sich immer im Schwebeflug, hat keine Flügel und ist ein Jet. Es erhält nie den erhöhten Effizienzeffekt des Vorwärtsfluges, den ein Rotor bekommt. Und Jets sind bei niedrigen Geschwindigkeiten wirklich sehr ineffizient!

Es ist aber ein ziemlich cooles Gerät.
die aussage über die luftgeschwindigkeit klärte meinen gedankennebel. E = 0,5 mvsq, also ist mehr Luftmasse bei niedrigerer Geschwindigkeit einfacher als weniger Masse bei höherer Geschwindigkeit, da wir es mit der Geschwindigkeit im Quadrat zu tun haben.
Ja, Schub = M ˙ ⋅ ( v e − v 0 )
Könntest du Flügel auf das Flyboard setzen?
nicht Teil des Designs
Mein aktuelles Körpergewicht würde selbst bei halber Tankfüllung über der Nutzlast beider Fahrzeuge liegen, also muss ich mir eines besorgen, das mit Fahrradpedalkraft läuft, falls es so etwas gibt, und diese Pfunde verbrennen :)
@Otyranny Opoverty wie diese?
Ich wäre immer noch zu schwer, um vom Boden abzuheben. für den ersten Monat des Tretens sowieso.

Lassen Sie uns zunächst Äpfel mit Äpfeln vergleichen und das Flyboard mit dem Mosquito XET vergleichen, der gasturbinenbetriebenen Version. Der Mosquito XET mit seinem 90 PS starken Solar-Turbowellenmotor verbraucht etwa 8,5 gph, während das Flyboard mit sechs kleinen Turbojets eher bei 38-40 gph liegt.

Abgesehen von der höheren Effizienz von Propellern gegenüber reinen Jet-Abgasen sollte man auch bedenken, dass das XET ein einzelnes Gasturbinentriebwerk hat, während das Flyboard sechs viel kleinere Gasturbinentriebwerke hat.

Gasturbinen sind effizienter, wenn sie größer gemacht werden, was der Hauptgrund dafür ist, dass große zweimotorige Flugzeuge viermotorige Flugzeuge für internationale Reisen verdrängen. Deutlich effizientere Kraftstoffnutzung, jetzt, da die größeren Zwillinge die ETOPS-Zertifizierung erhalten.

Ich weiß, dass dieser Beitrag etwas alt ist, aber ich habe diesen Beitrag zufällig gefunden, als ich versuchte herauszufinden, welche Turbinen Zapata verwendet. Es scheint eine falsche Wahrnehmung darüber zu geben, wie Hubschrauber fliegen / schweben, im Vergleich dazu, wie Turbinentriebwerke Schub erzeugen.

Hubschrauber fliegen tatsächlich NICHT, indem sie Luft nach unten stoßen / drücken, obwohl dies teilweise ein Ergebnis dessen ist, was vor sich geht. Hubschrauber erzeugen LIFT über das Profil der Rotorblätter und den Anstellwinkel, der je nach Bedienereingabe variiert (zumindest bei den größeren Jungs). Da ich kein Hubschraubermensch bin, weiß ich nicht, ob winzige Hubschrauber wie der Mosquito tatsächlich den Anstellwinkel variieren können, was den Mechanismus etwas komplizierter macht.

Wenn Sie sich ein Rotorblattprofil ansehen, ist es im Allgemeinen dasselbe wie ein Flugzeugflügel. Je schneller es sich dreht (und sich daher durch die Luft bewegt), desto mehr LIFT wird erzeugt, und schließlich wird genug Auftrieb erzeugt, um den Kopter anzuheben/anzutreiben.

Ein Turbinenmotor liefert SCHUB, und es ist der SCHUB, der Dinge wie Zapatas Brett anhebt/antreibt.

„Ich weiß nicht, ob winzige Kopter wie der Mosquito tatsächlich den Anstellwinkel variieren können.“ Wie sonst wäre er steuerbar?
Auftrieb entsteht, indem Luft nach unten gedrückt wird. Um eine Aufwärtskraft auf das Flugzeug zu erzeugen, muss durch das Aktions- und Reaktionsprinzip eine Abwärtskraft auf die Luft ausgeübt werden, die die Luft nach unten drückt. Und da der Impuls linear mit der Geschwindigkeit wächst, die kinetische Energie jedoch quadratisch, erfordert das schnellere Drücken von mehr Luft weniger induzierte Kraft. Und der Mechanismus ist sowieso nicht so anders. Das Profil der Rotor- und Kompressorblätter ist fast gleich, nur die Rotorblätter sind wenige und lang, um wenig Luft zu drücken, und die Kompressorblätter sind zahlreich und kurz, um wenig Luft viel zu drücken.
Warum verbraucht das Zapata Flyboard Air UL so viel mehr Kraftstoff pro Stunde als das Mosquito Air?
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