用無葉電風扇的原理來造飛機可行嗎?

無葉電風扇的原理可以用來造飛機嗎?或者無人機?


不行。無葉扇是用科恩達效應,高速氣流帶動周圍的空氣,然後速度降低,從小股高速氣流變成大股低速氣流,這樣吹人舒服。這個轉換是有能量損耗的,根本不如直接用高速氣流去推飛行器。

再來,用氣流直接去推飛行器本來也是低效的行為。直升機升力是要依靠高速旋轉的旋翼(注意,是旋翼不是螺旋槳)產生的升力,原理和固定翼飛機一樣。這樣的好處是能量轉升力的效率搞,缺點是控制難,所以直升機旋翼根部才有那一堆控制機構。

四軸是螺旋槳直接帶動氣流,靠氣流的推力來當升力。這樣做是因為可以直接控制升力大小,缺點是效率低,同樣的電池,直機飛半小時,四軸分20分鐘。

你用無葉扇的那套東西,效率暫且不說,轉換一下,連直接控制升力的途徑都給打斷了——完全看小股高速氣流變成大股低速氣流是周圍空氣的情況而定,亂流、溫、濕度都有影響。簡直可以說是把上面2者的短處都結合到一起還降低了能量利用效率。


其他答案已經提到了,無葉風扇利用了科恩達效應。對於在飛機上的應用,射流引射產生升力或產生推力都是不經濟的。但是應用于飛行控制,提供一定的俯仰、滾轉與偏航控制力矩,部分替代傳統氣動舵面,理論上是可能的,小的航模上也初步驗證過。

還有一種應用方式是通過引射增加附面層能量,推遲氣流轉捩分離,起到增升減阻的作用。


效率太低,別的都是廢話!


更新:謝謝迴路師的指正,無扇葉風扇更多的用的是科恩達效應,用氣流帶氣流,和涵道風扇無關,兩者看起來很像,但不完全是一回事。

~~~~~~原答案~~~~~~~~~

題主,你搞反了

無扇葉風扇是模仿現代飛機的大涵道比渦輪風扇發動機設計出來的

你看,無扇葉風扇的扇葉或者說抽氣馬達是在底座上,不是真正的沒有扇葉

無扇葉風扇實際上就是模仿了航空渦輪風扇發動機的渦輪機通過內涵道氣流燃燒做功帶動前頭的大風扇葉片將空氣向後吹

昨晚酒喝多了頭暈暈,描述可能不是很準確,煩請航空發動機方面大神指正


大家都在說不行,因為能量損耗太大。

真的能量損耗很大么?我們來做一個非常粗糙的計算。

假設吸入的氣體在加速過程中沒有任何損耗,入口流速為 v_{in}的流速為 v_{out} ,質量流量為 dot{m} 。那麼推力,也就是單位時間噴出氣體獲得的動量為:

F = dot{m}(v_{out}-v_{in})

由於已經假設加速過程中沒有損失,在這個過程中,發動機消耗的能量,也即是流體所獲得的能量為:

E = frac{1}{2}dot{m}(v_{out}^2-v_{in}^2)

如果以推力和出口速度作為兩個自變數,那麼所需能量的表達式可以寫為:

E=frac{1}{2}F(v_{out}+v_{in})

也就是說,要求發動機提供推力一定的情況下。所需要的能量與出口的速度正相關。

所以,渦扇發動機效率高,並不是沒有道理的。渦噴發動機被民航淘汰,也是必然的。無葉電風扇用高速氣流帶動低速氣流,本身就是類似渦噴發動機的工作方式。更何況,在普通風扇中,由於內部氣道形狀曲折導致流動損失很大,無葉風扇本就是效率比較低的那一類,用在對效率斤斤計較的發動機上,看來是不行了。


什麼效應的我看不懂,但是,你們拆過那個風扇嗎?那裡頭有個籠型扇葉哦。


是可行的,美國的xfv-12就曾做過驗證

http://mp.weixin.qq.com/s/RlFR5mWt3b2rBw--fyiKNA

這個就寫得比較好


題主或者應該講題目補充完整:

你是希望講無葉風扇的技術作為飛行器的推力裝置呢?比如螺旋槳飛機的推進螺旋槳。

還是希望無葉風扇作為飛行器的升力裝置呢?比如直升機的主旋翼。

另外,我打個比方吧,你平時可能也會用扇子扇風吧。你可能也感受到了扇子扇風的時候空氣傳到扇子上的反作用力吧,那麼問題就是,是否可以用扇子扇風的原理來造飛機呢?

事實上,撲翼飛行器的原理不就是「扇風」嗎?

方式是類似的,原理是一致的,但是所謂原理這種東西本來就是很懸很懸的,因為世界上原理相同的東西太多了,從發明扇子到發明撲翼飛行器,其中有多長的路要走?

我最好的建議是,如果題主真的很想了解答案,你應該先認真了解清楚無葉電風扇的原理,我在碩士第一年曾經興沖沖和導師提過和你類似的想法,導師當時和我說的話我大概會記住一輩子:

「咱們搞專業研究的,有想法是好的,這是值得肯定的,但是絕不能空想,你既然有了想法,那就認真去整理分析資料,如果一圈下來仍然覺得可行,那就著手去做,去嘗試,這才是最重要的。」

於是我去嘗試了,但是失敗了,最後總結問題在於,理論上無葉風扇的確是改變了空氣流量,會獲得升力,但是太小了,效率太低了,因為主導升力或者推力的是槳葉周圍的誘導速度,而無葉風扇正因為無葉,所以只有涵道周圍存在誘導速度,這是極小的,不足以支持我的飛行器起飛。

當然,我的方法也許是錯的,也許有其他更好的點子,歡迎討論。但是請理性討論,用數據、事實說話,謝謝。


原理可行 但是買一颱風扇肯定飛不起來

機翼上表面主動空氣噴流早就有了 扇翼也有了 科恩達效應飛行器也有了 只不過不是做成環形而已


無葉風扇也有扇葉吧,在底座里,相當於吸塵器反著吹…


推薦閱讀:

現在國內,國外做vision-base(基於機器視覺)的移動機器人的大牛,論壇,科研平台有哪些?
無人機測試工程師是做什麼的?
如何評價大疆2017年3月1日悄然發布的精靈3SE?
一個普通的大疆螺旋槳,如果轉速足夠快,能不能將一個成年人帶上天?

TAG:飛行器 | 無人機Drone |