多旋翼+螺旋槳型eVTOL飛行器飛行性能簡要評估



多旋翼+螺旋槳型 eVTOL 飛行器實際上是電動版的復合式直升機。電動多旋翼相當于復合式直升機的單/雙旋翼,是專門用于提供升降力的推進器,電動螺旋槳是專門用于前向飛行的推進器多旋翼的支撐結構可作為飛行翼,在前向飛行時減輕多旋翼的升力負擔。


多旋翼+螺旋槳型eVTOL飛行器飛行性能簡要評估的圖1

共軸雙槳復合式直升機

多旋翼型 eVTOL飛行器機翼+螺旋槳+多旋翼型eVTOL飛行器一樣,在此簡要評估一下此種類型 eVTOL 飛行器的飛行性能:


多旋翼+螺旋槳型eVTOL飛行器飛行性能簡要評估的圖2

Eve Air Mobility Eve V3 網址:https://evtol.news/embraer/


垂直飛行性能:

多旋翼+螺旋槳型 eVTOL 飛行器,可靈活設計電動旋翼的直徑尺寸、功率載荷、旋翼數量,電動螺旋槳數量以及安裝位置、結構布局。

懸停狀態飛行:電動旋翼安裝位置距離飛行器重心遠,控制力矩大;電動旋翼在水平面上多位均勻布局,量化了方位角度,控制響應快;電動旋翼同型號的數量多,便于設計交替冗余使用。遇有強風干擾,電動螺旋槳能夠逆風推進,提高飛行器的抗風性能。


多旋翼+螺旋槳型eVTOL飛行器飛行性能簡要評估的圖3

起降狀態飛行:垂直起飛時,電動螺旋槳能夠快速強力推進飛行器,加快從懸停到前飛狀態的過渡時間,減少懸停能量消耗;降落進近時,電動螺旋槳能反向推進為飛行器剎車,避免機頭上揚影響駕駛員著陸操縱視線。

前向飛行性能:

多旋翼+螺旋槳型 eVTOL 飛行器,專門由電動螺旋槳提供前向水平推進動力,能夠保持多旋翼槳盤平面處于水平狀態,使各個電動旋翼能夠均勻提供升力,避免了前后電動旋翼功率需求差異過大的困境。

電動旋翼支架結構能夠進行翼型設計,前向飛行時產生附加升力,提高飛行器的升阻比。

電動旋翼位置兩兩對稱,旋翼前行槳葉和后行槳葉產生的升力差,能夠相互抵消,不需特別調節處理。


多旋翼+螺旋槳型eVTOL飛行器飛行性能簡要評估的圖4

參閱《直升機高速之路


電動旋翼能夠較為容易地調節槳距和轉速,在高速飛行時,能夠降低轉速防止前行槳尖發生局部激波;電動旋翼甚至能夠轉換為自轉旋翼狀態,進一步提高飛行速度。

前向飛行時,電動旋翼可用功率有較大的充裕,能夠靈活調配提高飛行品質,如做大坡度轉向機動。

整機性能:

多旋翼+螺旋槳型 eVTOL 飛行器,電動旋翼和電動螺旋槳在直徑尺寸和數量上,能夠根據飛行器需要功能靈活配置,易于翼身融合整體設計。


多旋翼+螺旋槳型eVTOL飛行器飛行性能簡要評估的圖5

參閱《為武裝直升機改裝涵道風扇飛行翼


電動旋翼和電動螺旋槳直徑尺寸小,機械結構簡單,轉速可調可控,易于飛行器減振降噪設計。

同型號的電動旋翼使用數量多,便于模塊化系列化標準化設計制造,能夠提高產品質量,簡化飛行器的研發制造過程。使用保障時,便于維護修理,備件貯備。

多旋翼能夠建立表決系統可靠性模型,相比直升機單/雙旋翼串聯系統可靠性模型,可靠性程度大為提高。通俗來講,多旋翼能夠保證在幾個電動旋翼不工作時,飛行器仍然可以安全飛行或安全著陸。

適用場景:

多旋翼+螺旋槳型 eVTOL 飛行器,在垂直起降、懸停作業、慢速飛行和快速飛行等綜合性能方面有較大的優勢。適用于山區空中交通運輸、農林工業航空作業、航空應急救援等場合。在軍事應用上,適合于武裝直升機應用場景。


文章來源: 民用無人機產業 

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