Концепция: мультикоптер на монотопливе с безлопастными вентиляторами

[Stak]

Попалась свежая статья, о применении безлопастных вентиляторов в качестве движителей на БПЛА.

ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК «БЕЗЛОПАТОЧНЫХ» ВЕНТИЛЯТОРОВ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ДВИГАТЕЛЯМ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

cyberleninka.ru

Однако, в предложенной в статье схеме предполагается использование ГТД малой мощности, как источника сжатого газа для эжекторов, что само по себе дорого.

Предлагается к рассмотрению возможность оптимизации стоимости таких ЛА, путем перехода на использования монотоплива - например, раствора карбамид/аммиачная селитра, либо перекиси водорода. Главным плюсом такого подхода является возможность радиального снижения стоимости силовой установки - фактически, для квадрокоптерной схемы, в составе СУ останется следующие элементы - каталитический реактор для разложения монотоплива, турбогенератор с вихревой турбиной для энергообеспечения бортовой аппаратуры, 4 дроссельных заслонки для обеспечения управления, и 4 безлопастный вентилятора (эжектора) .

 

[daredevil]

1) Не понимаю идеологии. Они прямо говорят, что тяга у дайсона такая же, как у концентрированной струи - т.е. для висения как бы разницы нет, что дайсон, что компрессор или в Вашем случае ЖРД. А для пропульсии - мощность равна тяге, помноженной на скорость аппарата - откуда выигрыш, если тяга та же?

Да, эта вещь может замедлить воздух на выходе до скорости невозмущённого потока (формально 100%-й полётный КПД движителя) - но ведь ценой сопротивления, которое в их расчётах не учитывается.

2) Подумалось: а нужна ли дайсон-вентилятору юбка? Ведь если, как утверждается в статье, при некоторых условиях расходяшаяся кольцевая струя может загибаться к центру - то она сама может быть юбкой-диффузором оживальной формы.

 

[Stak]

1) Не понимаю идеологии. Они прямо говорят, что тяга у дайсона такая же, как у концентрированной струи - т.е. для висения как бы разницы нет, что дайсон, что компрессор или в Вашем случае ЖРД. А для пропульсии - мощность равна тяге, помноженной на скорость аппарата - откуда выигрыш, если тяга та же?

Да, эта вещь может замедлить воздух на выходе до скорости невозмущённого потока (формально 100%-й полётный КПД движителя) - но ведь ценой сопротивления, которое в их расчётах не учитывается.

2) Подумалось: а нужна ли дайсон-вентилятору юбка? Ведь если, как утверждается в статье, при некоторых условиях расходяшаяся кольцевая струя может загибаться к центру - то она сама может быть юбкой-диффузором оживальной формы.

Чем меньше скорость воздуха на выходе из вентилятора - тем выше КПД. По тексту статьи - авторы получили 20м/с на 175мм вентиляторе и тягу 44Н, что даёт тяговый кпд на висении (примем скорость 1м/с) равный 2/(1+20/1)=0.095. При скорости 20м/с - тяговый КПД приближается к единице.
Имхо, главный плюс такой конструкции - её простота, дешевизна, и технологичность. А если применять монотоплива - то и радикальное упрощение всей силовой установки.

 

[daredevil]

Имхо, главный плюс такой конструкции - её простота, дешевизна, и технологичность.

Сопло ещё проще.

Чем меньше скорость воздуха на выходе из вентилятора - тем выше КПД.

Насчёт тягового КПД: какая разница, если он не влияет на тягу и соответственно не влияет на удельную тягу (отношение тяги к подводимой мощности)? У винта мы тоже можем сделать тяговый КПД 100%, если поместим в диффузор. Но никто так не делает, потому что это имеет цену в виде сопротивления. Голый винт в полёте эффективнее (а на висении всё же в кольце, если вес кольца невелик).

примем скорость 1м/с

А почему не 0,1 или 0,01? Тяговый КПД на висении - нонсенс. На висении важна только удельная тяга. Сколько кгс тяги можно создать одним кВт мощности движка. То есть чтобы выиграть по эффективности, наш движитель должен позволять создать ту же тягу при меньшей мощности, чем сопло. А он не позволяет, я правильно понял?