Angenommen, ein Verkehrsflugzeug (z. B. ein Airbus A320 oder eine Boeing 737) würde zu einer ferngesteuerten Drohne verkleinert, sodass seine Flügelspannweite zwei Fuß breit wäre. Meine Fragen zu diesem maßstabsgetreuen Modell sind:
1) Würden Düsentriebwerke funktionieren, wenn sie auf solche Proportionen verkleinert würden?
2) Würden Flügel, Höhenleitwerk, Querruder, Klappen usw. funktionieren, wenn sie genau im gleichen Verhältnis wie der Rumpf verkleinert würden?
3) Mit welcher Geschwindigkeit sollte das maßstabsgetreue Modell rollen, um abzuheben?
4) Mit welcher Geschwindigkeit sollte das maßstabsgetreue Modell fliegen, um einen stabilen Flug zu erreichen, wenn die Länge und Breite der Flügel usw. korrekt maßstabsgetreu sind?
5) Ist es möglich, dass die Fluggeschwindigkeit eines maßstabsgetreuen Modells eines Verkehrsflugzeugs soweit herunterskaliert werden kann, dass es realistischerweise von einer Person am Boden in einer städtischen Umgebung, z. B. einem Park, ferngesteuert werden kann?
6) Eines der Dinge, die ich hier frage, ist: Kann das in diesem Video gezeigte Flugzeug echt sein? Oder ist es notwendigerweise ein Schwindel, der mit Computergrafiken gemacht wurde?
Wenn Sie die Struktur eines modernen Flugzeugs verkleinern, würde es gut funktionieren. Da das Volumen mit der dritten Potenz der Länge skaliert, die Fläche aber mit der zweiten Potenz, würde die Flächenbelastung mit dem Skalierungsfaktor abnehmen. Daher würde der zum Fliegen erforderliche dynamische Druck ebenso wie alle aerodynamischen Drücke mit dem Skalierungsfaktor abnehmen. Das bedeutet, dass alle Spannungen innerhalb der Struktur ebenfalls abgebaut werden, sodass die strukturelle Sicherheitsmarge mit dem Skalierungsfaktor zunimmt.
Was weniger schön skaliert, sind die Strömungsphänomene. Die Reynolds-Zahl wird mit der 1,5-ten Potenz des Skalierungsfaktors (1 Potenz für die Länge und 0,5 Potenz für die reduzierte Geschwindigkeit) heruntergesetzt, sodass die Grenzschicht relativ dicker wäre. Dies würde den maximalen Auftriebsbeiwert verringern und die Lücken zwischen den Hochauftriebsvorrichtungen der Flügel (Vorflügel, Landeklappen) zu klein machen, um richtig zu funktionieren. Ein einfaches logarithmisches Skalierungsgesetz funktioniert nur bei kleinen Änderungen gut und kann hier nicht angewendet werden. Immerhin liegt der Skalierungsfaktor nahe bei 60. Ich würde vermuten, dass der maximale Auftriebsbeiwert nur halb so hoch ist wie beim echten Flugzeug, also wird die Startgeschwindigkeit um einen Faktor von reduziert . Wenn die Startgeschwindigkeit des Originals 260 km/h beträgt, könnte das Modell vielleicht mit 45 oder 50 km/h abheben.
Das ist ein ganzes Stück niedriger als die Geschwindigkeit des Originalflugzeugs, aber immer noch zu hoch, um es bequem in einem Park zu fliegen. Ein weites offenes Feld wäre besser geeignet.
Gleichzeitig bedeutet die relativ dickere Grenzschicht, dass der Luftwiderstand des skalierten Flugzeugs relativ höher ist, sodass das L/D des Flugzeugs sinkt. Leider wird auch die Strömung in den verkalkten Gasturbinen durch die Reynolds-Zahl negativ beeinflusst, sodass sie wenig Schub erzeugen. Insgesamt bin ich mir ziemlich sicher, dass der skalierte Airbus oder die Boeing nicht in der Lage wäre, auf die erforderliche Startgeschwindigkeit zu beschleunigen, da dies sowohl durch die Erhöhung des Luftwiderstands als auch durch den Schubverlust aufgrund der Skalierung unmöglich wird.
Das Schwierigste habe ich mir für den Schluss aufgehoben. Der Fluss in den winzigen Hydraulikleitungen wäre honigbreit (aber Sie könnten den Hydraulikdruck um den Skalierungsfaktor erhöhen, bevor die Leitungen platzen!), und die Skalierung aller Steuerkreise würde dazu führen, dass elektronische Komponenten vollständig nicht mehr funktionieren.
Am Ende wäre meine Antwort ein klares Nein. Es wird viele Anpassungen erfordern, und nur dann könnte ein maßstabsgetreues Modell zum Fliegen gebracht werden.
Entspannt
Krishnaraj Rao
Benutzer11516