多旋翼+螺旋桨型eVTOL飞行器飞行性能简要评估



多旋翼+螺旋桨型 eVTOL 飞行器实际上是电动版的复合式直升机。电动多旋翼相当于复合式直升机的单/双旋翼,是专门用于提供升降力的推进器,电动螺旋桨是专门用于前向飞行的推进器多旋翼的支撑结构可作为飞行翼,在前向飞行时减轻多旋翼的升力负担


多旋翼+螺旋桨型eVTOL飞行器飞行性能简要评估的图1

共轴双桨复合式直升机

多旋翼型 eVTOL飞行器机翼+螺旋桨+多旋翼型eVTOL飞行器一样,在此简要评估一下此种类型 eVTOL 飞行器的飞行性能:


多旋翼+螺旋桨型eVTOL飞行器飞行性能简要评估的图2

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


垂直飞行性能:

多旋翼+螺旋桨型 eVTOL 飞行器,可灵活设计电动旋翼的直径尺寸、功率载荷、旋翼数量,电动螺旋桨数量以及安装位置、结构布局。

悬停状态飞行:电动旋翼安装位置距离飞行器重心远,控制力矩大;电动旋翼在水平面上多位均匀布局,量化了方位角度,控制响应快;电动旋翼同型号的数量多,便于设计交替冗余使用。遇有强风干扰,电动螺旋桨能够逆风推进,提高飞行器的抗风性能。


多旋翼+螺旋桨型eVTOL飞行器飞行性能简要评估的图3

起降状态飞行:垂直起飞时,电动螺旋桨能够快速强力推进飞行器,加快从悬停到前飞状态的过渡时间,减少悬停能量消耗;降落进近时,电动螺旋桨能反向推进为飞行器刹车,避免机头上扬影响驾驶员着陆操纵视线。

前向飞行性能:

多旋翼+螺旋桨型 eVTOL 飞行器,专门由电动螺旋桨提供前向水平推进动力,能够保持多旋翼桨盘平面处于水平状态,使各个电动旋翼能够均匀提供升力,避免了前后电动旋翼功率需求差异过大的困境。

电动旋翼支架结构能够进行翼型设计,前向飞行时产生附加升力,提高飞行器的升阻比。

电动旋翼位置两两对称,旋翼前行桨叶和后行桨叶产生的升力差,能够相互抵消,不需特别调节处理。


多旋翼+螺旋桨型eVTOL飞行器飞行性能简要评估的图4

参阅《直升机高速之路


电动旋翼能够较为容易地调节桨距和转速,在高速飞行时,能够降低转速防止前行桨尖发生局部激波;电动旋翼甚至能够转换为自转旋翼状态,进一步提高飞行速度。

前向飞行时,电动旋翼可用功率有较大的充裕,能够灵活调配提高飞行品质,如做大坡度转向机动。

整机性能:

多旋翼+螺旋桨型 eVTOL 飞行器,电动旋翼和电动螺旋桨在直径尺寸和数量上,能够根据飞行器需要功能灵活配置,易于翼身融合整体设计。


多旋翼+螺旋桨型eVTOL飞行器飞行性能简要评估的图5

参阅《为武装直升机改装涵道风扇飞行翼


电动旋翼和电动螺旋桨直径尺寸小,机械结构简单,转速可调可控,易于飞行器减振降噪设计。

同型号的电动旋翼使用数量多,便于模块化系列化标准化设计制造,能够提高产品质量,简化飞行器的研发制造过程。使用保障时,便于维护修理,备件贮备。

多旋翼能够建立表决系统可靠性模型,相比直升机单/双旋翼串联系统可靠性模型,可靠性程度大为提高。通俗来讲,多旋翼能够保证在几个电动旋翼不工作时,飞行器仍然可以安全飞行或安全着陆。

适用场景:

多旋翼+螺旋桨型 eVTOL 飞行器,在垂直起降、悬停作业、慢速飞行和快速飞行等综合性能方面有较大的优势。适用于山区空中交通运输、农林工业航空作业、航空应急救援等场合。在军事应用上,适合于武装直升机应用场景。


文章来源: 民用无人机产业 

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