Frage:
Ist ein Drehflügelfahrzeug zum Überschallflug fähig?
Everyone
2013-12-18 10:48:30 UTC
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Genau das, was der Titel besagt.

Seit den Gebrüdern Wright hat sich die Luftfahrttechnologie für Starrflügelfahrzeuge um einen Auftrag oder mehr weiterentwickelt. Drehflügelfahrzeuge hingegen (ich weiß wenig über die Luftfahrt; bitte korrigieren Sie mich!) Haben sich in Bezug auf Hubkapazität und Manövrierfähigkeit erheblich verbessert. Die Geschwindigkeit hat jedoch nichts Vergleichbares erreicht wie bei Starrflügelfahrzeugen.

  • Ist ein Drehflügelfahrzeug zum Überschallflug fähig?
  • Wie ist es durch moderne Technologie begrenzt?
Obwohl der [Sikorsky X2] (http://en.wikipedia.org/wiki/Sikorsky_X2) bei weitem kein Überschall ist, ist er eine Lektüre wert, wenn Sie ihn noch nicht gesehen haben, und scheint in Bezug auf den Fortschritt bei den besten zu sein der Moment.
Alles kann überschallt werden, wenn Sie es nicht zweimal verwenden müssen.
Vier antworten:
#1
+36
Michael
2013-12-18 11:59:47 UTC
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Derzeit gibt es kein Drehflügelfahrzeug, das zum Überschallflug fähig ist.

In Kombination mit der Vorwärtsbewegung durch die Luft greifen die rotierenden Blätter die Luft auf der einen Seite an und ziehen sich auf der anderen Seite nach hinten zurück. Wenn sich das Flugzeug schneller bewegt, wirft dies zwei Probleme auf:

  • Das sich zurückziehende Blatt hat einen Punkt mit einer Luftgeschwindigkeit von Null, beginnend von der Achse beim Schweben bis zur Spitze mit Vorwärtsgeschwindigkeit, ein Effekt, der als bekannt ist P-Faktor . Schließlich hat ein großer Teil der Klinge einen negativen Luftstrom (rückwärts zu dem, was sie beim Schweben hatte), was zu einem Verlust der Auftriebskontrolle auf dieser Seite führt (es kann immer noch einen Auftrieb geben, aber die Steigung der Klinge hat wenig Einfluss). Das Fahrzeug wird rollen (und ich glaube, die Kreiselkräfte werden die Tonhöhe erhöhen und das Fahrzeug wird sich erholen).
  • Die vorrückende Klinge wird von der Spitze aus Überschall erzeugen. Änderung der Aerodynamik.

Es gibt Ideen für neue Blattaktuatoren, mit denen das Blatt für 1) Rückwärtsgeschwindigkeit und 2) Überschallaerodynamik geändert werden kann. Wie Sie bemerkt haben, hat sich bisher nichts geändert ...

Für weitere Recherchen die Begriffe [Asymmetrie des Auftriebs] (https://www.google.com.au/search?q=dissymmetry+of+lift) und [Rückzugsklingenstillstand] (https://www.google.com). au / search? q = Rückzug + Klinge + Stall) sollte helfen.
#2
+9
Skip Miller
2014-01-02 23:03:05 UTC
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Der Republic XF-84H "Thunderscreech" war ein USAF-Düsenjäger, der mit einem Turbowellenmotor und einem Propeller für den Betrieb mit Überschallgeschwindigkeit ausgestattet war. Es flog zum ersten Mal im Jahr 1955 und das Ergebnis war ein Geräusch, das buchstäblich ohrenbetäubend war. Während des Laufens des Bodenmotors "waren die Prototypen Berichten zufolge 40 km entfernt zu hören."

Während ein Überschallpropeller einige Vorteile bietet, verbieten die Nebenwirkungen (das Geräusch) die Verwendung von Ein Überschallpropeller, auch für militärische Anwendungen, geschweige denn für zivile.

