為什麼現在大型飛機不設計成多旋翼直升機(就是現在航拍常用的四、六、八旋翼)?
飛機設計成旋翼機,這樣的話機場不就節約跑道等資源了嘛?可以垂直起降
我補充一個其它回答里沒有的原因:
多旋翼(大於2,不含)飛行器有穩定性的問題,飛行器懸空的時候要求各個旋翼的轉速一致,否則飛行器容易傾覆。實際情況是油動力發動機轉速不一定能穩定在某個數值上,會在一定範圍內波動,所以多旋翼飛行器穩定性很差,一般就做到2旋翼為止。
無人機採用多旋翼的原因是因為大部分無人機都是用電作為動力的,電動機的好處就是速度控制非常容易,所以穩定性很好,但無人機續航差也是因為電池的能量密度遠遠低於汽油、航油。
不能解決油動力發動機的穩定轉速的問題,多旋翼飛行器並不可靠。竟然沒人邀請我。
題主所謂的「旋翼機」是錯誤的說法,旋翼機的旋翼不與發動機相連,題主應該問的是直升機。至於為什麼直升機不能作為主流客機,原因不用多談,主要原因並不是 @夏洛特煩惱說的起飛重量,畢竟毛子的米26最大起飛重量可以達到接近60t。
關鍵的限制在於 直升機太tm慢了。
常規直升機巡航速度也就200多km/h,不如降速的動車(250km/h)。全速動車350km/h,要知道直升機全球最大飛行速度保持者英國的「山貓」也不過400km/h(非巡航速度)。另外,直升機的效率是低於固定翼的,多旋翼的效率比直升機還低。
我這裡忽略了很火的 高速直升機,因為高速直升機的實現方式很多都是與固定翼的複合,不是純粹的旋翼飛行器。效率低!
槳小效率低。多旋翼需要很高速的電機響應,內燃機不行,渦輪窩扇就更加了,接著用電池,電池能量密度太小(對比於汽油這些燃燒的來說).......你可以看看億航184,多niubility........這麼大坨才一個人飛20分鐘。
如果做成變軸距結構的多軸呢?那為啥不直接做一個單旋翼的變軸→直升機
旋翼機通常布置有水平旋翼和垂直旋翼,水平旋翼用於提供升力,垂直旋翼用於提供向前的推力,或者有的飛機沒有布置垂直旋翼,而是用傳統的發動機加固定翼的方式; 樓主說的可以垂直起降的旋翼機,與常規飛機的最大不同就是常規飛機是通過滑跑(提供空速)、固定翼(提供翼型及壓力差)來得到升力,而旋翼機則是通過與地面水平的旋翼來提供升力(舉力)的;根據升力=重力這一基本理論,如果想要起飛至少需要大於等於重力,旋翼機的數據我沒有,但是直升機一般重量是1T~20T,現有的旋翼應該能達到這樣的設計水平。 樓主想把現在的飛機也可以設計成旋翼起降,應該是說的是民航飛機,以C919為例,最大起飛重量是70t多,是一般直升機的四倍以上,如果是採用常規渦輪風扇發動機,LEAP 1C,提供三萬磅推力,134000N,折算一下,也就是13.4T左右,而如果換成旋翼機,那螺旋槳就得提供70T的舉力才能把919拉起來。圖中數字不太嚴謹,僅是示意。好吧 圖片有誤 現在是有可能提供這麼大升力的螺旋槳的旋翼機有個缺憾就是飛行速度太慢感謝HangZS的回答
民用航空考慮的四性,安全性、舒適性、環保性、經濟性,旋翼機一樣也沒優勢,最後容我問一句,這種常規布局圓筒形機身,水平螺旋槳你擱哪兒?
