Blainjett Aviation, стартап с инновационной аэродинамической силовой установкой, объявил о том, что первоначальные испытания его аэродинамической концепции полуротора подтвердили ее потенциал для обеспечения более быстрой и эффективной работы при вертикальном взлете и посадке. Полномасштабные испытания продемонстрировали чистую положительную подъемную силу новой конфигурации и низкое сопротивление на этапах подъема / зависания, крейсерского полета и спуска / зависания.
Концептуальная иллюстрация показывает переход полудрона (справа налево) от зависания к крейсерскому, а затем к высоким уровням скорости; Из зависания (крайний справа) с открытыми вентиляционными отверстиями дрон разгоняется до прямого полета за счет включения толкателя. По мере увеличения скорости несущие винты замедляются и останавливаются в фиксированном прямолинейном положении для начального крейсерского полета. Затем их можно повернуть назад, чтобы достичь желаемого угла стреловидности для высокоскоростного крейсерского полета, а затем активно повернуть назад (крайний левый угол) для достижения максимальной скорости.
«Мы считаем, что наш прототип, с полувинтовой конфигурацией, будет иметь наиболее эффективный профиль зависания и полета вперед среди всех eVTOL вертикального взлета и посадки с несущим винтом», — говорит Кэри Захари.
Blainjett применяет концепцию полуротора к мелкому беспилотнику, чтобы продемонстрировать, что конфигурация может масштабироваться до более крупных беспилотных или пилотируемых летательных аппаратов в приложениях eVTOL от доставки посылок и грузов до транспортных и тактических военных задач.
Президент Blainjett, Кэри Захари, обнаружил эту конфигурацию при оценке серии цифровых моделей, сочетающих конструкцию ротора с электрической трансмиссией для «Ховербайка» Horizon Aeronautics длиной 9 футов и шириной 4 фута, предлагаемого пригородного транспортного средства для коротких поездок.
В конструкции «полуротора» Блейнджета знакомые вертикальные подъемные винты (которые можно увидеть на вертолетах, беспилотных летательных аппаратах или беспилотных летательных аппаратах) размещаются частично внутри противоположных сторон закрытого фюзеляжа. Фюзеляж аэродинамической формы также содержит пару электродвигателей для привода несущих винтов. Третий двигатель, расположенный в хвостовом оперении над перевернутым V-образным хвостовым оперением, приводит в движение толкающий винт.
Концепция основана на изоляции отступающих лопастей несущего винта от наступающих лопастей, что фактически нейтрализует отступающие несущие винты. При зависании обычные роторы с открытым ротором создают равномерную подъемную силу по всему периметру. Но когда традиционный винтокрылый аппарат летит вперед, лопасти его несущего винта одновременно продвигаются вперед навстречу относительному ветру и отступают от него во время вращения. Это приводит к асимметрии подъемной силы на противоположных сторонах дуги ротора, что в конечном итоге создает жесткое ограничение скорости.
Blainjett решает проблему, заключая внутреннюю половину каждого диска ротора в фюзеляж самолета. Фюзеляж включает в себя внутреннюю «дверь зависания» и ряд верхних и нижних вентиляционных отверстий для облегчения управления по тангажу и рысканью (и снижения внутреннего аэродинамического давления) во время зависания. На управление по крену влияет мощность, потребляемая центральными несущими винтами фюзеляжа.
В режиме висения и при переходе в поступательный полет несущие винты на противоположных сторонах фюзеляжа вращаются навстречу ветру (левый винт по часовой стрелке – правый винт против часовой стрелки). По мере того, как субмасштабный прототип Блейнджета переходит от зависания к прямому полету с тягой толкающего винта, его верхние вентиляционные створки закрываются, а отступающие лопасти ротора защищаются от относительного ветра, сводя на нет лобовое сопротивление, потерю подъемной силы и, в конечном итоге, отрицательную подъемную силу, которая могла бы возникнуть при высокие скорости. Аэродинамический фюзеляж, а также выдвигающиеся лопасти, напротив, постепенно создают подъемную силу.
Это позволяет замедлять несущие винты и останавливать их в фиксированном положении с прямым или стреловидным крылом по мере увеличения скорости движения вперед. В этой конфигурации несущие винты становятся полностью шарнирными «крыльями» со сверхнизким сопротивлением и, следовательно, очень эффективны в прямом полете. В режиме полета на максимальной скорости они могут активно двигаться назад, вращаясь в обратном направлении для большего снижения лобового сопротивления. Ограничения скорости, налагаемые лобовым сопротивлением и асимметрией подъемной силы составных несущих винтов, обходятся без сложностей, лобового сопротивления и штрафов за вес знакомых самолетов с наклонным винтом.
Положительные повторяющиеся лабораторные испытания прототипа полуротора на разных этапах полета показали ожидаемые профили подъемной силы и лобового сопротивления для полузакрытых винтов как в режиме вращения, так и в фиксированном режиме. Результаты подтвердили базовые предположения Блейнджета и предоставили экспериментальные данные для расширения на следующем этапе испытаний.
Компания обеспечила использование модулей электродвигателя Vertiq для интеграции в свой будущий прототип (V2). Модули электродвигателей Vertiq способны останавливать вращение и поддерживать аэродинамически благоприятное фиксированное положение или свободно вращаться в обратном направлении во время выбранных фаз полета.
