Является ли винтокрылое судно способным к сверхзвуковому полету?

В настоящее время нет винтокрылых аппаратов, способных к сверхзвуковому полету.

В сочетании с движением вперед по воздуху, вращающиеся лопасти атакуют воздух с одной стороны и отступают назад с другой. Как самолет движется быстрее это создает 2 проблемы:

• Отступая лезвие имеет пункт Зеро скорости воздуха, старт с осью на hover и двигать к подсказке с передней скоростью, влиянию известному как P-фактор . В конце концов, большая часть лопасти имеет отрицательный поток воздуха (назад к тому, что он имел при зависании), что приводит к потере управления подъемом на этой стороне (может быть еще подъем, но шаг лопасти имеет небольшое влияние). Корабль будет катиться (и я считаю, что силы гироскопа поднимут высоту, и корабль восстановится)
• Продвигаясь лезвие будет идти сверхзвуковой, начиная с кончика. Изменение аэродинамики.

Есть идеи новых приводов лопастей, которые могут менять лопасти на 1) обратную воздушную скорость и 2) сверхзвуковую аэродинамику. Как вы заметили, до сих пор ничего не произошло…

Republic XF-84H «Thunderscreech» был реактивным истребителем ВВС США, модифицированным с турбовальным двигателем и пропеллером, предназначенным для работы на сверхзвуковых скоростях лопастей. Он впервые полетел в 1955 году, и в результате был шум, который был буквально оглушительным . Во время работы наземного двигателя», прототипы, как сообщается, можно было услышать в 25 милях (40 км).»

В то время как могут быть некоторые преимущества сверхзвукового пропеллера, побочные эффекты (шум) запрещают использование сверхзвукового пропеллера даже для военных применений, не говоря уже о гражданских.

Речь идет о вертолете со сверхзвуковыми лопастями, по крайней мере, на лопасти, продвигающейся в сторону вертолета. Нет исследований, о которых я знаю, что это указывает на то, что сверхзвуковая лопасть на главном Роторе вертолета будет действовать иначе, чем сверхзвуковая лопасть на пропеллере на самолете. Поэтому предполагается, что лопасти будут испытывать очень значительное увеличение сопротивления, а также будут производить очень значительное количество шума.

Поскольку вопрос кажется о теории самолетов, я отвечу теорией. Короткий ответ заключается в том, что все может и будет летать, учитывая достаточно времени и усилий.

Одним из самых больших ограничений для создания обычной конфигурации роторного летательного аппарата, летающего на сверхзвуковых скоростях, являются материалы. Когда роторное лезвие встроено с путем перемещения, оно должно выдержать значительно усилия обжатия вдоль своей длинной оси от удара. Есть три решения для обычной конфигурации-больше & более сильное лезвие (более тяжелые) новые материалы, или более короткие лезвия (меньше подъема).

Если вы не возражаете отклониться от обычного дизайна, то введение кожуха вокруг лезвий позволит вам удалить эти силы из рассмотрения, позволив вашему кожуху поглотить силы созданного удара. Вероятно, вы могли бы уменьшить вес каждого отдельного лезвия, закрепив его против кожуха (думаю, луч, закрепленный на одном конце и на обоих концах), поскольку воздух между ударной волной и волнами расширения является субзвуковым. Если Вам повезет, и физика не ненавидит вас, то вы можете получить волны расширения за кожухом, поэтому ваши лопасти ротора будут находиться в субзвуковой среде. Нагнетая воздух сверху покрытого ротора к нижней стороне, вы вызываете более низкое давление сверху, более высокое давление снизу, вызывая градиент давления и создавая подъем.

Это все спекуляции, основанные на моих ограниченных знаниях аэродинамики. В реальной жизни физика обычно ненавидит вас, и вы получите некоторые действительно испорченные волны расширения и ударные волны вдоль внутренней части кожуха, в сочетании с некоторыми беглыми ударами, образуемыми самими лопастями ротора. Поскольку прототипирование стало супер дорогим, и аэродинамические трубы кажутся умирающей гонкой в настоящее время, это должно быть смоделировано с помощью CFD, и, насколько я знаю, CFD еще не так быстро и точно, что может объяснить, почему это еще не было опробовано.

Ротор на самолете / винтокрылом в основном представляет собой секцию аэродинамического профиля, скрученную по его длине. Этот поворот также известен как шаг, и в большинстве случаев он является переменным. При приближении Маха 1 или скорости звука на самолете начинают формироваться ударные волны (например. на крыльях) и есть резкий рост сопротивления (известный как волновое сопротивление). Это связано с тем, что на высоких скоростях воздушный поток больше не может рассматриваться как несжимаемый поток. Роторы сталкиваются с теми же эффектами сжимаемости, что и крыло самолета, близкое к скорости звука, поэтому оно не может преодолеть это сопротивление.