題主我這裡指出一點,民航機不像軍用機:民航機是要考慮燃油經濟性的,同時還要兼顧速度
旋翼機最大的問題就在於無法平衡這兩者:高速時候燃油經濟性相當低下且對機體結構和發動機會造成難以預見的損傷,低速時候燃油經濟性也不比噴氣機高哪裡去
與此同時所謂的節約跑道真的就是個跑道長度,多旋翼的安全範圍估計會相當可觀
旅客布置也會存在困難,上下客不方便
零件數目多,增加維護壓力
運營這類飛機還需要全新的機場設施
所以,綜合起來看沒有任何必要去搞這種飛機啊多軸不是旋翼機。旋翼機特指旋翼無動力自由旋轉的那種。多軸最大的問題就是載荷航程悲催。
其實歐洲在冷戰早期真這麼想過,而且飛機也造出來了,結果發現這玩意燒掉油太特么貴了,而且升力發動機壞一個飛機直接墜毀,你敢坐?還是用固定翼吧……
固定翼航空器的性能和經濟性優勢來源於機翼的升阻比。
現在最快的直升機,最大時速不到350km/h
多旋翼效率低安全性差
旋翼類飛行器為了維持高度不變,需要旋翼拉力等於重力。1000公斤飛機至少需要1000kgf的拉力才能維持高度,若要前飛需要的拉力更大。
固定翼飛機依靠相對空速產生升力。一般固定翼運輸機升阻比都在10以上。固定翼飛機勻速平飛升力等於重力,推力等於阻力。假如飛機升阻比10,重量1000公斤的話,根據前面的關係,飛機平飛需要1000kgf升力,根據升阻比關係,阻力就是100kgf,這時飛機發動機只需要100kgf推力就可以滿足迅速平飛。
可見固定翼飛機對能量的利用率是遠高於旋翼類飛行器的節約了跑道資源?撐死「節約」了跑道長度,佔地面積肯定更大,那麼大的四個旋翼,危險距離得多大?安全方面:普通固定翼,哪怕雙發失效了,只要升降舵不壞可控,還有可控墜地或者迫降的可能,四旋翼/六旋翼壞一個試試(別拿ted那個視頻說事),那個自旋速率人坐裡面能活你還不如狗帶算了。
不說提主問的名詞對不對,看有沒有符合你的要求的「旋翼機」,答案是有。支努干直升機,在海灣戰爭和阿富汗戰爭中立下赫赫戰功的明星機,雖說運輸能力很強,但是問題實在太多了,航程短,笨拙,雜訊大!!!太擾民了!!外形功能更加酷炫的魚鷹,跑得遠,速度快。
但是問題也很多,可靠性不足,後期維修保養貴得要死,特別容易摔!!!!
最後我們廣大人民群眾大開腦洞來了一個這樣的玩意,號稱還是很厲害的,請看中國直升機設計研究所的一個研究項目。據該研究所稱,通過將四旋翼從水平位置傾轉為垂直位置,這種直升機的飛行速度可望達到每小時700公里――將成為世界上速度最快的傾轉旋翼機,比波音公司的V-22「魚鷹」還快40%。研發人員稱,「藍鯨」的巡航速度為每小時538公里,可搭載20噸貨物,一次加油可飛行3100多公里。其實用升限為8615米,也超過「魚鷹」。多數常規直升機的飛行速度不宜超過每小時200公里。超過一定的速度,槳葉之間的氣流會導致直升機失去平衡,還會對發動機和機械部分造成巨大壓力,可能導致其出現故障或損毀。幾十年來,直升機設計者們嘗試了很多方法來打破這個速度極限。像「藍鯨」這樣的傾轉旋翼機在固定翼上安裝有旋翼艙——稱為短艙。當旋翼在水平位置時提供升力,當飛機在空中飛行時,旋翼處於垂直狀態,提供推力。四旋翼設計是其面臨的獨有問題,其中最主要的是,如何抵消飛行過程中前旋翼給後旋翼造成的湍流。個人覺得(當然我不是專業的哈),最後雜訊振動控制問題,機身結構強度問題,大推力發動機問題,可靠性問題,最重要成本問題,絕對會是擺在腦洞者面前的一個個難題……旋翼類的最高空速只能有0.5m吧。。。不然翼尖就超音速了
推重比。
小飛機,推重比怎麼做都很大,即使四旋翼電動都能隨便飛。航模的馬達丁點大,都能做出各種機動動作。
而大飛機,並不是按比例放縮的,那樣就飛不起來了。飛機變大,空氣數據不會跟著變,要重新設計。
所以,四旋翼這種無法載人。旋翼機...升力全部靠旋翼提供固定翼,假設翼型升阻比為10,也就需要總重的1/10的拉力克服阻力即可平飛...
因為有可以垂直起降的固定翼
目前看來最符合答主要求的應該是傾轉旋翼機。
起飛狀態:旋翼平行於地面,以類似直升機的方式起飛。平飛(巡航)狀態:旋翼傾轉90度,垂直於水平面,以固定翼飛機的方式飛行。
優點很明顯,這就不用說了。缺點也很明顯,技術非常複雜,研發難度頗大,還不穩定,圖上的MV-22事故率挺高。事故率好,控制困難,速度太慢。可以參考一下v22魚鷹http://wapbaike.baidu.com/view/9067917.htm?fr=aladdinref=wisessid=0from=2001auid=0pu=usm@0,sz@1320_2003,ta@iphone_1_9.3_1_10.9bd_page_type=1baiduid=AC6B3CAA8AA86D0203D26BB7014B7348tj=bk_polysemy_1_0_10_title
所有工業產品都是技術先進性與成本經濟性的妥協。
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