Hist贸ricamente, dos tipos de vuelos aerodin谩micos, el avi贸n y el helic贸ptero, se han desarrollado en el mundo. Al mismo tiempo, cada uno de ellos resuelve su propio problema: el avi贸n proporciona buenos indicadores econ贸micos de transporte de larga distancia, y el helic贸ptero le permite entregar mercanc铆as a lugares donde el avi贸n no puede aterrizar.
Le sugiero que especule sobre los dise帽os de aviones existentes desde un punto de vista cr铆tico. Desde el punto de vista de que los aviones inveterados y los pilotos de helic贸pteros realmente no les gusta hablar.
Comencemos con el avi贸n.
Cualquier invenci贸n en movimiento debe tener dos instrumentos de movimiento: el motor (que convierte la energ铆a acumulada de la materia en radiante) y el motor (el que convierte esta energ铆a en movimiento). Y mirando el avi贸n desde esta posici贸n, nos encontramos en un peque帽o punto muerto l贸gico. Adem谩s del motor y la propulsi贸n, un avi贸n tambi茅n necesita un ala, lo que le permite utilizar el aire como soporte. Pero el problema es que usar el aire como soporte solo es posible a gran velocidad, y aqu铆 est谩 el problema: tenemos que arrastrar este avi贸n con nosotros para mantenernos en el aire. La naturaleza resolvi贸 esta pregunta simplemente: hizo que el ala no solo fuera un portador, sino tambi茅n un motor. El hombre no pudo implementar una soluci贸n tan elegante y sigui贸 el camino de la separaci贸n de estas funciones. Pag贸 por esto porque la eficiencia de convertir la energ铆a del combustible en movimiento no es alta debido a la baja eficiencia de la h茅lice, mientras que el ala se convierte en lastre condicional y crea la mayor parte de la resistencia; todo esto afecta la eficiencia. Ya hemos alcanzado el l铆mite de desarrollo de esta soluci贸n: solo se puede aumentar a煤n m谩s la velocidad (ya hemos construido el avi贸n m谩s grande y de mayor calidad constructiva: A380 y Boing 787).
En un helic贸ptero, la tarea de combinar propulsi贸n y soporte est谩 resuelta, 隆pero est谩 terriblemente resuelta! Para simplificar el dise帽o, los ingenieros obligaron a la aleta a girar. Desde el punto de vista del vuelo esta es la soluci贸n m谩s efectiva. Pero vale la pena hacer que el helic贸ptero vuele hacia adelante: esta es una forma de imprudencia energ茅tica. Una cuchilla vuela para encontrarse con la corriente, mientras que la otra huye de ella y en el delta de sus fuerzas de elevaci贸n y vuela un helic贸ptero. Esta desgracia se expresa en la extrema ineficiencia de los helic贸pteros en el transporte de larga distancia. 隆En promedio, un helic贸ptero gasta de cuatro a cinco veces m谩s combustible por tonelada-kil贸metro que un avi贸n!
驴Es posible resolver este problema de manera diferente?
Durante 13 a帽os, he estado desarrollando machelets (ornit贸pteros) de dispositivos que son potencialmente capaces de resolver las contradicciones que subyacen en el transporte a茅reo tradicional.
A primera vista, la idea misma de volar como un p谩jaro parece arcaica y no viable, pero 驴es as铆?
Es in煤til teorizar sobre este tema, ya que simplemente no hay aerodin谩mica del ala de aleteo como una direcci贸n de la ciencia. Por lo tanto, esta tarea requiere una gran base experimental e investigaci贸n, que es lo que realmente hago.
En 2013, construimos la m谩quina voladora m谩s grande del mundo con un peso de despegue de 30 kg. El dispositivo parece rid铆culo, pero nos permiti贸 dar respuestas a algunas preguntas muy importantes.
隆La respuesta principal es que puedes volar con una ola de alas!
Pero m谩s misterios se hicieron a煤n mayores. Los datos que recibimos sobre la aerodin谩mica y la din谩mica del aparato no se ajustan a los modelos aerodin谩micos que construimos sobre la base de las leyes aerodin谩micas generales. Hay diferencias significativas hacia arriba. Es decir A pesar de la terrible aerodin谩mica, a primera vista, la calidad aerodin谩mica del dispositivo es 12. Es decir Igual que el avi贸n. Esto es muy inusual.
Que sigue
La mayor pregunta sigue siendo la cuesti贸n de la escala. Es decir 驴Es posible construir un volante grande? El hecho es que el tama帽o de la caoba est谩 limitado por las leyes de la f铆sica. El momento de inercia del ala crece en el cuarto grado de tama帽o lineal, y la fuerza en el segundo, es decir. hay un punto despu茅s del cual el macholet no puede existir. Se trata de la unidad: 隆la unidad de manivela es terrible! Y desde el punto de vista del dise帽o y desde el punto de vista de la implementaci贸n, no es absolutamente adecuado para los frentes. El l铆mite de la masa de despegue de una caoba con un accionamiento de manivela es de 40 kilogramos.
Me tom贸 dos a帽os encontrar la respuesta sobre c贸mo hacer que la mayor sea m谩s que esta masa suprema.
Y ahora estamos construyendo un nuevo dispositivo cuya tarea no solo es probar la posibilidad de volar una m谩quina con un ala que se mueve, sino tambi茅n mostrar su efectividad en comparaci贸n con un avi贸n y un helic贸ptero.
Apuesto a que los volantes pueden ser competidores para multicopter debido a su mayor eficiencia, as铆 como a su bajo ruido (el video no es un indicador, no hab铆a silenciador en el motor).
En caso de 茅xito de nuestro nuevo experimento, ser谩 posible construir volantes de casi cualquier dimensi贸n razonable, pero personalmente estoy interesado en el segmento de taxi a茅reo con la posibilidad de despegue y aterrizaje vertical, una opci贸n interesante para el transporte urbano del futuro.