Warum verwenden Drohnen keine Impeller?

Der Grund, warum nicht viele Drohnen Impeller verwenden, ist die Effizienz. Impeller sind großartig für den schnellen Vorwärtsflug, aber nicht für den statischen Auftrieb.

Erläuterung: Ja, der „Kanal“ reduziert die Verluste an den Schaufelspitzen, fügt jedoch erhebliche Verluste an der Einlasslippe und am Auslass hinzu, wo die angrenzende Luft in die Strömung gezogen wird. Bei in Flugzeugen installierten Mantelgebläsen werden diese Verluste bei hohen Vorwärtsgeschwindigkeiten reduziert und bei niedrigen Vorwärtsgeschwindigkeiten erhöht. Bei Drohnen gibt es eine Situation mit senkrechtem Ansaugstrom, wenn die Drohne seitwärts fährt und der Lüfter nach oben zeigt, gibt es noch größere Verluste an der vorderen Ansauglippe.

Das effizienteste Blattdesign für statischen Auftrieb besteht darin, das Blatt so lang wie möglich zu haben (wie bei einem Hubschrauber) und sich so langsam wie möglich zu bewegen. Am wenigsten effizient, wenn sich kurze Blätter mit hoher Geschwindigkeit bewegen.

Es ist einfacher, sich vorzustellen, was vor sich geht, wenn Sie die Viskosität erhöhen und sich vorstellen, dass die Flüssigkeit Wasser statt Luft ist. Sehr große Schaufeln würden das Wasser nur um eine kleine Strecke bewegen, aber über eine große Fläche. Allerdings wären sehr kleine Schaufeln erforderlich, um große Wassermengen durch einen kleinen Bereich zu bewegen, um den gleichen Schub zu erzeugen. Das Bewegen von so viel Wasser erhöht den Luftwiderstand, da die Schaufeln am Einlass Wasser ansaugen müssen und das austretende Wasser am Ausgang sehr schnell durch das umgebende Wasser verlangsamt würde.

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AVID unterstützte im Unterauftrag von Honeywell im Rahmen eines beschleunigten DARPA-Projekts beim Design von T-Hawk, einem Mikroluftfahrzeug (MAV) mit Impeller. T-Hawk ist ein unbemanntes Mikroluftfahrzeug, das in kritischen Situationen mit über 30.000 Flugstunden Gesamtflugstunden Echtzeit-Situationsbewusstsein bietet. (Unter dem Link)

Der Ducted Fan hat ein enges Drehzahlfeld, in dem sein Wirkungsgrad höher ist als ein offener Propeller oder eine Turbine, siehe Bild, als Elemente im DF-Design, als Abstand der Blattspitze zum Kanal und andere, wurde er in Aviation Stack Exchange diskutiert. Ergebnisse ändern können, wird dies besser experimentell getestet, je nach gewünschter Verwendung der Maschine.

Nachteile

Durch die Verwendung von Kanälen erhöht sich das Gewicht als der Vorteil, einen gleichmäßigen Luftstrom zu den Blättern zu erhalten. Wenn Sie nur Propeller verwenden, wird es mehr Manövrierfähigkeit für plötzliche Richtungsänderungen geben.

Vorteile

Verwendung von Impeller, ungestörter Luftstrom bei Wind oder Böen

Durch die Formgebung des Kanals kann der Wirkungsgrad des Impellers gesteigert werden. Wenn der Luftstrom komprimiert wird, dh der äußere Luftstromabschnitt dünner ist als der innere Abschnitt, wird die Flüssigkeit komprimiert (mehr Kompression bedeutet mehr Geschwindigkeit im Luftstrom) und das ist es, was das meiste Vertrauen in normale Propeller gibt, auch wenn sie nicht kanalisiert sind, wenn Sie Beachten Sie, dass in kleinen Propellerflugzeugen, normalerweise zwei Triebwerken, ein kleines Bullauge und ein weiteres kleineres auf der Rückseite der Triebwerke vorhanden sind. Dort kommt der komprimierte Luftstrom heraus. Bei Düsentriebwerken ist ein mehr oder weniger ähnliches Design vorhanden. Ich meine größere Verkehrsflugzeuge, keine Raketen. Ich wollte eine Impeller-Drohne bauen, aber keiner der im Handel erhältlichen Impeller scheint diesem Design zu folgen.