Die Frage schlägt einen Hubschrauber mit Überschallblättern vor, zumindest auf der Blattvorschubseite des Hubschraubers. Es gibt keine mir bekannten Untersuchungen, die darauf hindeuten würden, dass ein Überschallblatt am Hauptrotor eines Hubschraubers anders wirkt als das Überschallblatt eines Propellers in einem Flugzeug. Die Annahme ist daher, dass die Schaufeln einen sehr signifikanten Anstieg des Luftwiderstands erfahren und auch eine sehr signifikante Menge an Rauschen erzeugen würden

#3
+7
MishaP
2013-12-27 01:06:17 UTC
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Da die Frage nach der Flugzeugtheorie zu sein scheint, werde ich mit Theorie antworten. Die kurze Antwort lautet, dass alles fliegen kann und wird, wenn genügend Zeit und Mühe zur Verfügung stehen.

Eine der größten Einschränkungen für das Fliegen von Rotationsflugzeugen mit herkömmlicher Konfiguration mit Überschallgeschwindigkeit sind Materialien. Wenn ein rotierendes Blatt mit dem Fahrweg in einer Linie liegt, muss es erheblichen Druckkräften entlang seiner Längsachse vom Stoß ausgesetzt sein. Für eine konventionelle Konfiguration gibt es drei Lösungen: größere, stärkere &-Klingen (schwerere) neue Materialien oder kürzere Klingen (weniger Auftrieb).

Wenn es Ihnen nichts ausmacht, vom konventionellen Design abzuweichen, führen Sie eine Abdeckung ein Mit den Klingen können Sie diese Kräfte aus der Betrachtung entfernen, indem Sie Ihrem Leichentuch erlauben, die Kräfte des erzeugten Stoßes aufzunehmen. Sie könnten wahrscheinlich das Gewicht jeder einzelnen Klinge reduzieren, indem Sie sie gegen die Abdeckung abstützen (denken Sie - Balken an einem Ende gegen beide Enden verspannt), da die Luft zwischen einer Stoßwelle und Expansionswellen Unterschall ist. Wenn Sie Glück haben und die Physik Sie nicht hasst, können Expansionswellen hinter der Abdeckung auftreten, sodass sich Ihre Rotorblätter in einem Unterschallmedium befinden. Wenn Sie Luft von oben über den ummantelten Rotor nach unten pumpen, verursachen Sie oben einen niedrigeren Druck, unten einen höheren Druck, was einen Druckgradienten verursacht und Auftrieb erzeugt.

Dies sind alles Spekulationen, die auf meinen begrenzten aerodynamischen Kenntnissen beruhen . Im wirklichen Leben hasst dich die Physik normalerweise und du wirst einige wirklich durcheinandergebrachte Expansions- und Stoßwellen entlang der Innenseite des Deckbands bekommen, gepaart mit einigen flüchtigen Stößen, die von den Rotorblättern selbst gebildet werden. Da das Prototyping sehr teuer geworden ist und Windkanäle heutzutage ein aussterbendes Rennen zu sein scheinen, müsste dies mit CFD simuliert werden, und soweit ich weiß, ist CFD noch nicht so schnell und genau, was erklären könnte, warum dies nicht der Fall ist wurde noch nicht ausprobiert.

#4
+5
Pranav
2013-12-25 13:38:46 UTC
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Ein Rotor in einem Flugzeug / Drehflügler ist im Grunde ein Tragflächenabschnitt, der entlang seiner Länge verdreht ist. Diese Verdrehung wird auch als Tonhöhe bezeichnet und ist in den meisten Fällen variabel. Bei Annäherung an Mach 1 oder die Schallgeschwindigkeit beginnen sich in einem Flugzeug (z. B. an den Flügeln) Stoßwellen zu bilden, und der Luftwiderstand steigt stark an (als Wellenwiderstand bezeichnet). Dies liegt daran, dass bei hohen Geschwindigkeiten der Luftstrom nicht mehr als inkompressibler Strom behandelt werden kann. Die Rotoren haben die gleichen Kompressibilitätseffekte wie ein Flugzeugflügel in der Nähe der Schallgeschwindigkeit, daher kann er diesen Widerstand nicht überwinden.



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